高中通用技术《常见结构的认识》教学设计

第一篇：高中通用技术《常见结构的认识》教学设计

《常见结构的认识》教学设计

一、教案背景

1、面向学生：高中二年级

2、课时名称：《常见结构的认识》（苏教版《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节）

3、学科：通用

4、教材：《通用技术》（苏教版）

5、课时：2

6、学生课前准备：

浏览【百度图片】常见设计结构的相关图片。

二、教学内容分析

本节是苏教版《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”内容。具体包括3部分内容:1.无处不在的结构2,结构与力3.结构的类型。通过展示形形色色的结构图片以及对这些结构分析和研究,使学生知道结构的广义——结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列及力学角度的含义——结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。让学生体会技术存在的广泛性，明确结构的重要性：（1）结构是事物存在的形式（2）结构影响甚至决定事物的性质（3）结构影响甚至决定事物的功能。卓越的结构是设计者和制造者重要追求。告诉学生自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示，人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。向学生讲解构件的五种基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力及简单结构的受力分析，接着通过图片和小试验, 强化从力学角度认识不同结构类型：实体结构、框架结构、壳体结构、组合结构。

三、学情分析

通过以前的学习，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。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，一些学生在受力分析中还是有点困难的，在教学中要利用图片分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力及简单结构的受力分析，接着通过图片和小试验, 强化从力学角度认识不同结构类型等。

四、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：

通过案例分析，提高理解和分析问题的能力，培养全面、系统的分析问题的能力，激发学习激情和兴趣。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。

五、教学重难点

1.教学重点：

掌握结构与力，结构的分类 2.教学难点：

学会从技术的角度分析事物的受力。

六、教学准备

人体骨胳标本、收集常见结构的图片、苍耳子、尼龙搭扣、自行车、座椅、简易桥梁、教学课件PPT

七、教学过程

[导入新课] 请将以下六个字排列成一句有意思的话 这人个表好现

同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬。这六个字按不同的方式排列，得到了不同的语句，这是一种文字结构。这节课我们就来认识结构。

[新课教学] 由此归纳结构概念：

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构的各组成部分，通常称为构件

1、无处不在的结构：

人们每天都在与各种各样的结构打交道，结构无处不在。如游乐场里的游乐项目让人目不暇接，过山车、旋转飞轮、旋转木马、旋转飞轮等令孩子们流连忘返。观察这些游乐设施，你会惊叹他们结构设计的巧妙和坚固。一切事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。

1）自然界中的结构

【百度图片】http://image.baidu.com/

图片展示自然界中的结构：蜂巢、鸟窝、人体骨骼、贝壳、冰晶、蜘蛛网、大象、蛇、苍耳子等

引导学生分析蜂窝和蜘蛛网的结构。这种结构的优点在哪里？

蜂巢：耗材最小，容积最大。使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间，空间使用效率最好。蜘蛛网：任意两个节点都能找到一条可通过的路径。

启发：事物的各个组成部分之间的搭配和排列改变了，即结构改变了，事物的性质也发生了改变。如人的染色体有X染色体、Y染色体之分，X染色体、Y染色体不同的搭配和排列，决定这个人是男人还是女人。

形形色色的结构能给人以美的享受，给人创造的灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 更好地服务于人类。[马上行动] 生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生？

船桨（鱼鳍）人工冷光（萤火虫）风筝（鹰）锯（螳螂臂或锯齿草）车轮（随风旋转地飞蓬草）潜水艇（海豚）声纳（蝙蝠）潜水用的脚蹼（鸭子）潜水艇的流线型设计（鱼类）

2)技术领域中的结构

（图片展示)技术领域中的结构：铁锤、汽车、手机、悉尼歌剧院、罗浮宫、比萨斜塔、吉隆坡双子星大楼、轮船、台灯等。

结构影响性质和功能，合理的结构是事物存在和发展的基础，卓越的结构是设计者和制造者长期的追求。如果结构存在问题，也许就会导致重大事故的发生。

【百度文库】：魁北克大桥的坍塌。http://wenku.baidu.com/view/c6a4c41cfc4ffe473368abd6.html

[学生思考]：大桥坍塌的原因是什么？

擅自改变桥的结构。1907年，加拿大魁北克附近的圣劳伦斯河上落成了全球最长的拱桥。该桥采用了比较新颖的悬臂构造，这样的结构非常流行。尽管只比苏格兰爱丁堡福斯河上非常成功的悬臂大桥稍长一点，但魁北克大桥存在设计问题，还未完工就坍塌了。

