《技术与设计2》第一单元 结构与设计(讲稿)

第一篇：《技术与设计2》第一单元 结构与设计(讲稿)

《技术与设计2》第一单元 结构与设计（讲稿）

前言

上学期，我们学习了《技术与设计1》模块，老师和同学们一起走进了技术世界，认识了技术及其主要特性；我们一起步入了设计殿堂，学习了设计的基本知识，体验了设计的初步过程，进行了设计的交流和评价。应该说，在培养“技术素养”的进程中，有了一个良好的开端。

本学期，我们将继续学习本课程的第二个必修模块——《技术与设计2》。本模块共有四个单元，这四个单元是：结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计。同学们会发现，在第一模块中的八个内容是用“章”来表示的，而本模块的四个学习内容则用来“单元”来表示，这是因为，第一模块的八个内容是彼此相连，且有递进关系的内容，而本模块的四个内容相对比较独立。但并不是说它们没有关联。实际上，这四个主题，也是有着内在联系的。这种联系可以理解为：系统是主体，结构是核心，流程是系统状态的变化，控制是对系统状态实施的干预。

在本模块的学习中，我们除了要继续加深对技术的认识和对设计知识的掌握外，同学们特别要对包含在这些专题里的技术思想和方法的领悟和理解，并将这些思想和方法迁移到我们的学习和生活之中。

由于本模块内容的知识性和专业性都比第一模块要强得多，同学们在学习中既要动手，又要动脑，并要学会灵活运用其它学科的知识来解决技术问题。要通过本模块的学习进一步提高技术理论素养、技能素养和创新能力。老师将和同学们一起为达成这样的教学目标而竭尽全力。

下面，我们开始学习第一单元

第一单元 结构与设计

第一节

认识结构

一、结构的涵义

“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。请同学们想一想，在学习其它课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！；在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。仅管它们各自的具体内容不一定相同，但是，它们的本质涵义却是相同的。现在，我请同学们根据不同事物的结构，给“结构”归纳出一个总的表述。对！“结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系”。

二、为什么要学习结构？

在人们对系统进行研究时，进一步发现了结构和系统的功能有着紧密的关系。也就是说，系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的依据。

在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见：

——同样是水，有液态、气态、固态；

——同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；

——同样是磷，有三价磷和五价磷，它们的非金属性是有差别的；

——同样的六个字：“这个人表现好”，“这个人好表现”但因排列不同，就成了一褒一贬。

——用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性，有的稳定，的就不稳定。

——同样的三根棍，首尾相连，就成了武术器械“三节棍”，如将三根棍的一端连在一起就变成了可用来照相和测量的“三角架”。

从以上事例，我们看到结构是如何的重要，结构不合理，就会产生严重的后果。教材中(004页)列举了一个典型的事例，就是加拿大的魁北克大桥的坍塌，请同学们读读这段文字。并谈谈感想。

在我们这个课里，不去讨论广义的结构。而只限定在“工程结构”的范围内。

什么是工程结构？工程结构是指能承受和传递外加载荷的承力系统，包括杆、板、壳等构件及其组合体。也就是说，工程结构可以是单个的构件，如一根杆、一块板、一条绳，也可以是一个由不同构件组合起来的组合体。如一座桥、一张桌子、一架飞机等，它们都可以叫做工程结构。常常简称为结构。

三、作用在（工程）结构上的载荷（力）

工程结构承受的外力有各种各样。但从它们对结构的影响来说，主要有如下几种。

1．拉力。结构承受拉伸时，作用在结构（经常称为拉杆）上的力，是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的集中力，方向背离杆的底面。其受力实例是吊车的吊绳，其力学模型如下图。

2．压力。结构承受压缩时，作用在结构（习惯上称为压杆）上的力是一对方向相反，作用线和压杆轴线重合的集中力，方向指向杆的底面。液压机的顶杆工作时就是受压，其力学模型如下图。

3．剪力。结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件相对的两个面上，方向相反，作用线错开微小距离的两个平行力。连接剪刀两个部分的销钉在剪刀工作时就是承受的剪切，其受力模型如下图。

4．扭转力。承受扭转的构件一般都称为轴。它承受的外力是一对作用在轴两端面内，转向相反力偶矩，其受力实例和力学模型如图。

5．弯曲力。承受弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时，受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶矩。其作用是使梁产生弯曲变形。其受力模型如图。

