第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計第三節(jié)簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計

第一單元

構(gòu)造與設(shè)計單構(gòu)造的設(shè)計

第三節(jié)簡簡單構(gòu)造的設(shè)計教材：（鳳凰國標教材）一般高中課程標準實驗教科書通用技術(shù)（必修2）文檔內(nèi)容：簡單構(gòu)造的設(shè)計章節(jié)：第一單元構(gòu)造與設(shè)計第三節(jié)簡單構(gòu)造的設(shè)計課時：第一課時作者：錢一千（無錫市第一中學）一、教課目的知識與技術(shù)目標理解并堅固構(gòu)造的涵義、構(gòu)造與力之間的關(guān)系。能嫻熟剖析一個簡單構(gòu)造應試慮的主要要素。能夠?qū)垬?gòu)造進行合理的構(gòu)造剖析，并設(shè)計一個簡單紙構(gòu)造。能制作一個簡單紙構(gòu)造模型。過程與方法目標設(shè)計過程中，能充分認識不一樣紙構(gòu)造承重性能的差別。在制作過程中，能夠?qū)τ绊懠垬?gòu)造的各個要素進行合理的剖析與適合的修正。能制作承重性較好的紙構(gòu)造，體驗發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。感情態(tài)度和價值觀目標形成和保持學生認識構(gòu)造，研究構(gòu)造的興趣與熱忱。體驗解決問題過程的艱辛和獲取成功的愉悅。認識技術(shù)的創(chuàng)建性特色，培育勇于創(chuàng)建的個性。二、教課要點達成簡單紙構(gòu)造的設(shè)計，選擇適合的紙構(gòu)造形狀和連結(jié)方式搭建紙構(gòu)造模型。三、教課難點選擇適合的紙構(gòu)造和連結(jié)方式搭建紙橋構(gòu)造模型。四、教課方法教授、任務(wù)驅(qū)動、小組合作。五、設(shè)計思想教材剖析本節(jié)課是第一單元《構(gòu)造與設(shè)計》第三節(jié)《簡單構(gòu)造的設(shè)計》。這節(jié)內(nèi)容有兩個方面要求：一是能夠?qū)λ龅臉?gòu)造進行簡單剖析，熟習設(shè)計一個簡單構(gòu)造所應試慮的主要要素；二是進行一個簡單構(gòu)造的設(shè)計，繪制設(shè)計圖并制作模型或原型。分析教材本單元的前后章節(jié)——《常有構(gòu)造的認識》、《堅固構(gòu)造的探析》，這些章節(jié)中波及到構(gòu)造與力、構(gòu)造的種類、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、構(gòu)造的強度等知識點與本節(jié)課有很強的持續(xù)性，所以本節(jié)課要點應放在如安在設(shè)計簡單構(gòu)造的過程中，聯(lián)合這些知識點，讓學生發(fā)揮自己的創(chuàng)建力，設(shè)計出既切合要求又各具特色的簡單構(gòu)造。設(shè)計理念簡單構(gòu)造的設(shè)計，要點在于這個簡單構(gòu)造——“載體”的選擇。依據(jù)教材上的要求選擇簡略相框的制作，在實質(zhì)教課中很難吸引學生的興趣。所以一定另選一個新的“載體”來制作簡單構(gòu)造，才能充分調(diào)換學生踴躍性和主動性，培育他們對構(gòu)造設(shè)計的興趣。因為是構(gòu)造設(shè)計，所以我很自然就會考慮到構(gòu)造的承重，考慮到成本和制作的難易程度，我決定選擇紙資料，設(shè)計能承受必定重量的紙構(gòu)造，放棄木塊等其余資料的構(gòu)造制作。紙張自己很纖弱，可是用紙張做出來的紙構(gòu)造卻能承載必定的重量，這充分說了然構(gòu)造設(shè)計之功能，并且也能表現(xiàn)構(gòu)造與力的關(guān)系。同時我要學生理解，高中同學制作紙構(gòu)造要進行必定的研究，怎么樣才能讓我們設(shè)計的紙構(gòu)造用紙量少、承載重量高；怎么樣才能設(shè)計出承載比高的紙構(gòu)造。為此，我們確立了紙構(gòu)造制作的設(shè)計要求：制作梁式構(gòu)造的紙板，整個紙構(gòu)造一定所有使用一般A4（或16k）紙，最后設(shè)計出的紙構(gòu)造用紙量應在3張之內(nèi)。