3)社会领域中的结构：

在社会领域,也普遍存在着结构现象。如：文章结人事结构、人员的学历结构、人员的职称结构、书法结构等

[马上行动]：

请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例？ 自然界：树状结构、天体结构、植物的结构、动物的结构 „

技术领域：汽车的结构、微机的结构、电脑主板的结构、数字控床的结构 „ 社会领域：教育系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构、文化、经济格局等。[小结]结构的重要性 ：

（1）结构是事物存在的形式（2）结构影响甚至决定事物的性质（3）结构影响甚至决定事物的功能

2.结构与力

从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。分析讨论自行车的组成构件：自行车：车架、车把、传动、座鞍、车轮等。车轮： 辐条、轮胎、车圈、气门等。

生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。例如自行车承受人和所载物体的压力及自行车自身的重力；桥墩承受自身重力及负荷的压力、大风的作用力等其它外力。

讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界力的作用情况： 建筑物的窗户：自身重力、墙体的压力、风力、外来撞击力 „ 课桌：自身的重力、手臂的压力、桌面上物体的压力„

硬纸包装箱：箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重力、外界压力„ 构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。[马上行动]：请连线（p6）

受力形式

概

念

拉 力

物体所承受的拉拽力

压 力

挤压物体的力

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

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

弯曲力

作用于物体 ,使它产生弯曲的力

案例分析P6分析椅面和桥面的受力

[马上行动]p7：探究：观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。

一、保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松；

二、防止推杆弯曲变形。

三、抵消推杆自身的重力

进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？ 小实验：

指导学生做“纸板承受压力试验”p8： 比较不同形状的纸板承受压力的大小。试验准备、试验过程（略）回答问题：

1）哪种情况下纸板的抗压能力最强? 2）举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。

3）如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化 ? 事物结构合理性的基础是能够抵抗来自外界的各种作用力和自身重力的影响。3.结构的类型：

1）实体结构：是指结构体本身是实心的结构。受力特点：外力分布在整个体积中。

如长城、三峡大坝、锤子、厨房中的菜板子、实心墙、水库的大坝、古代的城墙、柱子、实心球等是实体结构。

2）框架结构：是指结构体由细长的构件组成的结构。受力特点：支撑空间而不充满空间

框架结构是由细长的杆件或板件连接而成的，构件可以是空心，也可以是实心；可以是平面框架，也可以是空间框架。由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。象窗户、画框、房子、竹排、教室的门窗、常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、自行车、艾菲尔铁塔、桌子、板凳、书橱、输电铁塔等是框架结构。

3）壳体结构：通常是指层状的结构。

受力特点：外力作用在结构体的表面上，由弧面整体分担承受，抵抗变形。壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结构。由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力。因此在场馆建设中用得很多。象头盔，汽车飞机外壳、饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、核桃壳、锅碗瓢盆„„等是壳体结构

4）组合结构：在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。

受力特点：复杂

在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构。自行车也是由若干结构组合而成的。其中承重部分是框架结构，挡泥板是壳体结构，脚踏与链轮之间是传动结构（属于机械结构）等

[马上行动]：p10指出表中所列物体的结构类型

[学生讨论] 进入工地时总是被要求戴上安全帽，为什么？ [课后作业]：p11 练习1、2、3题

八、教学反思

1.这节课主要是让同学们对一些简单结构有一个比较清楚的认识，所以这节课采取了比较直观的方式，举了许多现实中的实例，历举了大量的图片，学生反应热烈。本节课利用文字游戏导入。通过文字的排列得出结构，然后通过具体图片展示，用图片展示常见的事例片激发兴趣切入课题，让学生明白自然界中的结构。可补充在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见。

2有自然界中的结构联想得到技术领域中的结构，再通过自然界中的结构（蜘蛛网、飞鸟）联想到网兜、飞机等，从而达到图片的二次利用。

3．技术领域结构同样采取展示技术领域结构的图片，国家体育场“鸟巢”、拱桥、汽车来让学生感知体会，通过阅读大桥坍塌的案例让学生思考，培养对待结构设计的科学的态度。再有魁北克大桥案例过渡到技术领域中的结构与力，同时以真实案例加上实物桥模型加以演示实验来震撼学生的心灵，达到预期的教学目标。

