第一單元《結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》第一節(jié)-常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

第一單元《結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》第一節(jié)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)第一節(jié)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)【教材版本】本課程采用蘇州教育出版社《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》?！驹O(shè)計(jì)理念】引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生活觀察和技術(shù)試驗(yàn)，對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度與穩(wěn)定性分析，解釋它的強(qiáng)度高或低、穩(wěn)定或者不穩(wěn)定的原因。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生自己根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)、興趣愛(ài)好和已有條件，自行設(shè)計(jì)和制作實(shí)驗(yàn)，并得出結(jié)論。指導(dǎo)學(xué)生對(duì)技術(shù)實(shí)驗(yàn)與觀察的過(guò)程進(jìn)行記錄，并按照比較規(guī)范的格式寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，從而培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)與習(xí)慣?！窘虒W(xué)內(nèi)容分析】本課是《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第一單元“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”的第一節(jié)“常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”的第一課時(shí)。世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。本課時(shí)要通過(guò)展示自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)圖以及對(duì)這些結(jié)構(gòu)分析和研究,使學(xué)生明白“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”。要讓學(xué)生知道為什么要學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”，自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們無(wú)限的創(chuàng)造靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域,是為了更好地服務(wù)于人類。本課時(shí)還要講解構(gòu)件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力，講解應(yīng)力概念。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí),內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變,產(chǎn)生一種抵抗的力,稱為內(nèi)力。應(yīng)力從認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)開(kāi)始,通過(guò)學(xué)生熟悉的事例,展開(kāi)技術(shù)視野中的力與結(jié)構(gòu)討論,通過(guò)有趣的小試驗(yàn),強(qiáng)化對(duì)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的理解。課時(shí)安排：2課時(shí)?！緦W(xué)情分析】學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)雖有一定的了解，對(duì)結(jié)構(gòu)的功能和分類也有一定的基礎(chǔ)。但較為零散，模糊。另外，學(xué)生在物理課中已學(xué)習(xí)了有關(guān)力學(xué)的知識(shí)，對(duì)物體的受力分析有比較好的基礎(chǔ)。但是由于受力分析是物理課教學(xué)中的難點(diǎn)，多數(shù)學(xué)生在受力分析中還是有困難的，所以在教學(xué)中還要利用模型演示形變的情況，分析說(shuō)明拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力等?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)與技能：（一）了解結(jié)構(gòu)的含義。（二）能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念和一般分類。（三）能結(jié)合1~2種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)案例，分析結(jié)構(gòu)是如何承受力的。2.過(guò)程與方法：閱讀理解、案例分析、交流討論、多媒體展示、師生互動(dòng)。3.情感態(tài)度和價(jià)值觀：能認(rèn)識(shí)到力對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生重要影響，合理的受力是結(jié)構(gòu)存在的重要條件。【教學(xué)重難點(diǎn)】1.教學(xué)重點(diǎn)：掌握結(jié)構(gòu)與力。2.教學(xué)難點(diǎn)：理解應(yīng)力與內(nèi)力的概念，學(xué)會(huì)從技術(shù)的角度分析事物的受力?！窘虒W(xué)資源】人體骨胳標(biāo)本或其它生物標(biāo)本、有關(guān)事物結(jié)構(gòu)的電子圖片、蒼耳子、尼龍搭扣、自行車、橡皮泥、座椅、簡(jiǎn)易橋梁演示器、多媒體設(shè)備?！窘虒W(xué)過(guò)程】[導(dǎo)入新課]（一）《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》的簡(jiǎn)單介紹：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)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……我們今天努力學(xué)習(xí)技術(shù),是為了明天把我們的國(guó)家建設(shè)得更加美好。前面一冊(cè)書我們學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，熟悉了設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。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?！凹夹g(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)展密切相關(guān)聯(lián)。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。