紙構(gòu)造的連結(jié)只同意使用一般的膠水或雙面膠（膠水只好起到協(xié)助連結(jié)，不行用來承重，所以不行使用乳膠等）。紙構(gòu)造在主要受力面內(nèi)應知足幾何不變性，跨度要求15cm以上，寬度7cm以上，擱置在2塊等高的木塊上，最低承重要求為一灌滿沙的沙盒（豎直擱置于紙板中央保持穩(wěn)固狀態(tài)，每個沙盒重約600g），在此基礎(chǔ)上承載比越高越好（可做損壞性試驗，看壓多少塊沙盒把紙板壓垮）。同時考慮到這堂課為紙構(gòu)造設(shè)計第一節(jié)課，在讓學生大概認識紙構(gòu)造制作過程的同時，讓學生探索掌握制作紙構(gòu)造的技巧，為后邊學生制作紙橋等其他紙構(gòu)造作好相應準備。教課策略設(shè)計紙構(gòu)造設(shè)計的要求并不是這節(jié)課才提出，而是在構(gòu)造設(shè)計的第一節(jié)課就已經(jīng)提出，這樣就能夠讓學生在學習前面知識的同時進行思慮，本節(jié)課則是對紙橋制作進行詳細指導。第一對紙張的性質(zhì)進行相應剖析，讓學生掌握紙張的特色——抗拉性能強、抗壓性能弱。由紙張的特色引出紙構(gòu)造要承重就一定揚長避短，設(shè)計適合的構(gòu)造提升抗壓性能，才能承受必定的重量。不一樣構(gòu)造的承重能力不一樣，追求的目標是紙構(gòu)造的承載比應當盡可能大。紙構(gòu)造形狀的選擇很重要，不一樣構(gòu)造的紙構(gòu)造抗壓性能不一樣，指引學生自己商討選擇適合的形狀。紙構(gòu)造的組合連結(jié)方式有多種，好的組合連結(jié)能夠有效提升紙板整體構(gòu)造的強度。指引學生自己設(shè)計適合的組合連結(jié)方式。學生自主設(shè)計承重紙板，分紅小組議論后形成小組方案。小組制作紙板。教師實時介入，經(jīng)過對照介紹部分小組的作品，指引學生反省對自己的設(shè)計進行相應調(diào)整。在學生達成作品以后進行作品的簡單測評，即選擇部分小組作品對其進行承重測試，關(guān)于測試的結(jié)果指引學生思慮如何調(diào)整改正原有設(shè)計。教師指導學生思慮，紙構(gòu)造還可以有什么應用，怎么設(shè)計？（為后續(xù)紙橋制作作準備）學情剖析高中階段的學生有必定的物理力學知識和著手實踐的基礎(chǔ)，制作紙構(gòu)造達成狀況應當廣泛較好?？墒且驗槭堑谝淮谓佑|紙構(gòu)造設(shè)計，好多很好的構(gòu)造設(shè)計常常在制作過程中會因為設(shè)計與制作的脫節(jié)而“流產(chǎn)”?？墒遣煌５匦拚O(shè)計——著手制作的過程自己就是一個優(yōu)秀的創(chuàng)新實踐過程，在這個過程中每個專心的學生都能領(lǐng)會到自己設(shè)計的樂趣。限于學生對紙構(gòu)造認識的不一樣、掌握構(gòu)造設(shè)計水平能力的不一樣，學生們最后制作出的紙橋達成設(shè)計要求的結(jié)果差別性也很大。著手能力強、思想靈巧的同學更簡單設(shè)計出承載比較高的作品，這樣能夠讓他們把自己成功的經(jīng)驗向其余同學們分享。著手能力較弱、思想比較緩慢的同學可能更多地體驗解決問題過程的艱辛，這個過程相同是一份難得的經(jīng)驗，并且他們對構(gòu)造設(shè)計的理解尤其深刻。六、教課準備教課資源的準備多媒體教課設(shè)施、通用技術(shù)專用教室、教課PPT、各種工具、一般A4紙張、膠水等。教課的準備教課比較簡短，多以直觀的圖片來說明，抓住要點知識點，突出中心。七、教課過程提出問題（[圖片]介紹兩個案例：（1）一把紙構(gòu)造制作的椅子上能坐人。2）一位日本設(shè)計師在法國用7.5噸紙造了一座紙橋，能同時站立20人。——引入新課。)老師發(fā)問：平時你所認識紙張的特征是什么？（纖弱）為何纖弱的紙張搭成的紙椅、紙橋能承受這么重的重量？（由學生回答中引出）因為紙椅、紙橋的構(gòu)造，設(shè)計師設(shè)計的獨到的構(gòu)造能承受這樣的重量。我們?nèi)绾蝸碓O(shè)計能承受必定重量的紙構(gòu)造？老師：我們來詳細研究一下紙張的特征。（板書+）關(guān)于架在兩個橋墩上的紙板，中間間放一個重物比方砝碼，它遇到砝碼向下的壓力之外，還遇到兩橋墩向上的支持力。