4.再用桥梁模型来介绍构件。又一次载体的二次利用

5.在五种变形的基础上，利用剪刀和指甲钳进一步分析构件受剪切和受压的区别。6.这节课节奏掌握的比较好，条理清楚，讲解流畅，学生的反应也不错。

第二篇：《常见结构的认识》教学设计

通用技术《技术与设计2》

第一节 常见结构的认识

一、教学内容分析

本课时使用的是苏教版教材，是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节的第一课时。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。本节内容通过观看视频、图片等方式，对自然界中形形色色的结构进行分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道结构与设计的重要性，知道自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域,是为了更好地服务于人类。从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，主要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，并通过受力情况讲解结构的分类。虽然没有条件让学生进行压力试验，但是生活中的一些实例也可以强化学生对不同类型结构特点的理解。本节内容不要求学生作进一步的结构受力分析，也不要求画结构的受力图。

二、教学对象分析

学生已经学过高中物理的一些力学课程，应该对本章结构问题的学习有一定力学基础。高中学生对身边存在结构有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础，但是不能准确把握结构的定义。此外，学生不能准确地区分三类结构类型，特别是壳体结构的特点。

三、教学目标

1、知识与技能：

（1）学生能说出结构的含义；

（2）学生知道组成结构的构件的五种基本受力形式；（3）学生会判断生活中物体的结构类型。

2、过程与方法：

通过案例分析引导学生从力学的角度上理解结构的涵义和一般分类，能对生活中的结构进行简单的分类。

3、情感态度和价值观：

让学生养成注意观察身边事物的良好习惯，激发探索大自然及人类社会中存在的形态各异的结构的兴趣。结合学生生活中的事例来认识有关事物结构的研究对科技创新的影响。

四、教学重难点

重点：结构与力；结构的类型

难点：从力学的角度理解结构的涵义，理解不同结构类型在生产生活中的应用。通用技术《技术与设计2》

五、教学策略

（一）教法

在教学过程中，采用讲授法、案例分析、多媒体展示、马上行动和课堂提问，让学生共同讨论、分析、交流互动，多种教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。及时让学生自主总结和归纳。

（二）学法

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验，从而引导学生养成自主探究的习惯。

六、教学过程

（一）了解结构

结构普遍存在于自然界和人类创造的各种物体中。

请学生欣赏几种自然界的经典结构。（图片展示蜂巢、贝壳、蜘蛛网、蚁巢等，还有文字说明）

师：自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域,是为了更好地服务于人类。

展示图片：蜂巢——仿生蜂巢轮胎，苍耳子——尼龙搭扣 【课堂讨论】

生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？ 请学生再欣赏我们先人创造的经典结构。展示图片：长城，应县木塔，赵州桥 【课堂讨论】

展示的这些结构有什么特点？

总结：这些结构都具有一定的形状，都需要承受外力的作用，在一定范围内都具有抵御引起形状和大小改变的力。

这就是结构的含义 引出从力学角度结构的含义：

（二）结构与力

从力学角度来说，结构是指可承受一定应力的物体形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这种组成部分通常称为构件 展示自行车车轮的构件：