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，保证结构的可靠工作。如

——秋千的吊索，主要承受拉力；

——桥梁的桥墩，主要承受压力；

——连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；

——汽车方向盘的轴，主要是受扭；

——单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯。

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虑的重要问题。

第二篇：技术与设计2第一单元结构与设计教学建议

技术与设计2第一单元结构与设计教学

建议

技术与设计2第一单元结构与设计教学建议

奉化市教师进修学校

黄育稼

技术与设计2教学建议

本模块是在“技术与设计1”的基础上设置的具有典型意义的专题性技术与设计的教学内容，它所体现的技术设计的思想和方法，对于高中生的生活、学习以及人生规划都具有普遍的价值。

通过本模块的学习，学生应该理解结构、流程、系统和控制的基本概念，掌握结构设计、流程设计和系统设计的基本思想和方法，初步掌握简单控制设计的基本思想和方法；能使用常用的规范的技术语言表达设计方案；能结合生产和生活的实际形成设计方案并初步实施；学会从技术、环境、经济、文化等角度综合评价技术设计方案和实施的结果，增强革新意识。

本模块的教学要面向生活和生产的实际；引导学生关注技术试验，理解技术设计中所蕴含的文化内涵，注重归纳技术设计的思想和方法，并将它们迁移到日常生活中灵活运用；要使学生善于总结具有典型性的技术问题的解决策略。第一单元结构与设计

一、程标准内容

本单元内容体现了《通用技术程标准》以下几点要求：

1、了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

2、能结合1至2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。

3、能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。

4、能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。、能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。

二、教学要求 第一节

常见结构的认识

基本要求

1、了解结构的含义。

2、从力学的角度了解结构的概念。

3、了解结构的类型，能对简单的结构实例进行分类。发展要求

能结合简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。说明

不作深入的结构受力分析

第二节

稳固结构的探析

基本要求

1、理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素。

2、从结构的形状、材料、连接方式等方面，分析影响结构强度的主要因素。

3、理解结构与功能的关系。发展要求

会用现代理念研究结构的形状、材料和连接方式，如：形状——新颖、材料——合理、连接——巧妙稳固。

第三节

简单结构的设计

基本要求

1、了解结构设计的主要因素。

2、能确定一个简单对象进行结构设计，绘出简单的设计图纸，并制作实物模型或原型。说明

模型或原型的制作强调过程，制作结果要求不能过高。

第四节

经典结构的欣赏 基本要求

1、学会观察结构的实用性和美。

2、能从技术和文化的角度去欣赏并评价典型结构设计的案例。

三、设计思路

全书四个单元在内容上即相对独立又有一定的内在联系。本单元研究的对象是“结构”，相对于后三单元的“流程”“系统”“控制”而言，内容较直观、容易理解，故作为全书的开篇。

“结构”“设计”共同构成了本单元的两个核心概念。本单元内容的设计遵循程设计的基本学习原则，在学生建立了结构的感性认识的基础上，学习结构的概念、分析结构的稳定性和强度，在问题的解决中学习结构设计。学习进程由具体到抽象再到应用。

依据教学目标，本单元沿着这样的线索展开：

1、常见结构的认识

从认识普通意义的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构、结构的基本分类的讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的应用的理解。

2、稳固结构的探析

通过简单易行的试验，使学生理解、分析稳定性和强度这两个结构的重要参数，为后续进行的结构设计奠定良好的铺垫。

3、简单结构的设计

在明晰结构设计应关注的主要因素的前提下，通过简易相片架结构设计的若干种设计方案的呈现，传递给学生的信息，一是如何进行结构设计，二是技术设计的解决方案是不唯一的，解决技术问题的答案也不是非此即彼的。

4、经典结构的欣赏

通过引导学生对具有典型人文意义的结构赏析，拓展学生对结构设计的文化特性的理解和评价，培养他们高尚的技术文化品位。

四、教学准备

1、相关学科知识

本单元内容要求学生具有初中物理学科的基本力学知识。

2、教学器材和材料

本单元需要的教学设备和器材主要有，演示用的实物如自行车、可改变重心位置的装置等，试验用硬纸板、生鸡蛋、瓶盖、木板、重物等。各校教师可根据教学设计以及本校情况酌情使用和选择替代器材、材料以及与为教学服务的音像资料等。

五、时安排

本单元建议使用8学时。

节次

内容

建议学时数

第一节常见结构的认识

第二节稳固结构的探析

第三节简单结构的设计

第四节经典结构的欣赏

合计

六、教学建议

1、教师应查阅有关结构力学和理论力学书籍，重点研究结构构的基本受力形式、结构的分类。

2、本单元内容与学生生活实际联系密切，教师应有针对性地指导学生收集资料和实物素材，如案例、阅读材料、典型的结构设计实例等，为学生提供丰富的学习背景。第一节的教学，建议对结构的受力情况进行分析，应围绕生活中常见结构如何承受力、如何抵抗变形的现象，根据学生已有的知识水平，分析并体验常见结构所受到的力。不要求学生作进一步的定量分析，不要求画结构的受力图。第二节的教学，可让学生通过试验来感受结构的稳定性和强度，试验的方案多种多样，教师根据实际情况选用，要注重交流，注重试验过程，指导学生认真观察，如实记录，写出简单的试验报告。