綜合作用下橋面會發(fā)生曲折形變，并產(chǎn)生相應的應力。在曲折的過程中，紙橋的上表面處于曲折的內(nèi)層，遇到向內(nèi)的擠壓力；紙橋的下表面處于曲折的外層，遇到向外的拉力；紙橋的兩個側(cè)面因為上下受力方向不一樣，必定會曲折。（引出結(jié)論）紙自己擁有較強的抗拉能力，但抵擋壓力能力很弱。也就是說，在紙板承受砝碼重力的時候，第一被損壞而出現(xiàn)折痕的是遇到擠壓力的上表面，這是我們最不肯意看到的。所以，要想紙橋能夠承受必定的重量，設(shè)計合理的承重構(gòu)造，就一定揚長避短，提升紙張的抗壓能力，發(fā)揮紙張的抗拉能力，如何做到這一點呢?理論研究老師：在平時生活中，紙張的拉力表現(xiàn)得特別驚人。用紙張的一端掛上重物（可用兩塊磁鐵吸引夾住紙張），拉住紙張的另一端能夠輕松將重物提起。而同時，紙張的抗壓能力相對來說表現(xiàn)的極為特別。將一張紙立在桌子上是很困難的，可是把它折一下，或許卷成圓形，不只好立起來，并且還可以在上邊壓一小塊重物，也就是說，經(jīng)過折邊或卷成圓弧形能夠提升紙張的抗壓能力。由此，可得出結(jié)論：選擇一個合理的截面形狀關(guān)于整個紙構(gòu)造有著舉足輕重的作用。合理的截面形狀是組成整個紙構(gòu)造構(gòu)件的要點。（展現(xiàn)[圖片]——一些典型紙構(gòu)造的形狀）（老師指引學生思慮：）什么樣形狀的紙構(gòu)造抗壓能力強？承載比更大？（板書對幾種基本形狀的紙構(gòu)造進行受力剖析）老師：認識了紙橋構(gòu)件的基本狀況，我們再來認識一下構(gòu)件的連結(jié)。合理的構(gòu)件連結(jié)方式能有效提升整個紙橋構(gòu)造的強度。（展現(xiàn)[圖片]——一些典型紙構(gòu)造的組合連結(jié)）（老師指引學生思慮：）什么樣的構(gòu)件組合連結(jié)方式更堅固？更能提升整體構(gòu)造的強度？拓展思想老師：談了這么多紙構(gòu)造的形狀和組合連結(jié)，有一個問題擺在我們眼前：紙橋構(gòu)件的形狀和組合連結(jié)，如何合理搭配，才能盡可能知足我們紙橋設(shè)計的要求，提升紙橋構(gòu)造的承載比？（請學生依據(jù)設(shè)計要求設(shè)計紙板構(gòu)造模型，在教案上畫出草圖）實踐活動老師：我們商討了紙張的特征，簡單剖析了紙構(gòu)造的形狀和組合連結(jié)，也自己設(shè)計了紙板構(gòu)造模型。下邊讓我們自己來制作一下簡單的一般紙板構(gòu)造模型。（同桌兩同學為一小組，以小組為單位開始制作）（圖示幾種簡單紙構(gòu)造的制作過程）（學生著手制作，老師在旁邊進行察看指導）學生反?。ㄟx擇幾個小組的作品進行簡單評論）老師：大家都選擇了不一樣設(shè)計方案來制作簡單紙板構(gòu)造模型，我們來看看這個小組的同學設(shè)計制作的簡單紙橋模型，他們采納的主假如什么構(gòu)造形狀？如何組合連結(jié)的？（學生思慮回答）能不可以再加以改良？如何改良?測試評論（精選幾組學生的作品進行承重損壞性測試——在紙板的中央，挨次放上沙盒，直到紙板構(gòu)造發(fā)生形變損壞，記下相應砝碼重量。）教師指導老師與學生綜合評論：**小組的簡單紙橋構(gòu)造承重性能最強。（為何最強？）指引學生思慮：這個小組選擇的是如何的構(gòu)件形狀？構(gòu)件的連結(jié)如何？怎么搭配的？老師：今日這堂課，我們自己著手制作了簡單紙橋構(gòu)造模型，固然不過一個簡單的構(gòu)造設(shè)計?？墒俏覀凅w驗到了構(gòu)造設(shè)計的謹慎與美感。最后因為時間的原由，我們不過選用了幾組同學的作品來進行測試，只管我們做的不過最一般的紙橋構(gòu)造模型，可是我們依舊能夠看到同學們對構(gòu)造設(shè)計的熱忱與興趣。好多同學的設(shè)計很有想法，可是還不是盡如人意，還有能夠改良的地方，希望同學們課后能互相商討，獨立思慮、協(xié)作達成更好的構(gòu)造作品。八、教課反省這節(jié)課選擇了學生比較感興趣的“載體”，所以學生參加程度和熱忱相當高，教課要點和難點掌握得也比較扎實。但是，實質(zhì)制作中，還有好多不足，總結(jié)一下有這樣幾點：學生掌握的構(gòu)造設(shè)計思想與方法與著手實踐能力總有差異