自行车的车轮由辐条、轮胎、车圈、气门等构件组成。

师：当自行车载重过多时，车胎容易爆裂。从力学上来说，车胎爆裂的原因是车胎这个构件所受压力过大，即结构的构件会受到压力的作用。

问题：结构的构件除了压力，构件还会受到哪些力的作用？ 通用技术《技术与设计2》

构件的基本受力形式

分别介绍五种受力形式的特点：（通过图片展示进行案例分析）

1、拉力：

2、压力：

3、扭曲力：

4、弯曲力：

5、剪切力：

【马上行动】师生一起完成连线题 思考：

1、秋千的吊索，主要承受

2、桥梁的桥墩，主要承受

3、汽车方向盘的轴，主要承受

4、吊扇旋转，吊杆主要受

5．在奥运会体操比赛的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（）变形。

【探究活动】比较不同形状的纸板承受压力的大小 总结： 结构不同对力的抵御效果也不同。

（三）结构的类型

根据物体的结构形态在受力时承受和传递力的方式差别，通常将结构分为： 展示图片：长城——实心球——埃及法老像

1、实体结构：结构体本身是实心的结构。

特点：坚固、耐压抗撞击

缺点：耗材多、自重大

展示图片：埃菲尔铁塔、鸟巢——建筑框架——课桌椅

2、框架结构：通常是指结构体由细长的构件（梁、柱、杆、管„„）组成的结构。

特点：结构稳定、抗压抗拉 缺点：构件损害对整体有严重影响

展示图片：龟壳——拜占庭式建筑圆顶——蒙古包、帐篷

3、壳体结构：通常是指层状曲面的结构。特点：空间大、抗上压、受力均匀 缺点：制作难度大

师：三种结构各有优缺点，设计结构时要扬长避短。在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。【马上行动】指出表内所列物体的结构类型 通用技术《技术与设计2》

【活动】20张相同扑克牌（扑克牌不能折）进行搭建一个结构，搭建完成保持10秒稳定，挑战一下最大高度。

师：好多学生用三角形结构，三角形这个形状稳定性好，强度也大，稳定性和强度是我们下节课要探究的结构的性质。

（四）课堂小结

1、结构是指可承受一定力的架构形态。结构构件的基本受力有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

2、结构类型主要有：实体结构、框架结构和壳体结构。现实生活中的结构更多的是若干结构类型的组合。

教学反思

本节内容的学习，一定要切合学生的生活经验，这样才能引起学生的共鸣，活跃课堂气氛，才能激发学生的学习热情和对后面学习内容的兴趣。比如蜂巢和贝壳结构等案例，得出事物的结构是人类思维的源泉。引导学生注意结构有形态和承受力。本节课主要通过图片等资料边看边分析让学生对结构有一定的认识，通过问题分析让学生从力学的角度理解结构的概念，掌握结构的基本受力形式以及对不同类型的结构特点的理解。

第三篇：常见结构的认识教学设计

一常见结构的认识教学设计 奉化市教师进修学校 黄育稼

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。本节内容通过放映蜂窝、鹰的身体等结构图，通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“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”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域,是为了更好地服务于人类。本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论。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，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。不要求学生作进一步的结构受力分析，不要求画结构的受力图。教学重点是结构概念，教学难点是学生对应力概念的理解。教学目标：

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。

4、通过学习“鹰眼与导弹跟踪系统”等案例，激发学生的学习激情和兴趣。课时安排：2课时。教学过程：

一、无处不在的结构：

引导学生观察结构图，分析蜂窝、鹰的身体的结构。要求学生说出蜂窝、鹰的身体结构的优点在哪里。

1、结构的含义

结构的本质：物体会受到各种各样的力，结构是可承受一定力的架构形态，可用来抵抗引起形态和大小改变的力。简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。让学生阅读案例： 鹰眼与导弹跟踪系统。让学生思考：

⑴阅读案例以后，你最想说的是什么？ ⑵为什么要研究结构？

2、为什么要学习结构？

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。⑴同样是水，有液态、气态、固态；

⑵同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在； ⑶化学有机物结构不同性质不同（色素）； ⑷同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬； ⑸用同样的材料，做出的结构不同的小板凳就会有不同的特性，有的稳，有的不稳；

⑹各种材料组成结构可以使“死的”材料变成“活的”机器。如：发动机、电子计算机„„ 结构不合理就会产生严重的后果，如桥断、屋塌„„所以我们应学习结构，将来去创造结构。

3、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。技术课主要研究工程结构，简称结构。

4、几个重要概念

⑴铰接：桁架全由三角形组成，接头全为旋转接头，称为铰接。⑵架构：物体的主体框架与构造形式。

⑶构件：组成结构的各组成部分。可以是一个零件，也可以是多个零件的组合。

二、结构与力

从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力。当应力达到某一极限时，结构就会遭到破坏。

（一）受力形式

工程结构承受的外力有各种各样，但以它们对结构的影响来说，主要有以下几种。

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。

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，作用线与压杆轴线重合的集中力，方向指向杆的底面。如液压机的顶杆工作时就是受压。