這一節(jié)課就開(kāi)始第一單元的學(xué)習(xí)——結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)。第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)第一節(jié)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，分析影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的主要因素，將使我們理性的觀察和對(duì)待世間奇妙的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象，將使我們學(xué)會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。說(shuō)到結(jié)構(gòu)，我們知道任何一件事物都有自己的結(jié)構(gòu)，大的我們可以看見(jiàn)的椅子，課桌，他們有自己的結(jié)構(gòu)。小的到我們化學(xué)中學(xué)習(xí)的分子也有自己的結(jié)構(gòu)?？梢?jiàn)一件事物只要它存在，那它就一定會(huì)有自己結(jié)構(gòu)。所以我們說(shuō)結(jié)構(gòu)無(wú)處不在。展示：1、無(wú)處不在的結(jié)構(gòu)：人們每天都在與各種各樣的結(jié)構(gòu)打交道。游樂(lè)場(chǎng)里的游樂(lè)項(xiàng)目讓人目不暇接，過(guò)山車、旋轉(zhuǎn)飛輪、旋轉(zhuǎn)木馬、旋轉(zhuǎn)飛輪等令孩子們流連忘返。觀察這些游樂(lè)設(shè)施，你會(huì)驚嘆他們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的巧妙和堅(jiān)固。（二）案例引入1)自然界中的結(jié)構(gòu)。在自然界，相同的物質(zhì)，不同的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出不同特性的現(xiàn)象處處可見(jiàn)。A、同樣是水，有液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)；B、同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；C、化學(xué)有機(jī)物結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同（色素）；D、同樣的六個(gè)字“這個(gè)人表現(xiàn)好”“這個(gè)人好表現(xiàn)”，但因排列不同，就形成了一褒一貶；E、用同樣的材料，做出的結(jié)構(gòu)不同的小板凳就會(huì)有不同的特性，有的穩(wěn)，有的不穩(wěn)；F、各種材料組成結(jié)構(gòu)可以使“死的”材料變成“活的”機(jī)器。如：發(fā)動(dòng)機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、飛機(jī)、火箭……世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。（1）引導(dǎo)學(xué)生觀察結(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？蜂巢：使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間，不會(huì)出現(xiàn)縫隙，空間使用效率最好。蜘蛛網(wǎng)：任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都能找到一條可通過(guò)的路徑（2）讓學(xué)生歸納結(jié)構(gòu)概念：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。關(guān)鍵詞：有序搭配結(jié)構(gòu)的各組成部分，通常稱為構(gòu)件。例：人體結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)，階級(jí)結(jié)構(gòu)，文章的結(jié)構(gòu)，汽車結(jié)構(gòu)，桌子結(jié)構(gòu)，地球結(jié)構(gòu)等。你是怎樣理解“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”，“結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)”的？啟發(fā)：你能否舉例說(shuō)明事物的各個(gè)組成部分之間的搭配和排列改變了，事物的性質(zhì)也發(fā)生了改變。學(xué)生舉例說(shuō)出身邊常見(jiàn)事物的結(jié)構(gòu)：課桌、圓珠筆、課本、水杯、粉筆盒、書包等人的染色體有X染色體、Y染色體之分，X染色體、Y染色體不同的搭配和排列，決定這個(gè)人是男人還是女人。形形色色的結(jié)構(gòu)能給人以美的享受，給人創(chuàng)造的靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域,更好地服務(wù)于人類。螞蟻力量非凡的嘴巴給了科學(xué)家們發(fā)明推進(jìn)體系的微型機(jī)器人的靈感，美國(guó)伊利諾大學(xué)香檳分校的生態(tài)學(xué)家兼昆蟲學(xué)家安德魯·蘇雷茲他告訴《生命科學(xué)》雜志：“如用于營(yíng)救工作的機(jī)器人。”(3）讓學(xué)生閱讀案例：蒼耳子與尼龍搭扣;鳥與飛機(jī);鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)（重點(diǎn)討論）。提問(wèn)：為什么鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無(wú)誤地辨別地面上的動(dòng)物？鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無(wú)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。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個(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(lái)自鷹頭側(cè)面物體的像,另一個(gè)用于接收來(lái)自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺(jué)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。提問(wèn)：除了根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu),人們正在研制“鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)以外，你還受到哪些啟發(fā)？提問(wèn)：如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個(gè)凹槽，世界將會(huì)如何變化？提問(wèn)：將來(lái)運(yùn)用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個(gè)凹槽,有這種可能嗎？學(xué)生：“有這種可能，現(xiàn)在我們能夠破譯人的遺傳密碼”。“可以通過(guò)把老鷹的基因移植到人體上來(lái),使人類視網(wǎng)膜具有兩個(gè)凹槽”。提問(wèn)：人與動(dòng)物相比，在結(jié)構(gòu)上有什么不同？分析其劣勢(shì)與優(yōu)勢(shì)?？磥?lái)我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒?dòng)物,不能象鳥一樣在空中自由飛翔,不能象魚一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動(dòng)物界的統(tǒng)治者呢?