資源簡介

第一章 結構及其設計
第一節 認識結構
學生分析：
在日常生活中，學生接觸到了很多結構，但是都沒有認真的對結構進行分析。
教材分析：
本節課的主要內容是感知和認識不同結構，認識結構與力，了解結構分類，分析其受力特點，為學生學習結構力學鋪墊。
教學目標：
1、觀察自然界中額各種結構，了解結構的含義，學會把自然界的事物原理應用在技術設計中，提高學生技術意識。
2、了解結構的受力特點，理解幾種結構受力時產生的形變，了解為滿足特定需求需要解決的技術問題，并提出設計方案，提高學生創新設計能力。
3、理解結構的分類，各種結構的形態和受力特點，感知結構和工程應用的關系，提高學生工程思維。
教學重難點：
重點：結構的含義，作用的構件上的力引起的各種形變
難點：理解各種結構的受力特點。
教學策略與方法：
讓學生觀察生變的結構，了解結構的形態、受力情況等方面的信息，通過一些能即時完成的小試驗讓學生親身體驗感受幾種結構的受力特點，并在試驗中體驗用技術的意識進行分析、促進創新設計和工程思維的形成。
教學設計：
任務一：新課引入：讓學生們觀察身邊的所有東西，說說它們的樣子、形狀、這樣可能的作用。
學生討論，并得出自己的結論。
任務二：學生活動
以小組為單位，每組9根小木棍，觀察教材P004實踐活動內容，動手搭建如圖1-6所示的自承橋。
教師觀察學生活動情況，加以指點，展示學生成功作品。
分析學生活動成功和失敗的原因：橋梁由幾根木棍搭建而成，要仔細分析考慮幾根木棍之間搭建的位置、順序關系、力的關系，這種即為結構。
定義：結構時指事物各個組成部分之間的有序搭配和排列。
結構普遍存在于自然界和人類創造的各種事物中，形式多樣。
結構會從內在或外在影響物體的功能，例如：C組成的金剛石和石墨。
展示自然界中的結構蜂巢、雪花、貝殼等，人工建造的結構長城、佛塔、橋梁、家具等。
且人們在生活中模仿和利用自然界中的一些結構：如鋸子、潛艇等
那么設計結構的時候我們應該要考慮什么？怎樣保證建筑物堅固穩定？
任務三：我們以椅子為例分析：1、椅子由哪些部分組成？
2、這些部分的存在時為了滿足什么目的或功能？
學生小組討論分析：椅子由椅面、椅腿、椅背、橫檔組成，椅面承受人的重力；椅腿承受人和椅的重力；椅背承受人向后的壓力；橫檔保持椅子結構不變形。
在工程中，將組成各類結構的部件和零件稱為構件。
在工程設計中，結構必須要能夠承受其功能對應的外力。
從力學的角度看，結構時指可承受一定力的物體形態，結構可以 抵抗能引起形狀和大小改變的力。
那么結構在承受外力時，結構或構件的形狀有明顯的變化嗎？又都有些什么樣的形變呢？
任務四：學生活動：取學生身邊的物品來對這些物品進行受力試驗。（書桌、直尺、三角板、橡皮、橡皮筋、橡皮泥、紙張、書包、書、筆、毛巾等
結論：常見的結構受到外力后的形變有：拉伸變形、擠壓變形、扭曲變形、彎曲變形
還有一種我們不常提到的，但生活中應用也比較多的變形形式：剪紙、剪花草等
結構分類：根據結構在承受外力時承受和傳遞力的方式的差別，一般可將結構分成了3種基本類型
實體結構：鉛球、墻面、實心球等；
框架結構：窗、房、書架等；
殼體結構：雞蛋、籃球、頭盔等
這些結構是如何來承受力的？
任務五：學生實踐：
疊一堆書 （1）向下壓（2）橫向推
結論：實體結構用自身承受荷載，主要承受壓力。
三角板（椅子）：（1）橫向拉 （2）向中間擠壓
結論：框架結構既能承受拉力，也能承受壓力
用兩疊書做橋墩 （1）平放一張紙，在其上放有一定重力的物品 （2）拱起來這張紙，再次放上同一物品（N: 這里的紙張最好用有一定硬度的A4紙，太軟的紙效果不佳）
結論: 殼體結構用殼形來承受和傳遞力，特別是殼形頂部受到壓力時，它能將力均勻擴散。
結合生活，提醒學生們在進入工地或騎車時一定要帶上安全帽，這是技術在我們生活中最簡單和實用的應用，珍愛生命。
課堂小結：
一、結構的定義
二、結構與力、構件的形變
三、結構的分類及受力特征：實體結構（自身承受壓力）、
框架結構（既能承受壓力，也能承受拉力）、
殼體結構（頂端將力均勻擴散）

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