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力，其受力模型如图。

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，转向相反的力偶矩。

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。其作用力是使梁产生弯曲变形。

（二）结构受载荷实例：

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荷，保证结构的可靠工作。

1、秋千的吊索，主要承受拉力；

2、桥梁的桥墩，主要承受压力；

3、连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；

4、汽车方向盘的轴，主要承受扭力；

5、单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯力；

6、吊扇旋转，吊杆主要受扭力和拉力；

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。

（三）典型结构分析

1、单杠结构分析

⑴各部分名称：杠体，立柱和拉杆。（为什么做成这样的结构？）

⑵杠体的受力与变形：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。——弯曲力 ⑶立柱、拉杆的受力与变形：

立柱：静止时受压力；当人在运动时，对立柱产生弯矩m，使立柱弯曲变形。——怎样做才能保持单杠稳定？ 拉杆：人在运动时，拉杆起到辅助立柱抗变形作用。

2、棚室屋架结构分析

⑴棚室荷载与立柱受力：永久性荷载（不随时间变化而变化的荷载）和可变性荷载（随情况变化而变化的荷载）。

⑵梁的受力：梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。防止弯曲变形大的方法：增加支撑点。⑶拱结构的应用

拱结构：中间高四周低，呈弧形的曲面。

应用：在跨度较大的情况下，建筑物多采用拱结构。这样的结构既有利于承载，又美观。

三、常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）

1、实心结构

⑴实心结构通常是指结构体本身是实心的结构。房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实心结构。

⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。

2、框架结构

⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。教室的门窗常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。

⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。

⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。

3、壳体结构

⑴常见物品：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、西瓜„„

⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。

⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。

4、组合结构

⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实心结构的组合体；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）。⑵结构的类型种种：缆索结构、桁架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。⑶组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。

思考、马上行动、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，根据学生练习过程中的反馈信息，评价学生和调整课堂教学。

第四篇：《常见结构的认识》教学设计

通用技术《技术与设计2》

第一节 常见结构的认识

一、教学内容分析

本课时使用的是苏教版教材，是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节的第一课时。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。本节内容通过观看视频、图片等方式，对自然界中形形色色的结构进行分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道结构与设计的重要性，知道自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域,是为了更好地服务于人类。从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，主要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，并通过受力情况讲解结构的分类。虽然没有条件让学生进行压力试验，但是生活中的一些实例也可以强化学生对不同类型结构特点的理解。本节内容不要求学生作进一步的结构受力分析，也不要求画结构的受力图。

二、教学对象分析

学生已经学过高中物理的一些力学课程，应该对本章结构问题的学习有一定力学基础。高中学生对身边存在结构有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础，但是不能准确把握结构的定义。此外，学生不能准确地区分三类结构类型，特别是壳体结构的特点。

三、教学目标

1、知识与技能：

（1）学生能说出结构的含义；

（2）学生知道组成结构的构件的五种基本受力形式；（3）学生会判断生活中物体的结构类型。

2、过程与方法：

通过案例分析引导学生从力学的角度上理解结构的涵义和一般分类，能对生活中的结构进行简单的分类。

3、情感态度和价值观：

让学生养成注意观察身边事物的良好习惯，激发探索大自然及人类社会中存在的形态各异的结构的兴趣。结合学生生活中的事例来认识有关事物结构的研究对科技创新的影响。

四、教学重难点

重点：结构与力；结构的类型

难点：从力学的角度理解结构的涵义，理解不同结构类型在生产生活中的应用。通用技术《技术与设计2》

五、教学策略

（一）教法

在教学过程中，采用讲授法、案例分析、多媒体展示、马上行动和课堂提问，让学生共同讨论、分析、交流互动，多种教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。及时让学生自主总结和归纳。

（二）学法

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验，从而引导学生养成自主探究的习惯。

六、教学过程

（一）导入语

指导学生观看视频《踩鸡蛋》

引导学生思考：为什么人踩在鸡蛋上可以不踩破鸡蛋？

师：脆弱的鸡蛋可以承受人体这么重的力量，它的魔力何在？与鸡蛋本身的拱形结构有关。关于拱形结构，最著名的范例就是我国的赵州桥。我们都知道赵州桥之所以出名就是因为它跨度大而且没有任何桥墩，之所以千年依然坚固耐用就是靠的巧妙设计的拱形结构。