啟發(fā)學(xué)生回答：憑大腦,憑學(xué)習(xí),人類把幾千年知識(shí)在幾年十幾年中繼承過(guò)來(lái)并在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，現(xiàn)在進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人類知識(shí)總量幾年就要翻一番。教育學(xué)生：人與人之間有競(jìng)爭(zhēng),而且可能很激烈，能否立于不敗之地,在于不斷學(xué)習(xí)。馬上行動(dòng)生產(chǎn)生活中還有那些產(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？船槳（魚鰭）人工冷光（螢火蟲）風(fēng)箏（鷹）鋸（螳螂臂或鋸齒草）車輪（隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)地飛蓬草）潛水艇（海豚）聲納（蝙蝠）潛水用的腳蹼（鴨子）潛水艇的流線型設(shè)計(jì)（魚類）結(jié)構(gòu)不合理就會(huì)產(chǎn)生什么后果？2)技術(shù)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)：汽車、手機(jī)魁北克大橋的坍塌。[學(xué)生思考]：大橋坍塌的原因是什么？擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。1907年，加拿大魁北克附近的圣勞倫斯河上落成了全球最長(zhǎng)的拱橋。該橋采用了比較新穎的懸臂構(gòu)造，這樣的結(jié)構(gòu)非常流行。盡管只比蘇格蘭愛(ài)丁堡福斯河上非常成功的懸臂大橋稍長(zhǎng)一點(diǎn)，但魁北克大橋存在設(shè)計(jì)問(wèn)題，還未完工就坍塌了。目前，鋼索斜拉橋的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了極限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎了設(shè)計(jì)者們最初的想象。斜拉構(gòu)造的普遍成功讓這種橋型幾乎無(wú)處不在。于是，橋面長(zhǎng)度的日益增長(zhǎng)已經(jīng)步入了曾導(dǎo)致事故的做法后塵。鋼索斜拉橋重大事故是否會(huì)很快出現(xiàn)，還是會(huì)出現(xiàn)在歷史提示的2030年，這并不取決于計(jì)算機(jī)分析，而是取決于橋梁工程師是否了解過(guò)去的歷史，并下定決心避免事故的重演。事物的結(jié)構(gòu)影響著事物的性能和功能，合理的結(jié)構(gòu)是事物存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，卓越的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)者和制造者長(zhǎng)期的追求。3)社會(huì)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)：師：在社會(huì)領(lǐng)域,也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。如：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)、社區(qū)、公司的人員、國(guó)家的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)關(guān)乎企業(yè)的運(yùn)行與效率。通過(guò)長(zhǎng)安一中教務(wù)主任下年級(jí)和年級(jí)組設(shè)立黨支部提高教學(xué)管理講解社會(huì)領(lǐng)域中的結(jié)構(gòu)。[馬上行動(dòng)]：請(qǐng)分別列舉自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會(huì)領(lǐng)域給你印象較深的有關(guān)結(jié)構(gòu)的事例？自然界：天體結(jié)構(gòu)、地球的結(jié)構(gòu)、植物的結(jié)構(gòu)、動(dòng)物的結(jié)構(gòu)…技術(shù)領(lǐng)域：汽車的結(jié)構(gòu)、微機(jī)的結(jié)構(gòu)、電腦主板的結(jié)構(gòu)、數(shù)字控床的結(jié)構(gòu)…社會(huì)領(lǐng)域：教育管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、通用技術(shù)的學(xué)科結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、文化、經(jīng)濟(jì)格局等。2.結(jié)構(gòu)與力從力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，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。一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構(gòu)件。分析討論自行車的組成構(gòu)件：自行車車架、車把、傳動(dòng)、座鞍、車輪等。車輪-輻條、輪胎、車圈、氣門等。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí),內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變,產(chǎn)生一種抵抗的力,稱為內(nèi)力。應(yīng)力是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí),結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。用公式表示應(yīng)力為σ=F/s,其中,F是內(nèi)力,S是受力面積,σ是應(yīng)力。生活中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)都能抵抗來(lái)自外界的各種作用力和自身重力。例如自行車承受人和所載物體的壓力及自行車自身的重力；橋墩承受自身重力及負(fù)荷的壓力、大風(fēng)的作用力等其它外力。討論分析生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，要抵抗來(lái)自外界力的作用情況：建筑物的窗戶：自身重力、墻體的壓力、風(fēng)力、外來(lái)撞擊力…課桌：自身的重力、手臂的壓力、桌山個(gè)物體的壓力、推拉力、地面對(duì)其的支撐力…硬紙包裝箱：箱內(nèi)物體的重力、箱內(nèi)物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力、所裝載貨物的壓力…構(gòu)件的受力形式多種多樣，基本受力形式：拉力（壓力）、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。受力形式概念受力形式拉力物體所承受的拉拽力結(jié)構(gòu)承受拉伸時(shí)，作用在結(jié)構(gòu)（經(jīng)常稱為拉桿）上的力是一對(duì)方向相反，作用線與拉桿軸線重合的集中力，方向背離桿的底面。其受力實(shí)例是吊車的吊繩。壓力擠壓物體的力結(jié)構(gòu)承受壓縮時(shí)，作用在結(jié)構(gòu)（習(xí)慣上稱為壓桿）上的力是一對(duì)方向相反，作用線與壓桿軸線重合的集中力，方向指向桿的底面。如液壓機(jī)的頂桿工作時(shí)就是受壓。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結(jié)構(gòu)在受剪切時(shí)，結(jié)構(gòu)所承