第三节的教学，教师要注意本单元的内容与《技术与设计1》中相关内容的区别与联系，引导学生从结构的角度去考虑问题、分析问题和解决问题。

第四节的教学，可让学生结合当地的风俗民情对本地区、本校的建筑进行欣赏和评价。

3、每一节“案例分析”栏目之后的“马上行动”或“讨论”中，提出了一些承上启下的问题或者围绕核心内容的支撑性问题，当然教师也可以提出更适合学生的问题，教学活动可以沿着这些问题展开、延伸，到第3、4节，则应引导学生综合理解和运用前几节的内容。

4、强调学生在结构设计中的多角度、多方案构思，采用多种方式鼓励或肯定学生在作品制作过程中的独特创意，在教学活动中逐步培养学生的创新能力。可让学生进行压力试验，如比较不同形状的纸板承受压力的大小试验；鸡蛋或乒乓球承压试验等。学生可自行设计试验方案，对某物体进行稳定性和强度的试验，记录试验数据，写出简单的试验报告，并指出提高它们的稳定性和强度的方法。选择一个简单对象进行结构设计，形成设计方案，绘出简单的设计图纸，并做出实物模型或原型，如简易书架、简易相架、简单金属衣架等。

七、教学评价

1、本章每一节的练习和末尾的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，教师可根据学生练习过程中的反馈信息，评价学生和调整教学。

2、要强调过程评价与结果评价相结合，学生的任何一合格的结构设计的作品的诞生需要思维的反复和时间的磨砺，这是一个有意义的、不可忽略的过程。要引导学生用技术设计档案袋的形式，把这一过程的丰富性记录下来，便于把过程性评价落到实处。

3、允许学生在设计和制作过程中的反复，多数学生第一次接触结构设计，一开始难免走弯路，或者设计结果不理想，这都不重要，重要的是学生能找到问题的原因所在并偿试解决它。

4、在结构的方案设计中，要倡导学生对方案进行互评，学会接纳不同声音，学会倾听对设计方案的多元化理解，要引导学生不断的质疑、不断的修正，共同寻找更完善的解决方案。

：黄育稼工作室

第三篇：结构与设计第一课时教学设计

第一单元 结构与设计 第一课 常见的结构

【教材版本】

本课程采用地质出版社《技术与设计2》。【设计思路】

通过案例介绍，引导学生了解结构的含义，结构的分类，通过对两个简单结构的受力分析，帮助学生从力学的角度理解结构的本质——，了解结构受力的几种基本形式。

【教学内容分析】

《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一课时的内容主要包括：

1、不同领域、形形色色的结构案例介绍：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，通过对这些结构的分析和研究,使学生理解结构的含义——“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”，自然界中的结构给了人们无限的创造灵感和启示，人们通过借鉴、学习并应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。

2、结构的分类：实心结构、框架结构、壳体结构，分别举例说明各类结构的特点，加深学生对结构的理解。

3、结构与力的关系：通过对单杠结构和棚室屋架结构的简单受力分析，引出结构的力学本质：承受外力和抵抗变形，使学生能够从力学的角度理解结构的概念；总结结构受力的几种形式：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。

课时安排：1课时。

【学情分析】

学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。但较为零散，模糊。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。

【教学目标】 1.知识与技能：

（一）了解结构的含义。

（二）能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

（三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。2.过程与方法：

阅读理解、案例分析、交流讨论、多媒体展示、师生互动。3.情感态度和价值观：

能认识到力对结构会产生重要影响，合理的受力是结构存在的重要条件。【教学重难点】 【教学资源】 结构模型、多媒体设备 【教学过程】 [导入新课]

（一）《技术与设计2》的简单介绍：

这一节课我们开始第二册书的学习，首先我们了解一下——结构与设计。第一单元 结构与设计 第一节 常见的结构

一、常见的结构

大家知道如果地震突然来临的时候，躲在什么地方比较安全吗？（桌子底下、墙角、厨房、厕所、空间较狭小的地方）为什么呢？这些地方有其特定的结构，不容易坍塌,比较安全——楼板是一体浇注的，承重墙体多，墙体相互支撑 说到结构，我们知道任何一件事物都有自己的结构，大到宇宙天体，小到微观世界的分子原子，以及我们能见到的身边的各种事物，都有自己独特的结构。