今天我们就一起来探究“结构”这个词的魅力。

（二）结构是无处不在的

师：“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。请同学们想一想，在学习的哪些课程中提到过“结构”？

【学生讨论】

教师引导：在生物课中提到过：人体的结构、细胞的结构等；

在政治课里有社会结构、阶级结构等；

在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构等； 在语文课里接触过：文章的结构、语句的结构等； 在地理课中有地质结构等。

总结：结构是普遍存在着的。它广泛的存在于自然界、技术、社会各个领域。

请学生欣赏几种结构。（图片展示蜂巢、蜘蛛网等）

师：以上我们看了这么多物体的结构，可以说它们各有特点，各不相同，尽管它们的具体内容各不相同，但它们的本质内涵是一样的，都是很多部分组合而成的。那到底什么是结构呢？

（三）结构的内涵

结构是指事物的各个组成部分之间的搭配和排列。结构的各个组成部分或零件称为构件。

比如：汽车由车身、底盘、轮子、发动机等组成； 通用技术《技术与设计2》

椅子由椅背、椅面、椅子腿和横档组成。

【思考】为什么要研究结构？

因为它对人类有贡献，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域,是为了更好地服务于人类。

例如：

（1）鸟与飞机；（2）鲁班发明锯子；（3）鹰眼与导弹跟踪系统。

【拓展】看来我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢? 启发学生回答：凭大脑,凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。【课堂讨论】

生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？

师：每一种物体都有其特定的结构，结构的多种多样，就决定了事物的性质多样化。汽车有轮子所以能跑，飞机有翅膀所以能飞，物体的特性与结构有很大的关系。而且即使是相同的物质，结构不同，往往表现出不同的特性。

比如： ——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；

——同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，因排列不同，就形成了一褒一贬；

意义：结构在我们生活中是非常重要的，结构不合理，就达不到预期的效果，甚至会产生严重的后果，如桥断、房屋倒塌等。【观看视频】《哈尔滨阳明滩大桥垮塌》

（四）结构与力

师：请同学们思考，为什么桥会断裂？（因为有力的作用）

生活中常见的结构都要承受一定力的作用。那么结构与力有什么关系呢？ 师：大多数结构的物体都需要承受外力的作用，当外力达到一定程度，物体就会遭到破坏，形状和大小就会改变。所以任何结构都需要在一定范围内具有抵抗其形状和大小改变的能力。

引出从力学角度结构的含义：

结构是指可承受一定应力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。通用技术《技术与设计2》

列出三幅图片，学生思考有什么共同之处？（都是人坐在椅子上）椅子所承受的是人对它的什么力？（压力）

所以在结构和构件上的各种力，第一种就是压力，另外4种：拉力、扭曲力、弯曲力和剪切力

分别介绍五种受力形式的特点：（通过图片展示进行案例分析）

1、拉力：物体所承受的拉伸力。比如秋千的吊索、拔河。

2、压力：挤压物体的力。比如桥梁的桥墩、桌子、订书机、压路机等。

3、扭曲力：使物体发生扭转形变的力。如汽车方向盘的轴、螺丝刀、拧瓶盖、拧干衣服等

4、弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力。比如单杠的杠体（上面的横杠）、钓鱼时的鱼竿等

5、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的力。比如剪纸、刀切菜、切木头等 【马上行动】师生一起完成连线题

