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

第一單元

構(gòu)造與設(shè)計(jì)單構(gòu)造的設(shè)計(jì)

第三節(jié)簡簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)教材：（鳳凰國標(biāo)教材）一般高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書通用技術(shù)（必修2）文檔內(nèi)容：簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)章節(jié)：第一單元構(gòu)造與設(shè)計(jì)第三節(jié)簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)課時(shí)：第一課時(shí)作者：錢一千（無錫市第一中學(xué)）一、教課目的知識與技術(shù)目標(biāo)理解并堅(jiān)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(gè)簡單構(gòu)造應(yīng)試慮的主要要素。能夠?qū)垬?gòu)造進(jìn)行合理的構(gòu)造剖析，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡單紙構(gòu)造。能制作一個(gè)簡單紙構(gòu)造模型。過程與方法目標(biāo)設(shè)計(jì)過程中，能充分認(rèn)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(gè)要素進(jìn)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(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。感情態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)形成和保持學(xué)生認(rèn)識構(gòu)造，研究構(gòu)造的興趣與熱忱。體驗(yàn)解決問題過程的艱辛和獲取成功的愉悅。認(rèn)識技術(shù)的創(chuàng)建性特色，培育勇于創(chuàng)建的個(gè)性。二、教課要點(diǎn)達(dá)成簡單紙構(gòu)造的設(shè)計(jì)，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(diǎn)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(jì)思想教材剖析本節(jié)課是第一單元《構(gòu)造與設(shè)計(jì)》第三節(jié)《簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)》。這節(jié)內(nèi)容有兩個(gè)方面要求：一是能夠?qū)λ龅臉?gòu)造進(jìn)行簡單剖析，熟習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)簡單構(gòu)造所應(yīng)試慮的主要要素；二是進(jìn)行一個(gè)簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)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(rèn)識》、《堅(jiān)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(qiáng)度等知識點(diǎn)與本節(jié)課有很強(qiáng)的持續(xù)性，所以本節(jié)課要點(diǎn)應(yīng)放在如安在設(shè)計(jì)簡單構(gòu)造的過程中，聯(lián)合這些知識點(diǎn)，讓學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)建力，設(shè)計(jì)出既切合要求又各具特色的簡單構(gòu)造。設(shè)計(jì)理念簡單構(gòu)造的設(shè)計(jì)，要點(diǎn)在于這個(gè)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(shí)質(zhì)教課中很難吸引學(xué)生的興趣。所以一定另選一個(gè)新的“載體”來制作簡單構(gòu)造，才能充分調(diào)換學(xué)生踴躍性和主動性，培育他們對構(gòu)造設(shè)計(jì)的興趣。因?yàn)槭菢?gòu)造設(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)之功能，并且也能表現(xiàn)構(gòu)造與力的關(guān)系。同時(shí)我要學(xué)生理解，高中同學(xué)制作紙構(gòu)造要進(jìn)行必定的研究，怎么樣才能讓我們設(shè)計(jì)的紙構(gòu)造用紙量少、承載重量高；怎么樣才能設(shè)計(jì)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(jì)要求：制作梁式構(gòu)造的紙板，整個(gè)紙構(gòu)造一定所有使用一般A4（或16k）紙，最后設(shè)計(jì)出的紙構(gòu)造用紙量應(yīng)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(yīng)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(gè)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(yàn)，看壓多少塊沙盒把紙板壓垮）。同時(shí)考慮到這堂課為紙構(gòu)造設(shè)計(jì)第一節(jié)課，在讓學(xué)生大概認(rèn)識紙構(gòu)造制作過程的同時(shí)，讓學(xué)生探索掌握制作紙構(gòu)造的技巧，為后邊學(xué)生制作紙橋等其他紙構(gòu)造作好相應(yīng)準(zhǔn)備。教課策略設(shè)計(jì)紙構(gòu)造設(shè)計(jì)的要求并不是這節(jié)課才提出，而是在構(gòu)造設(shè)計(jì)的第一節(jié)課就已經(jīng)提出，這樣就能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)前面知識的同時(shí)進(jìn)行思慮，本節(jié)課則是對紙橋制作進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)。第一對紙張的性質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)剖析，讓學(xué)生掌握紙張的特色——抗拉性能強(qiáng)、抗壓性能弱。由紙張的特色引出紙構(gòu)造要承重就一定揚(yáng)長避短，設(shè)計(jì)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(biāo)是紙構(gòu)造的承載比應(yīng)當(dāng)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(xué)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(qiáng)度。指引學(xué)生自己設(shè)計(jì)適合的組合連結(jié)方式。學(xué)生自主設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)介入，經(jīng)過對照介紹部分小組的作品，指引學(xué)生反省對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在學(xué)生達(dá)成作品以后進(jìn)行作品的簡單測評，即選擇部分小組作品對其進(jìn)行承重測試，關(guān)于測試的結(jié)果指引學(xué)生思慮如何調(diào)整改正原有設(shè)計(jì)。