1、自然界中的例子：

蜂巢的六角柱形体结构，苍蝇的复眼结构，蜘蛛网的网状结构以及生物遗传物质DNA的独特的双螺旋结构等等都是巧夺天工的结构杰作，为人类进行工程方面的结构设计提供了有义的借鉴和参考。蜂巢：六角柱状体，它的一端是平整的六角形开口，另一端由三个相同的菱形相互拼接进行封闭，构成六角菱形的底。组成底部的菱形的钝角为109°28′，所有的锐角为70°32′，这样既坚固又省料同时还能获得最大的空间。蜂窝的这种六角形排列结构非常坚固，被广泛应用在飞机的机翼以及人造卫星的机壁结构设计上。

苍蝇的复眼结构：包含4000只可以单独成像的单眼，能看清几乎360度范围内的物体，在这种特殊结构的启示下，人们研制成功了蝇眼照相机，可一次拍摄1329张高分辨率照片，广泛应用在航拍测绘领域。

蜘蛛网：放射状结构，网丝受力均匀，承受大负荷、大冲击力。

2、技术领域的例子：

技术领域的结构主要是指工程结构，我们常见的建筑、桥梁、各种工程设施以及各种各样的工业产品都有自己特定的结构，这些结构影响并决定了它们的性质和功能。

例如一般的楼房往往都按照钢筋混凝土框架结构进行建造，采用这种结构主要是为了增加楼房的强度和稳定性，提高楼房的抗震等级，为人们提供安全的居住和活动场所。除了满足正常的居住使用外，建筑的结构还会受到不同国家和地区的政治、经济、文化、宗教、地理环境等多种因素的影响，因而结构的样式繁多、各具特色；例如俄罗斯有很多建筑都采用尖顶或圆形屋顶结构，这是因为俄罗斯冬季时间长，下雪量大，圆形屋顶可以有效减少房顶的积雪，保护房顶不会被压垮；而在中东一些干旱少雨的沙漠地区，当地居民的房顶一般都是平顶结构的，可以方便收集雨水，这些例子都说明了建筑的结构是和他们的用途密不可分的。

同样，桥梁的结构也是形式多样的，有拱形结构的，如赵州桥；有斜拉索结构的，如郑州黄河公路大桥；还有框架结构的，如南京长江大桥；现代的许多桥梁还将许多种结构合为一体，同时具备有多种结构的特点，桥梁的形状和结构是与它的功能相适应的。

除了建筑和桥梁外，我们身边的各种产品的结构也是各具特色，丰富多样，像一支钢笔、我们使用的桌子、椅子，上学放学骑的自行车，复杂一些的比如汽车、电子计算机、家用电器、再复杂一些的如工厂里的一整套大型生产装置和设备等等，这些工业产品构思精巧、独具匠心的结构给人们的生产和生活带来极大的便利，这些都是需要我们大家了解的技术领域中结构。

3、社会领域中的结构：

除了自然界中的结构和技术领域的结构外，我们人类社会也有自己的结构，从国家的行政区域划分，到各种社会机构的组织构成，以及各种社会活动、生产活动都是按照一定的结构进行组织和开展的。那么，什么是结构呢？

二、结构的含义

化学课上我们曾学习过碳的两种同素异构体—金刚石与石墨，他们都是碳单质，由碳原子构成，但在物理性质上却有很大的差异，根本原因就在于其内部原子排列结构不同。

金刚石：正四面体网状结构，原子间隙小，原子间作用力大，因此表现出的物理性质是结构强度大，坚硬。

石墨：碳原子呈斜平行四边形排列，而且是片状叠加，原子间隙大，相互之间作用力小，因此质地柔软。

可见，物质内部各组成部分之间的排列和搭配决定了物质的形态和性质。这里，物质内部各组成部分之间的排列和搭配就是我们通常所说的结构，这是广义上的结构的含义。

1、结构的力学含义

具体到技术领域的结构，我们通常将结构和力联系在一起，从力学的角度来理解结构的含义。

首先，我们知道物体总会受到各种力的作用，例如人坐在凳子上，凳子会受到人施加的压力的作用，吊车吊起重物时，重物自身的重力会通过钢丝吊绳传递到吊臂上，再以压力的形式作用到吊塔上；从力学的角度来看，像凳子、吊塔这样一些结构可以承受外力的作用和抵抗变形（这是因为当结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互位置会发生改变,如分子或原子间距发生变化，进而产生一种抵抗的力 , 称为内力，内力与外力之间总是保持某种平衡，结构就表现出能够承受外力作用和抵抗变形的这样一些性质）。