为了保证结构的正常工作，这些构件必须有相应的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。

（五）结构的类型

根据物体的结构形态在受力时承受和传递力的方式差别，通常将结构分为：

1、实体结构：结构体本身是实心的结构。如墙壁、柱子、实心球等。

特点：（1）能承受较大压力。外力分布在整个体积中

（2）几何外形简单。

2、框架结构：通常是指结构体由细长的构件（梁、柱、杆、管„„）组成的结构。如窗户、画框、房子的架构等等。

特点：（１）支撑空间却不充满空间。

（２）几何外形较复杂。（３）制作方便、省料。

3、壳体结构：通常是指内部中空的结构。

这是一个很形象的词，大家可以想一想贝壳，类似于贝壳的结构就是壳体结构。

壳体结构普遍存在于自然界中，通常是指层状的结构，如：西瓜、帐篷、椰子、鸡蛋等。

这种结构的特点是什么呢？咱们来分析这样一个问题

【学生讨论】进入工地时总是被要求戴上安全帽，为什么？

分析：安全帽属于壳体结构，它为什么能承受这么大的力呢？因为压力分布在帽子的外表面，而不是一点上，所以它能承受这么大的力，头不易受伤。通用技术《技术与设计2》

由此壳体结构的特点就很明显了：（1）外力作用在结构体的表面上。（2）受力均匀、形态稳定。

正是由于壳体结构的特点，以较薄的外壳能承受较大的外力，人们也由此获得了灵感，使得壳体结构被广泛应用于技术领域。比如汽车的安全气囊等。

以上我们学习了三种结构，下面咱们来做两个练习题。

【小试牛刀】

1、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构（）A、葫芦 B、球形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔

2、下列选项中，属于框架结构的是（）A、房屋的墙体 B、教室的门窗 C、化工厂的储油罐 D、煮饭用的高压锅

【思考】是不是物体只有这三种结构呢? 【拓展】

在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。——复合结构。

分析：木房子，房顶是壳体结构，具体到每一个柱子、梁就是实体结构，由梁和柱子组成的木房的整个架构就是框架结构。

（六）课堂小结

1、结构无处不存在

2、结构与力

3、结构的类型

七、教学反思

本节内容的学习，一定要切合学生的生活经验，这样才能引起学生的共鸣，活跃课堂气氛，才能激发学生的学习热情和对后面学习内容的兴趣。比如鲁班和锯子等案例，得出事物的结构是人类思维的源泉。本节课主要通过图片等资料边看边分析让学生对结构有一定的认识，通过问题分析让学生从力学的角度理解结构的概念，掌握结构的基本受力形式以及对不同类型的结构特点的理解。

第五篇：常见结构的认识-教学设计

常见结构的认识

一、教学目标

1.知识与技能目标

(1)了解结构的含义，认识事物的结构是多种多样的，事物的结构决定着事物的存在 2.过程与方法目标

(1)通过对自然界、社会、技术三个领域的结构认识，培养学生的兴趣(2)培养学生行程用结构的框架来思考、认识问题的能力 3.情感态度和价值观目标

(1)形成学生对结构的了解，并养成研究结构的兴趣与热情。(2)体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。(3)认识技术的创造性特征，培养勇于创造的个性。

二、教学重点：了解结构的定义

三、教学难点：如何用结构的组成来分析具体的问题

四、教学方法：教授、任务驱动、小组合作。

五、设计思想 1.教材分析

本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。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。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“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”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。

2.设计理念

常见结构的认识，要从常见的事物中认识结构，就是广义结构的讲解，在着重介绍狭义中的结构——自然界中集中典型结构。在常见结构的讲解中，我选择了科罗拉多大峡谷，金字塔，双子塔，人体骨骼，垂柳，蝗虫，太阳系，原子结构这些学生常见的结构，从而引出结构的广义结构。

3.教学策略设计

由于本节课的重点在第二课时，所以第一节的内容主要是介绍为主。通过大量的例子来使学生明白结构的含义。

（1）自然界中的常见结构如：科罗拉多大峡谷，金字塔，双子塔，人体骨骼，垂柳，蝗虫，太阳系，原子结构这些学生常见的结构，从而引出结构的广义结构

（2）为讲解“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”，我引入了碳的同素异形体钻石和石墨。

（3）讲解完广义的结构后，讲解狭义的结构——自然界的结构。分别介绍了蜜蜂巢的结构、王莲的叶脉结构、蜘蛛网的结构、蜘蛛腿的结构等对人类的启发作用。

（4）讲解书上的例子：苍耳子与尼龙搭扣，鸟与飞机，鹰眼与导弹跟踪系统（5）在技术领域：结构更加丰富，但必须要求合理

（6）在社会领域：也普遍存在着结构现象,分别讲解总统制、君主立宪制的政治结构。4.学情分析

高中的学生在各个学科中已经很熟悉了集中物体的结构，如人体的骨骼，原子核结构，总统制等等，所以尽量列举他们熟悉的例子，而且从一个新的角度去重新认识他熟悉的物体本身就有一定的吸引力。

六、教学准备

1.教学资源的准备 多媒体教学设备 2.教学课件的准备

教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。

七、教学过程

1.引入

在生活中我们可能会看到这些复杂结构的物体，ppt展现峡谷、金字塔、双子塔、人体骨骼、垂柳、蚂蚱等图片，从而引出结构的定义：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列 2.新课