教師指導(dǎo)學(xué)生思慮，紙構(gòu)造還可以有什么應(yīng)用，怎么設(shè)計(jì)？（為后續(xù)紙橋制作作準(zhǔn)備）學(xué)情剖析高中階段的學(xué)生有必定的物理力學(xué)知識和著手實(shí)踐的基礎(chǔ)，制作紙構(gòu)造達(dá)成狀況應(yīng)當(dāng)廣泛較好?？墒且?yàn)槭堑谝淮谓佑|紙構(gòu)造設(shè)計(jì)，好多很好的構(gòu)造設(shè)計(jì)常常在制作過程中會因?yàn)樵O(shè)計(jì)與制作的脫節(jié)而“流產(chǎn)”。可是不停地修正設(shè)計(jì)——著手制作的過程自己就是一個(gè)優(yōu)秀的創(chuàng)新實(shí)踐過程，在這個(gè)過程中每個(gè)專心的學(xué)生都能領(lǐng)會到自己設(shè)計(jì)的樂趣。限于學(xué)生對紙構(gòu)造認(rèn)識的不一樣、掌握構(gòu)造設(shè)計(jì)水平能力的不一樣，學(xué)生們最后制作出的紙橋達(dá)成設(shè)計(jì)要求的結(jié)果差別性也很大。著手能力強(qiáng)、思想靈巧的同學(xué)更簡單設(shè)計(jì)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(yàn)向其余同學(xué)們分享。著手能力較弱、思想比較緩慢的同學(xué)可能更多地體驗(yàn)解決問題過程的艱辛，這個(gè)過程相同是一份難得的經(jīng)驗(yàn)，并且他們對構(gòu)造設(shè)計(jì)的理解尤其深刻。六、教課準(zhǔn)備教課資源的準(zhǔn)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(zhǔn)備教課比較簡短，多以直觀的圖片來說明，抓住要點(diǎn)知識點(diǎn)，突出中心。七、教課過程提出問題（[圖片]介紹兩個(gè)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(jì)師在法國用7.5噸紙?jiān)炝艘蛔垬?，能同時(shí)站立20人?！胄抡n。)老師發(fā)問：平時(shí)你所認(rèn)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(xué)生回答中引出）因?yàn)榧堃?、紙橋的?gòu)造，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的獨(dú)到的構(gòu)造能承受這樣的重量。我們?nèi)绾蝸碓O(shè)計(jì)能承受必定重量的紙構(gòu)造？老師：我們來詳細(xì)研究一下紙張的特征。（板書+）關(guān)于架在兩個(gè)橋墩上的紙板，中間間放一個(gè)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(yīng)的應(yīng)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(gè)側(cè)面因?yàn)樯舷率芰Ψ较虿灰粯?，必定會曲折。（引出結(jié)論）紙自己擁有較強(qiáng)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(shí)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(jì)合理的承重構(gòu)造，就一定揚(yáng)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(diǎn)呢?理論研究老師：在平時(shí)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(shí)，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(gè)合理的截面形狀關(guān)于整個(gè)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(gè)紙構(gòu)造構(gòu)件的要點(diǎn)。（展現(xiàn)[圖片]——一些典型紙構(gòu)造的形狀）（老師指引學(xué)生思慮：）什么樣形狀的紙構(gòu)造抗壓能力強(qiáng)？承載比更大？（板書對幾種基本形狀的紙構(gòu)造進(jìn)行受力剖析）老師：認(rèn)識了紙橋構(gòu)件的基本狀況，我們再來認(rèn)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(gè)紙橋構(gòu)造的強(qiáng)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(xué)生思慮：）什么樣的構(gòu)件組合連結(jié)方式更堅(jiān)固？更能提升整體構(gòu)造的強(qiáng)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(gè)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(jì)的要求，提升紙橋構(gòu)造的承載比？（請學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)紙板構(gòu)造模型，在教案上畫出草圖）實(shí)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(jì)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(xué)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(xué)生著手制作，老師在旁邊進(jìn)行察看指導(dǎo)）學(xué)生反省（選擇幾個(gè)小組的作品進(jìn)行簡單評論）老師：大家都選擇了不一樣設(shè)計(jì)方案來制作簡單紙板構(gòu)造模型，我們來看看這個(gè)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)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(xué)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(xué)生的作品進(jìn)行承重?fù)p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(yīng)砝碼重量。）教師指導(dǎo)老師與學(xué)生綜合評論：**小組的簡單紙橋構(gòu)造承重性能最強(qiáng)。（為何最強(qiáng)？）指引學(xué)生思慮：這個(gè)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(gè)簡單的構(gòu)造設(shè)計(jì)?？墒俏覀凅w驗(yàn)到了構(gòu)造設(shè)計(jì)的謹(jǐn)慎與美感。最后因?yàn)闀r(shí)間的原由，我們不過選用了幾組同學(xué)的作品來進(jìn)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(xué)們對構(gòu)造設(shè)計(jì)的熱忱與興趣。好多同學(xué)的設(shè)計(jì)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(xué)們課后能互相商討，獨(dú)立思慮、協(xié)作達(dá)成更好的構(gòu)造作品。八、教課反省這節(jié)課選擇了學(xué)生比較感興趣的“載體”，所以學(xué)生參加程度和熱忱相當(dāng)高，教課要點(diǎn)和難點(diǎn)掌握得也比較扎實(shí)。但是，實(shí)質(zhì)制作中，還有好多不足，總結(jié)一下有這樣幾點(diǎn)：學(xué)生掌握的構(gòu)造設(shè)計(jì)思想與方法與著手實(shí)踐能力總有差異