因此，从力学的角度来看，结构实质上就是一种可以承受外力作用的架构形态，它的本质是承受外力和抵抗变形，这是力学角度的结构的含义。

2、结构的类型

结构的类型有很多种，如果我们从力学的架构形态来划分，可以分为： 1）实心结构：又称为实体结构。像房屋的墙体、水库大坝、城墙、山体，都属于实心结构，这种结构几何外形简单，但可以连续传递荷载（各种外部作用力的统称），适于承受较大的力。

2）框架结构：是指结构体由细长的构件相互连接组成的结构，这些构件包括梁、柱、杆、管件等。像吊车的吊塔、吊臂，电视台的发射铁塔，一些传统的木结构塔楼建筑，钢架结构的大桥、房屋的门窗框架，桌椅板凳等等都是采用的框架结构。框架结构几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，使用材料少、轻便、结构强度大、制作简便，能承受垂直和水平荷载，因而得到广泛应用。举例：窗户、画框、建筑脚手架、自行车、艾菲尔铁塔、书橱、输电铁塔。3）壳体结构：像蛋壳、头盔、铁皮车厢、机舱等等这样一些结构都是采用薄壁壳状构件制作的一种特殊的空间结构，这就是壳体结构。其最大的特点是受力合理、形态稳定；能够有效将外部的作用力沿壳体表面分散开来，从而有效减小局部的壳体压力，起到保护的作用；因此这种结构在建筑、航空、交通运输领域应用广泛。举例：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、核桃、瓜子、西瓜、锅碗瓢盆„„等

4）组合结构

在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：许多桥梁都是拱形和框架结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（又叫球形空间桁架结构）。

此外，我们还可以从几何形态来对结构的类型进行划分。

1）缆索结构：常见的如帆船上的缆索、许多跨海大桥的斜拉索、吊车的钢丝吊绳等等，应用的都是缆索结构。

2）桁架结构：是指由许多直杆构成三角形的架构组合，由于充分利用材料自身能够承受较大轴向压力或者拉力的特点，因此这种结构重量轻、强度大、节省材料。像一些工矿企业厂房中大跨度的屋顶支撑结构，体育场馆、大型公共场所（火车站、机场的候车厅）的屋顶支撑结构，大型的钢结构桥梁（南京长江大桥、武汉长江大桥）等等，都采用的是桁架结构。

除此之外，还有空间桁架结构、球形空间桁架结构等多种形式的结构，适用于大面积、大跨度的空间结构应用，以及一些特殊空间结构方面的应用。

三、结构与力

前面我们谈到，从力学角度看，结构实质上是一种能够承受外力作用和抵抗变形的架构形态，下面我们就一起来了解结构与力之间的关系，结构是怎样受力的，结构受力的基本形式有哪些。

1、简单结构的受力分析 1）单杠的受力

单杠是由杠体、立柱、斜拉索几部分构成的，这些组成部分我们称之为构件，我们了解结构的受力情况主要是通过分析构件的受力来实现的。

立柱的受力：单杠的立柱是各种荷载的主要支撑点。当人体静止挂在杠体上时，两根立柱只承受压力的作用，这时人体所受重力通过胳膊、杠体传递到立柱顶端的结果；当人体来回摆动或者做回旋动作时，人体因为运动产生的离心力也回通过杠体传到立柱顶端，大小和方向在不断发生变化，立柱受到这种力的作用后弯曲变形。

杠体的受力：杠体主要受人体重力和离心力的作用，在人体重力和离心力作用下会产生弯曲变形。

斜拉索的受力：单杠有四条斜拉索，分别固定在立柱两侧，主要用于加固立柱。当立柱收到外力作用发生弯曲变形时，斜拉索与立柱固定端会受到立柱顶端外力的拉伸，斜拉索与地固定端会在同一时刻对斜拉索施加一个反方向的拉力，用来抵抗外力的作用，减小立柱的弯曲度，起到稳定加固的作用。

2）棚室屋架结构的受力

棚室屋架结构主要由梁、柱、墙面、屋面（拱顶）等几部分构成，作用在棚室屋架结构上的荷载（外部作用力）主要有两种：恒载（永久荷载，包括屋面、梁的重量）以及活载（外部附加的荷载，如积雪的重量，风的作用力等）两部分。立柱和墙面的受力：从上向下的压力（恒载、活载共同施加），从下往上的支持力（来自力柱和墙的地基），这两种力大小相等，方向相反，是一对平衡力。风载产生的作用力较为复杂，主要对立柱和墙面产生横向和垂直方向的两个作用力，横向的作用力会使立柱弯曲变形。