（1）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。

例子：金刚石和石墨。化学成分都是C，只不过属于碳的同素异形体。

纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。天然采集到的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。根据金刚石的用途可以推测金刚石一定很硬。事实上，它是天然存在的最硬的物质。结构图形根本不同。金刚石是典型的原子晶体，每个碳原子都以SP3（3应在P的右上角）杂化轨道与四个碳原子形成四个共价单键，组成正四面体排布的空间网状结构。又因C-C键的键能大，所有价电子都参与了共价键的组成，使晶体中没有自由电子硬度、熔点高，不导电。在石墨晶体中每个碳原子是以SP2（2在P的右上角）杂化轨道和邻近的三个碳原子形成三个共价单键并排列成平面六角的网状结构，这些网状结构以范得华力又联成互相平行的平面，构成层片结构。其中C-C键的键长是1.415埃，片层间的距离是3.35埃。所以易于滑动，能导电。它是混合型晶体。

（2）来自自然界的灵感

例子：蜜蜂巢：一种平放着的六棱柱形房间，每个房间的体积都是0.25立方厘米，显的格外整齐、经济、美观。房间的正面是平整的六角形进出口，背面是锐角为72º32´的凌锥，六面墙壁同时又是相邻的六个房间的墙壁„„它用最少的建筑材料，造出了容积最大的房间，而且保证建筑结构的安全和稳定，是一种轻质高强的结构。受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结构，还有足球、散热片等结构。

例子：在美洲的亚马孙河上，生长着一种世界闻名的观赏植物——王莲。王莲有个圆形的大叶，浮在水面上，直径有2米，一个五六岁的孩子坐在上边，就像坐在船上。大约100多年前，法国的一位园艺师兼建筑师约瑟夫·莫尼哀对王莲进行了研究。原来，王莲叶子的背面有许多又粗又大的叶脉，叶脉之间用许多镰刀形的横筋连着，构成了一种卓绝的网状骨架，可以承受很大的荷载。受王莲的启发，他模仿王莲的叶脉结构，用钢筋和玻璃建造了一座水晶宫般的大花房。

例子：蜘蛛也是自然界中出色的建筑师。它的蛛网织得何等巧妙。有的学者发现，蜘蛛能根据地形地物“精确的计算”出织多大的网，然后“提出”最省料而能达到最大面积的“方案”，迅速而准确地织出蛛网。蛛网是自然界中独一无二的悬索结构。当代的悬索结构则是模拟蛛网的一大成就。蜘蛛的腿里没有肌肉,但能感受到蛛网微弱的震动.其实它们是靠液压传动的!含羞草和蜘蛛的液压系统启示我们,利用液压传动装置，不仅可以像水压机那样“放大”压力，还可以用液压的方式制造出灵巧的机械手，实现自动化；甚至可以利用液压系统使机器人产生触觉。

其他的例子：人们从蝙蝠利用超声波判断物体的能力，研制了雷达。夜蛾能发现蝙蝠，而使具有超精细超声雷达的蝙蝠扑空，原来蛾当蝙蝠的超声信号传来时会发出与蝙蝠定位回声极相似的超声，发出假信号诱骗蝙蝠。有的夜蛾身上有一种能吸超声波的绒毛，使蝙蝠得不到一定强度的回声，仿效飞蛾出现了现代的隐身飞机。

（3）介绍书上的例子：苍耳子与尼龙搭扣，鸟与飞机，鹰眼与导弹跟踪系统。

（4）其他领域的结构：在技术领域，结构更加丰富，但必须要求合理；在社会领域，也普遍存在着结构现象，如政治、经济、文化、艺术。

3.结课：重点：结构的定义；难点：运用结构想法来认识物体

八、教学反思

这节课选择了学生比较感兴趣的例子，学生容易理解结构的含义，不足之处是不能就个别例子进行深入的讲解，如政治体制中结构的影响，学生日常学习生活中如何应用结构的概念来解决实际问题。应该从以下几个方面来改进

（1）例子要有普遍性

（2）能够对期中的个别例子进行重点的、深入浅出的讲解

（3）缺少和学生的沟通、互动，最好能使学生参与到整个教学活动中来。