常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

1、常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)教材：（鳳凰國(guó)標(biāo)教材）普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 通用技術(shù)（必修2）文檔內(nèi)容：常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)章節(jié)：第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第一節(jié) 常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)課 時(shí)：第1課時(shí)作 者：徐李強(qiáng)一、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能目標(biāo)了解結(jié)構(gòu)的含義，能舉出不同領(lǐng)域的實(shí)例，知道結(jié)構(gòu)無處不在。了解結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系。2. 過程與方法目標(biāo)能夠通過對(duì)簡(jiǎn)單案例，分析結(jié)構(gòu)是如何承受力的。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過案例分析，提高理解和分析問題的能力，培養(yǎng)全面、系統(tǒng)的分析問題的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)激情和興趣。二、教學(xué)重點(diǎn)結(jié)構(gòu)的含義；結(jié)構(gòu)決定事物存在的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)受力的分析方法。三、教學(xué)難點(diǎn)結(jié)構(gòu)受力的分析方法。四、教學(xué)方法案例分析法、討

2、論法、實(shí)踐體驗(yàn)法五、設(shè)計(jì)思想1. 教材分析本課時(shí)內(nèi)容是本單元的基礎(chǔ)性知識(shí)，對(duì)后面的章節(jié)起著提綱挈領(lǐng)的作用。第一小節(jié)“無處不在的結(jié)構(gòu)”通過對(duì)自然界、技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)領(lǐng)域三個(gè)層面的分析，說明了結(jié)構(gòu)無處不在，給出了結(jié)構(gòu)的一般含義。教材特別強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)的多種多樣決定了事物存在的性質(zhì)，這個(gè)觀點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)思想方法的重要組成部分，貫穿于這一章的始終。在這一節(jié)中，用“魁北克大橋的坍塌”為例說明合理結(jié)構(gòu)的重要性，給學(xué)生以心靈的震撼，引起他們對(duì)結(jié)構(gòu)的重視，提醒學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要有高度的責(zé)任感。第二小節(jié)“結(jié)構(gòu)與力”從力學(xué)的角度讓學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，并給出了結(jié)構(gòu)的受力分析方法，由于受到學(xué)生的知識(shí)水平限制，教材只進(jìn)行定性的分析，

3、要求學(xué)生體驗(yàn)和學(xué)習(xí)力的分析方法。力的分析方法是這一小節(jié)的重點(diǎn)。2. 設(shè)計(jì)理念這一節(jié)主要講為什么要學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，特別要強(qiáng)調(diào)的是，要向?qū)W生指出結(jié)構(gòu)無處不在，我們學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)的思想方法可以遷移到其他領(lǐng)域。本節(jié)兩個(gè)課時(shí)不建議采用純粹的講述法，技術(shù)與設(shè)計(jì)2的第一、第二節(jié)課堂教學(xué)，應(yīng)該激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)課程的興趣和熱情，因此建議結(jié)合結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性知識(shí)，安排一定的動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生參與和體驗(yàn)。如果把“無處不在的結(jié)構(gòu)”安排為一課時(shí)，內(nèi)容會(huì)略顯不足，所以考慮結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力來體會(huì)“結(jié)構(gòu)的多種多樣決定事物存在的性質(zhì)”這一思想，第二課時(shí)讓學(xué)生學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)的類型”之后，安排一個(gè)動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，一方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，另一方面為學(xué)習(xí)