梁的受力：自上而下的荷载的作用力，自下而上的立柱和墙面施加的支持力。梁受到荷载作用力会发生弯曲变形，为防止梁弯曲过度被损坏，通常采用的办法是多增加一些支撑立柱，均匀分摊梁的受力。

拱结构的作用：棚室屋架结构的顶盖成曲线型外观，中间高，四周低呈弧形曲面分布，这就是拱结构。拱结构因其结构上的特点（壳体结构）可以将荷载产生的作用力均匀传递到四周的支撑结构上。另外，圆弧形表面可以减小积雪在屋顶的堆积，从而减轻雪荷载，对于风荷载，由于流体力学的作用，拱结构屋顶较其他结构屋顶所受风作用力小，有效减轻风载，这也是许多大跨度建筑的屋顶多采用拱结构的原因，既有利于承载，又美观。

通过对以上简单结构的受力分析我们不难看出，物体正是因为其特定的结构，才能承受各式各样的力，以及抵抗由这些外力作用而产生的变形。承受外力作用和抵抗变形是结构的力学本质。

下面我们再来了解一下结构构件的基本受力形式。

2、构件的基本受力形式

构件受力的基本形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。拉力——物体所承受的拉拽力,如吊车的吊绳、单杠和桥梁的斜拉索承受的力就是拉力。压力——物体受到的挤压力。如建筑地基以及承重墙体、桥墩等受到的力。

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。如连接剪刀的轴，正在被剪切的工件等受到的力就是剪切力。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。如汽车方向盘的轴、钻机的钻杆、电钻钻头受到的力是扭转力。弯曲力—作用于物体 ,使它产生弯曲的力。如被拉弯的弓、单杠的杠体等等。

第四篇：新课标苏教版高中通用技术《技术与设计2》第一单元第二节《结构与稳定性》精品教案

新课标苏教版高中通用技术《技术与设计2》第一单元第二节《结构与稳定性》精品教案

一、教材分析

本课题是《技术与设计2》第一单元第二节第1部 分的教学内容，计划用1课时进行教学。“结构与稳定性”安排在学生学习了“常见结构的认识”之后，这样安排符合学生的认知规律，从浅到深由易到难。“结构与稳定性”是“结构与设计”这单元的一个重要组成部分，同时也是后面学习“结构与强度”的基础，有着承上启下的作用。并且“结构与稳定性”和生活实际联系密切。所以，这部分内容是本单元的重点。

本课教学对象是我校高二年级学生。学生们已经有一定的生活经验，并且经过技术与设计1模块的学习后，也具备了一定的分析问题能力。但动手能力较差，不能很好地将理论知识与实践相结合。所以在教学过程中，我注意创设情境，采取多种形式的教学方法吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣和热情，挖掘学生的创造潜能，从而达到本课的教学目标。

二、教学目标

根据课标要求结合本节教材及学生已有的认知水平，我确定本节课的教学目标如下 ：

(1)知识与技能：通过技术试验，使学生了解影响结构稳定性的主要因素；培养学生的观察分析能力，运用本节知识分析解决实际问题的能力。

(2)过程与方法：通过技术试验及试验分析、讨论等方法引导学生综合运用相关的理论知识，提高学生的知识迁移能力。

(3)情感与价值：通过本节教材内容的学习，提高学生对结构稳定性设计的意识，激发他们的学习兴趣，促进学生之间的相互交流与合作。

三、教学重点难点

重点：通过技术试验，引导学生分析影响结构稳定性的主要因素。难点：运用影响结构稳定性的主要因素解决生活实际问题。

四、教法

“教无定法，贵在得法”，选择有效的教学方法是取得良好教学效果的保证。根据课标要求结合本节教学内容与学情分析，我采取以下教学方法：

1、情境创设：通过播放视频和做演示试验，引导学生观察、分析、交流、探讨影响结构稳定性的主要因素。

2、引导发现：在学生参与演示实验的过程中，激发学生对技术理论知识掌握和学习的兴趣。通过动手制作激发学生的创造力和想象力，巩固课堂所学的理论知识。

3、总结评价：在课堂教学中，对学生进行过程评价及总结评价。

五、教具准备

教学课件、铁块泡沐组合体1个、矿泉水2瓶、三角形、四边形等组合体的结构框架几个、活动的方形架1个、自制不倒翁1个、筷子几十把、橡皮绳和棉线若干米、小剪刀若干把。

六、教学过程：(一)视频导入

采用激趣法，播放视频资料，介绍超强台风的电影画面，台风中心所到之处，一片狼藉，很多结构受到破坏，给人类带来了无比的恐慌和伤害，08年汶川大地震的灾难性的画面应该给我们带来很强的责任 感，稳定的结构可以保护人们的生命和财产安全，日本的五重佛塔让我们知道稳定的结构是可以做到的，所以研究结构的稳定性是非常有意义的。从而激发起学生对稳定性学习的兴趣，引出结构稳定性的概念。

