控制的手段与应用教学设计_电子控制技术教学设计

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常见结构的认识

教

材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书 通用技术（必修2）文档内容：常见结构的认识

章

节：第一单元 结构与设计 第一节 常见结构的认识 课 时：第2课时

作 者：张恩军（浙江省宁波市鄞州中学）

一、教学目标

1.知识与技能目标

（1）能从力学的角度理解结构的概念

（2）通过学习椅面、简易桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣

2.过程与方法目标

通过展示实物和实物演示，使同学们学会利用实物进行试验探究的方法，学会简单试验的操作。3.情感态度和价值观目标 培养学生实事求是的求实精神

二、教学重点 结构分类及其应用

三、教学难点 应力概念

四、教学方法

从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。

在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。

五、设计思想 1.教材分析

本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，是为了更好地服务于人类。本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。

2.设计理念

本节的重点是结构与力、结构的类型。教师要把握好从够简单基本受力和变形形式来理解结构。要引导学生从力学角度理解结构的一般分类，理解不同结构类型在生产生活中的应用。

3.教学策略设计 凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。

4.学情分析

学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。

六、教学准备

几只新鲜的鸡蛋，一块木板，几个PV管材截取的小段塑料管材

七、教学过程 1.引课

1981年7月17日美国的堪萨斯城饭店发生倒塌。造成113人死亡，200人受重伤。这一惨案的结论是：空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至立柱间的空中距离过长。还有一个更加典型的例子：魁北克大桥的坍塌。

2.应力概念

从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。每个物体都有它的特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。

物理学与通用技术研究力的角度不同，物理学往往研究外力，把物体当质点，哪怕是地球，在研究它绕太阳转动时，仍把它当作质点。

而技术学则关注一个物体内部受力情况。构件——组成一个较复杂结构的不同部分 应力——构件的单位截面上所产生的内力 σ＝F/S 3.力的分类

学生阅读教材，认识拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。利用橡皮泥实验，感受各种力作用特点。

拉力 —— 物体所承受的拉拽力 压力 —— 挤压物体的力

剪切力 —— 两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力 扭转力 —— 反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力 弯曲力 —— 作用于物体，使它产生弯曲的力 4.练习题

学生阅读《它们受到哪些力的作用》分析体验：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通过桥面时，桥面受到的力。

5.结构受载荷实例。

任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载荷，保证结构的可靠工作。

⑴秋千的吊索，主要承受拉力； ⑵桥梁的桥墩，主要承受压力；

⑶连接齿轮和轴的键，主要承受剪切力； ⑷汽车方向盘的轴，主要承受扭转力； ⑸单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯曲力； ⑹吊扇旋转，吊杆主要受扭转力和拉力；

为了保证结构的正常工作，这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力。这是结构设计中必须考凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计

虑的重要问题。

6.典型结构分析：单杠结构分析 ⑴各部分名称：杠体，立柱和拉杆。（为什么做成这样的结构？）

⑵杠体的受力与变形：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。——弯曲力 ⑶立柱、拉杆的受力与变形：

立柱：静止时受压力；当人在运动时，对立柱产生弯矩，使立柱弯曲变形。——怎样做才能保持单杠稳定？

拉杆：人在运动时，拉杆起到辅助立柱抗变形作用。

7.给学生播放网络上表演的节目：踩鸡蛋。请学生分析鸡蛋的载荷情况。常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）

我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构。

1.实体结构

⑴实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。墙壁、柱子、实心球、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实体结构。

⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。

2.框架结构

⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。窗户、画框、房子的架构、蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。

⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。

⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。

3.壳体结构

⑴常见物品：头盔、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、油罐……

⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。

⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。4.组合结构

⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实体结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合。

⑵组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。⑶想一想，学校体育馆都由那些基本结构组成？

思考、马上行动、练习和综合实践活动，为学生学习的形成性评价提供了可能，根据学生练习过程中的反馈信息，评价学生和调整课堂教学。

八、教学反思

本节内容的学习，一定要切合学生的生活经验，这样才能引起学生的共鸣，活跃课堂气氛，才能激发学生的学习热情和对后面学习内容的兴趣。比如苍耳子与尼龙搭扣、鲁班和锯子等案例，得出事物的结构是人类思维的源泉。