4、“穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析”做好準(zhǔn)備，另外，這樣的安排能在教學(xué)中把握好從構(gòu)件的基本受力和變形形式來理解結(jié)構(gòu)。3. 教學(xué)策略設(shè)計(jì)（1）這兩個(gè)小節(jié)的的教學(xué)要具備初中物理學(xué)科的基本力學(xué)知識(shí)，根據(jù)學(xué)生掌握程度的不同，建議在進(jìn)行本節(jié)教學(xué)前先復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)。（2）本節(jié)內(nèi)容與學(xué)生生活實(shí)際聯(lián)系緊密，教師應(yīng)有針對(duì)性的指導(dǎo)學(xué)生收集資料和實(shí)物素材，如案例、閱讀材料、典型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例等，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)背景。其形式可以是掛圖、多媒體課件或圖片、視頻等，以豐富和拓展本節(jié)單元教學(xué)的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。（3）教學(xué)中先從世界上處處有結(jié)構(gòu)講起，自然界、社會(huì)領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域都有結(jié)構(gòu)問題，并用具體案例來說明結(jié)構(gòu)是如何決定事物性質(zhì)的，接

5、著再講解人類是如何模擬自然結(jié)構(gòu)來解決技術(shù)問題的，最后用“魁北克大橋的坍塌”來闡述進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有強(qiáng)烈的責(zé)任感。不能將過多的精力花在社會(huì)領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的理解上，應(yīng)以技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)為主要學(xué)習(xí)對(duì)象。（4）指導(dǎo)好“魁北克大橋的坍塌”的閱讀過程，同時(shí)可以補(bǔ)充一些類似的最近發(fā)生的例子，如地鐵施工造成附近小區(qū)地面塌陷等。(5) 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)與力的教學(xué)時(shí)，結(jié)合學(xué)生比較熟悉的事物來講解，例如，秋千的吊索主要是受拉；橋梁的橋墩主要是受壓等，對(duì)構(gòu)件的五種基本受力和變形形式，通過概念解釋、道具演示等方式進(jìn)行，不要作深入分析。重點(diǎn)是講解受拉和受壓，對(duì)受剪切、受扭轉(zhuǎn)和受彎曲可降低要求。（6）利用好紙板承受力試驗(yàn)，可以通過分組的形

6、式培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力，團(tuán)隊(duì)精神。4. 學(xué)情分析通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)技術(shù)與設(shè)計(jì)1，學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)有了一定的感性認(rèn)識(shí)，但對(duì)于結(jié)構(gòu)的作用的認(rèn)識(shí)還是比較模糊、零散的，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)人類如何利用自然界中的結(jié)構(gòu)，解決實(shí)際生活中的一些技術(shù)問題時(shí)還存在一定的困難。在物理課程中，學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的力學(xué)知識(shí)，并可以畫出一些簡(jiǎn)單物體的受力圖，但對(duì)分析一些基本結(jié)構(gòu)如何受力、構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)力及單位橫截面上所產(chǎn)生的應(yīng)力還有一定的困難。六、教學(xué)準(zhǔn)備收集相關(guān)的教學(xué)實(shí)物、常見結(jié)構(gòu)的圖片，制作好教學(xué)課件PPT、準(zhǔn)備廢舊紙盒的紙板，加壓的重物。七、教學(xué)過程1.通用技術(shù)必修2學(xué)習(xí)介紹：（1）通用技術(shù)必修2是一門什么樣的課程？【教

7、師講解】同學(xué)們，我們生活在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代。我國(guó)載人航天成功, 實(shí)現(xiàn)了千年邀游太空夢(mèng); 長(zhǎng)江三峽順利截流發(fā)電，高峽出平湖；水稻育種結(jié)碩果，世界領(lǐng)先 “技術(shù)與設(shè)計(jì)2”中的“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”“流程與設(shè)計(jì)”“系統(tǒng)與設(shè)計(jì)”“控制與設(shè)計(jì)”等四個(gè)主題都是具體的、通用的技術(shù), 它們具有典型意義, 并與技術(shù)的發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。因此我們將要學(xué)習(xí)的通用技術(shù)必修2，應(yīng)用廣泛，具有寬廣的遷移價(jià)值。學(xué)習(xí)這些技術(shù)與設(shè)計(jì)的基本思想和基本方法, 將使我們終身受益。同時(shí)也將使我們適應(yīng)新世紀(jì)的科技發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要,成為有用的人才。（2）學(xué)習(xí)通用技術(shù)必修2課程要注意的幾點(diǎn): 圍繞教材內(nèi)容,以技術(shù)設(shè)計(jì)為主線索