注：结构的稳定性不能光理解成倒与不倒的问题。(二)演示探究

老师与学生共同演示技术试验，让学生仔细观察，并提出问题引导学生分析影响结构稳定性的主要因素。

探究影响结构稳定性的主要因素

1、试验一：(探究结构的稳定性与重心位置高低的关系)

思考: 将此结构按以上两种方式放置，要将此结构拉倒,哪种方式用的力大?为什么? 说明：重心位置的高低是影响结构稳定性的主要因素之一。

学生举例：生活中有哪些结构的稳定性设计用到这一要素？同时请学生演示不倒翁的稳定性，讨论书P16制作不倒翁办法的可行性。

2．探讨试验二：

演示：挂重锤的活动方形架的稳定性演示。

说明：结构的稳定性与结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内有关。学生举例：生活中有哪些结构的稳定性设计用到这一要素？ 3．试验三：(探究结构的稳定性与结构的形状的关系)

请学生上台演示各种结构不同的稳定性，自己总结出结论。说明：结构的形状是影响结构稳定性的主要因素之一 学生举例：生活中有哪些结构的稳定性设计用到这一要素？ 4．试验四：(探究结构的稳定性与支撑面的大小的关系)

思考:

将两瓶矿泉水放在桌面上,放置方式如上图所示,当摇动桌子时,哪个先倒下?说明了什么问题? 说明：结构与接触面所形成的支撑面的大小是影响结构稳定性的主要因素之一。学生举例：生活中有哪些结构的稳定性设计用到这一要素？ 最后提出是不是支撑面越大越稳定呢？

例如：边长：5×100mm,20×20mm,高相同形状一样，且重心的垂线均在底面的中心的两结构哪一个更稳定？

结论：这些要素是综合的不是孤立的。

5．介绍五重佛塔不倒的原因，拓展出结构稳定性的其他要素。(三)亲身体验、探究实践：

1．以小组为单位，利用筷子、橡皮筋和棉绳，搭建一个稳定结构，并能承受一个鸡蛋，使其在吹风机的作用下能保持一定的稳定性。

2．鼓励性的评价学生设计的作品

(四)知识拓展迁移

1．运动状态与静止状态的结构稳定条件不相同：

(1)自行车骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？(2)静止状态的陀螺会倾倒，但它转动时却可以立起来？ 2．人们又利用不稳定的结构实现某些功能：(1)倒置的啤酒瓶可以预报地震。

(2)在打水的桶口扣一重物，在水面时能自动翻到打水。(五)课堂小结

本节课你学到了什么？

通过问答形式引导学生总结本节课内容：

影响结构稳定性的主要因素有重心位置的高低，结构与地面接触形成的支撑面的大小，结构的形状；以及结构重心所在点的垂线是否落在结构底面范围内有关。

(六)作业布置

收集身边一些不稳定的结构，并结合本节课学习内容对它进行分析。

第五篇：第一单元音乐与生活教学设计

第一单元音乐与生活

课题：生活之音 教学目标：

1、引导学生关注生活中的音乐，同时感悟到：“音乐源于生活，又高于生活，从生活中来，又运用到生活中去”；

2、接触一些伴随人类生活的各种音乐，思考作曲家如何运用生活中的各类素材创作音乐作品；

3、能从本节课所讲授的内容中受到启发，积极参与创作生活中的音乐。

教具准备：

课件、钢琴、音响设备、盛水的脸盆、杯子。

教学过程：

一、组织教学：

师：西方有位哲人曾经说过：音乐是情感的艺术，音乐也是生活的艺术。它可以引领我们漫步于高雅殿堂之中，也可以让我们任意徜徉于音乐的海洋。在正式上课之前，我们先来回顾一下上节课所学的内容。欣赏音乐片段思考问题：

二、前置测评和训练：

播放《欢乐颂》视频片段，回答问题：a 这段乐曲的作者是谁？b 演唱形式是什么？c 乐曲是几拍子，强弱规律是什么？（乐圣贝多芬、合唱、4/4拍 强弱次强弱）师：以上这段音乐是中西方优秀音乐的代表之作，那么在我们的日常生活中有没有音乐呢？现在老师给大家播放了一段我们身边的音乐，这段场景你是否熟悉？它经常出现在什么地方？

三、导入新课:

1、欣赏音乐《临清经典叫卖声》片段。聆听胡同里的叫卖声：“磨剪子，锵菜刀„„”

师：现在请出一位同学以“放学了，回家了”来模仿刚才所播放的叫卖声，节奏和它一样。生：（仿）

师：我们身边的音乐还有很多很多，刚刚听到的那段胡同里的叫卖声，现在换了身行头又来了，让我们来听听，看它变成什么样了？并且想想，两者有什么不同？

2、继续欣赏音乐《磨刀老头》另一片段。生：（回答问题）

师：这是作曲家刘欢根据胡同里的叫卖声和磨刀人的生活写的一首歌，它已经不再是单纯的叫卖声，变成了描写磨刀人生活、心理、劳动的一首歌。听完这首歌曲，老师有一个问题要问大家，音乐是怎样产生的？它源于什么？

生：音乐是在劳动中产生的，它来源于生活，又高于生活。师：非常好！音乐源于生活又高于生活，它是生活之音的艺术升华。这就是我们今天要讲的“生活之音”（出示课题和目标）

四、聆听与鉴赏

1．师：了解了目标，我们来聆听几个音乐片段，你们判断一下它们各自所描绘的是什么场景？

欣赏《盖邮戳》

师：请所有同学想像一下，这段音乐是描写什么工作场景.生：盖邮戳.师：对,表现了邮递员快乐心情,和对工作的热爱,对生活的热情.下面再欣赏一段音乐，请说明有什么特点？表现了什么？ 生： 打蚊子 欣赏《打字机》

师：这段音乐描绘了什么场景？用了什么作为道具？ 生：打字机。

师：美国作曲家、指挥家安德森的《打字机》创作于1950年。作者独具匠心地用真正的打字机作为节奏乐器，又采用了管弦乐器表现音乐，描绘了大城市办公大楼中喧嚣的打字机声和繁忙的办公场面。就是说音乐来源劳动，来源生活。只要是生活中的声音，它就是音乐的原始材料。下面我用钢琴演奏一首同学们比较熟悉的一首乐曲.要求听完后回答乐曲名字.(教师演奏)生: 回答.（《献给爱丽丝》）

师：下面我们就来介绍一首用钢琴这件乐器是来表现生活中常见的钟表的音乐作品，李斯特的《钟》。李斯特是匈牙利作曲家，他的一生相当辉煌，可以说桃李满天下，后人送给他一个美称“钢琴之王”，我们来先来了解一下李斯特。

2、李斯特的《钟》 A、作者简介（视频介绍）

B、背景搜索（创作《钟》时的小故事）

C、师：欣赏音乐并思考问题：李斯特是怎样运用钢琴的特点来表现钟声的？

生：回答问题

师：钢琴透明清澈的音色、均匀的节奏以及短促的跳音演奏，使得小钟鸣响的形象变得惟妙惟肖。同学们是不是对音乐来源于生活，生活充满音乐更进一步地体会？好，现在问大家用什么方式使水发声？

生：学生进入思考

师（拿出课前准备好的教具：盛水的脸盆，杯子一个）拍水舀水倒水滴水等

师：使用不同的发声用具，并运用不同的方法制造出音响各异的水声，把我们身边最普通、最熟视无睹的“生活现象”，通过声音和画面全新地展现给人们。同学们带着刚才的问题来欣赏下面的音乐《永恒的水》吧。

4、欣赏音乐《永恒的水》

师：A、欣赏《永恒的水》的同时，思考问题：音乐片段中运用了哪些乐器来配合表现水声的？ 生：（讨论）

师：大提琴 钹 短笛 单簧管 长号 瓢等。

B、谭盾简介

五、课堂小练习：

1、美国作曲家安德森所创作的《打字机》用什么作为节奏乐器，又采用了什么乐器来表现音乐？（真正的打字机 管弦乐器）

2、李斯特是哪国作曲家？他享有什么的美称？（匈牙利 钢琴之王）

3、《永恒的水》是谁的代表作品？（谭盾）

4、节奏小练习

六、拓展与探究

1、《另类打字机》

2、《过年我当家》（片段）

七、课堂小结：今天聆听了几首与我们生活有关的音乐，并和大家一起创造和表演新的音乐节奏，同学们的也知道了音乐来源于生活：“音乐是生活，生活就是音乐”。课后，请大家搜集一些与生活现象有关的道具，积极参加“纸乐”的创作。