8、,認(rèn)真鉆研各主題的技術(shù)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)。充分調(diào)動(dòng)自己的感知、思維、想像，進(jìn)行調(diào)查研究、批判性思考、創(chuàng)新性想像，密切聯(lián)系實(shí)際，挖掘技術(shù)實(shí)例，既動(dòng)腦又動(dòng)手，做好剖析、試驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)制作、交流、評(píng)價(jià)各環(huán)節(jié)，努力提高技術(shù)實(shí)踐素養(yǎng)。發(fā)揚(yáng)在老師引導(dǎo)下的團(tuán)隊(duì)合作精神, 把學(xué)習(xí)技術(shù)課程的過程, 變?yōu)橐粋€(gè)創(chuàng)新的過程。在學(xué)習(xí)過程中要以多種視角、多種思路、多種方法, 去探究一個(gè)個(gè)技術(shù)問題, 完成一項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù), 努力造就我們的創(chuàng)造品質(zhì), 提高我們的創(chuàng)新能力。 學(xué)習(xí)過程中會(huì)遇到困難,我們要以堅(jiān)強(qiáng)的意志力，鼓起戰(zhàn)勝困難繼續(xù)前進(jìn)的勇氣，努力磨煉我們的意志品質(zhì)。2.導(dǎo)入【實(shí)物展示】學(xué)生制作的小板凳。同學(xué)們?cè)谏蟼€(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)了技術(shù)與

9、設(shè)計(jì)1，已經(jīng)初步掌握了設(shè)計(jì)的一般原則、步驟和基本方法，同時(shí)也制作了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)模型，如便攜式小板凳。為什么同學(xué)們制作的小板凳穩(wěn)固程度差別較大？如何使小板凳既輕便又穩(wěn)固呢？讓我們通過學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一起來探究這些問題，首先讓我們來認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。3.自然界中的結(jié)構(gòu)【投影展示】蜂窩、蜘蛛網(wǎng)、動(dòng)物的身體與器官等結(jié)構(gòu)圖。引導(dǎo)學(xué)生分析蜂窩的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在哪里？【師生互動(dòng)】蜂巢是嚴(yán)格的六角柱形體。它的一端是六角形開口，另一端則是封閉的六角棱錐體的底，由三個(gè)相同的菱形組成。18世紀(jì)初，法國(guó)學(xué)者馬拉爾奇曾經(jīng)專門測(cè)量過大量蜂巢的尺寸，令他感到十分驚訝的是，這些蜂巢組成底盤的菱形的所有鈍角都是109°28

10、，所有的銳角都是70°32。后來經(jīng)過法國(guó)數(shù)學(xué)家克尼格和蘇格蘭數(shù)學(xué)家馬克洛林從理論上的計(jì)算，如果要消耗最少的材料，制成最大的菱形容器正是這個(gè)角度。從這個(gè)意義上說，蜜蜂稱得上是“天才的數(shù)學(xué)家兼設(shè)計(jì)師”。【教師總結(jié)】結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。以上案例說明，結(jié)構(gòu)無處不在，結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。【課堂活動(dòng)】尼龍搭扣的結(jié)構(gòu)和功能。 分發(fā)若干尼龍搭扣。 閱讀蒼耳子、飛機(jī)和鷹眼的材料，感受自然界中結(jié)構(gòu)的功能和結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。【師生互動(dòng)】鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無誤地辨別地面上的動(dòng)物,這是因?yàn)樗难鄄拷Y(jié)構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)凹槽,叫做中央凹，老鷹眼中

11、的中央凹卻有兩個(gè)，這兩個(gè)中央凹的作用不同，其中一個(gè)專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像，另一個(gè)用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣，老鷹的視覺范圍就寬多了，能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu)，人們正在研制“ 鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這種導(dǎo)彈系統(tǒng)能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)并跟蹤攻擊?！窘處熆偨Y(jié)】在日常生活中，人們利用大自然中形形色色的結(jié)構(gòu)帶來的創(chuàng)造靈感，結(jié)合實(shí)際，創(chuàng)造和發(fā)明了大量的實(shí)用結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)而產(chǎn)生的？【師生互動(dòng)】羊毛衣，潛水艇與魚鰾等，人類利用仿生學(xué)原理，把大量的研究成果應(yīng)用到其它領(lǐng)域中。4.技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)【投影展示】展示汽車、建筑、橋梁等圖片。結(jié)構(gòu)影響事物的性

12、質(zhì)和功能，結(jié)構(gòu)方面存在的一個(gè)小問題可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生?！菊n堂活動(dòng)】閱讀“魁北克大橋的坍塌”。大橋坍塌的原因是什么？【師生互動(dòng)】設(shè)計(jì)師沒有對(duì)橋梁的關(guān)鍵部位做相應(yīng)的加固。合理的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)者和制造者的最高目標(biāo)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具有高度的責(zé)任感。5.社會(huì)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)在社會(huì)領(lǐng)域,也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。一篇文章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)影響文章的表達(dá)與質(zhì)量, 一家企業(yè)的人員結(jié)構(gòu)關(guān)乎企業(yè)的運(yùn)行與效率。6.結(jié)構(gòu)與力【演示試驗(yàn)】比較不同形狀的紙板能承受的壓力的大小。（1）將一塊紙板用支架支撐起來，在紙板中間不斷增加重物，直到它塌下來，記錄此時(shí)重物的質(zhì)量。（2）將另一塊紙板彎成拱，兩端固定以防止延伸，在

13、圓拱上端不斷增加重物，直到它塌下來，記錄此時(shí)重物的質(zhì)量。(3)將拱的跨度變小，重復(fù)上面的操作，記錄此時(shí)重物的質(zhì)量?！編熒?dòng)】從力學(xué)角度來說, 結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài), 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。不同的結(jié)構(gòu)所能承受的力是不同的。7.力的基本形式【投影展示】教材第五頁(yè)中的圖片?！窘處熆偨Y(jié)】五種力的基本形式。拉 力物體所承受的拉拽力 起吊重物的鋼索、拔河時(shí)的繩子壓 力擠壓物體的力 千斤頂?shù)幕钊?、橋墩剪切力兩個(gè)距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力 鉚釘、機(jī)械中常用的連接件扭轉(zhuǎn)力反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力 汽車的傳動(dòng)軸、擰干中的衣服彎曲力作用于物體 ,使它產(chǎn)生彎曲的力 起重機(jī)的大梁、釣魚竿【投影展示】展示一些采用架、梁、拱結(jié)構(gòu)的建筑物的圖片。這些結(jié)構(gòu)的受力形式是怎樣的？【教師總結(jié)】在分析結(jié)構(gòu)的構(gòu)件受力過程中，其側(cè)重點(diǎn)是力引起結(jié)構(gòu)的形變和破壞，而高中物理中力學(xué)分析的側(cè)重點(diǎn)是力會(huì)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，在分析受力情況的過程中，不應(yīng)只注意靜態(tài)受力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而忽視了結(jié)構(gòu)的形變和破壞。8.探究觀察右圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。拓展：石磨在推動(dòng)過程中，繩子在空間的軌跡是一個(gè)什么圖形？9.課后作業(yè):教材第六頁(yè)的馬上行動(dòng)。八、教學(xué)反思這節(jié)課教學(xué)素材豐富，貼近學(xué)生生活實(shí)際，內(nèi)容與物理學(xué)科聯(lián)系緊密，所以學(xué)生比較感興趣，但是，教