資源簡介

《通用技術》必修一（蘇教版）教案
課 題 結構及其設計-常見結構的認識 課 型 班課 課 時 1
學習目標 知識與技能 學生能夠準確理解“結構”的概念，并識別不同事物中的結構。 學生能夠掌握結構的基本分類，包括實體結構、框架結構和殼體結構，并能舉例說明。 學生能夠分析結構的受力情況，理解受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉五種基本受力形式。 學生能夠設計簡單的結構模型，如使用木條等材料制作能動的結構，并分析其優缺點。 能力目標 引導學生通過實踐探究，感知結構的豐富性和重要性，激發學習興趣和求知欲。 通過案例分析和技術試驗（如殼體結構的受力分析），培養學生觀察、分析和解決問題的能力。 培養學生進行小組合作，通過討論、交流和協作完成結構模型的設計、制作和評估。 情感目標 培養學生的探索精神和創新意識，鼓勵學生敢于嘗試、勇于探索。 激發學生對技術與工程的興趣，認識到結構與功能的重要性及其在生產和生活中的應用。 培養學生的安全意識和環保意識，在設計和制作過程中注意材料的選擇和使用，減少浪費和污染。 學科素養： 培養學生的技術素養，包括技術理解、技術實踐和技術創新等方面的能力。 提升學生的科學素養，通過結構的學習，理解科學原理在技術領域的應用。 培養學生的工程素養，包括系統思維、優化設計和團隊協作等方面的能力。
學習重難點 任務一：感知豐富的結構 重點： 理解結構的概念，即事物各個組成部分之間的有序搭配和排列。 感知結構的普遍性及其在不同事物中的多樣性。 體驗和感受結構的豐富性和魅力，通過實際操作（如讓木條“動”起來）來加深理解。 難點： 抽象理解結構的概念，特別是將結構的概念應用于不同領域（如自然界、技術領域、社會領域）。 分析并理解結構是如何決定事物存在性質的。 任務二：認識結構的受力 重點： 從力學角度理解結構是可承受一定力的架構形態。 掌握結構構件的五種基本受力與變形形式（受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉）。 明白測試結構或構件能承受的力的方法和設備。 難點： 理解并區分不同受力與變形形式的特點和區別。 分析和判斷在力作用下構件能否安全、可靠地工作。 任務三：辨析結構的類型 重點： 掌握實體結構、框架結構和殼體結構等基本類型的概念和特點。 通過技術試驗（如殼體結構的受力分析）體驗和理解結構的形狀對其強度的影響。 辨識生產和生活中物體結構的組合類型。 難點： 準確理解和區分不同的結構類型及其特征。 結合技術試驗，分析結構類型選擇的合理性及其對物體強度和功能的影響。 識別并解釋組合結構（如埃菲爾鐵塔和注塑成型椅子）中不同結構類型的作用。
教學方法 一、感知豐富的結構（任務一） 1. 情境導入法 引用《武經總要·攻城法》中的云梯描述，引發學生對古代結構設計的興趣。 提問學生：“如果你是設計師，你會如何設計一種可以活動的結構來實現‘起飛梯于云梯之上’的功能？” 2. 動手實踐法 準備木條和螺栓螺母等材料，指導學生按照圖1—2甲和圖1—2乙的方案組裝結構，體驗結構的活動性和多樣性。 鼓勵學生在實踐中探索，比如改變木條的長度、連接點位置等，觀察結構的變化，加深對結構豐富性的理解。 3. 小組討論法 組織學生討論方案1和方案2的優缺點，分享在實際生活中可能的應用場景。 引導學生思考并分享更多神奇的結構例子，擴展知識視野。 二、認識結構的受力（任務二） 1. 直觀展示法 使用圖1—9等示意圖，直觀展示受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉五種基本受力變形形式。 利用生活中的實例（如建筑中的橫梁、柱子等）來解釋不同受力形式在結構中的應用。 2. 案例分析法 分析一些典型的結構設計案例（如橋梁、建筑等），讓學生理解結構如何承受和傳遞力，以及結構設計中的力學原理。 3. 實驗探究法 如有條件，可以進行一些簡單的力學實驗，如使用拉壓測試儀測試材料的強度，讓學生直觀感受力的作用。 三、辨析結構的類型（任務三） 1. 圖形對比法 使用圖1—16、圖1—17和圖1—18等圖片，對比實體結構、框架結構和殼體結構的特點和差異。 指導學生觀察并總結每種結構類型的特征和應用場景。 2. 技術試驗法 進行“殼體結構的受力分析”技術試驗，讓學生親自動手操作，探究殼體結構的強度特性。 引導學生根據試驗結果，分析為什么某些建筑和工業用貯液罐會采用殼體結構。 3. 綜合性教學法 通過對不同結構類型的綜合講解和實驗探究，培養學生的綜合分析能力和實踐操作能力。 引導學生將所學知識應用到實際生活中，如觀察周圍事物的結構類型，思考其設計原因和優化方案。
課前準備 課前準備 一、材料準備 任務一感知豐富的結構 材料：8根規格為200mm×15mm×15mm的松木條（中間和兩端鉆好孔）、M8×35mm的螺栓及配套的元寶螺母若干。 工具：螺絲刀、羊角錘、圖紙（展示方案1和方案2的組裝圖）。 任務二認識結構的受力 材料：演示模型（可以是木制或塑料結構模型，展示不同受力形式的實例，如受拉、受壓、受剪切等）。 工具：演示設備（如有條件，準備拉壓測試儀、扭矩測試儀、螺釘扭斷力測試機等小型設備）。 任務三辨析結構的類型 材料：雞蛋、大小合適的瓶蓋6個、砝碼若干、防護眼鏡若干、雞蛋強度測試架1個（如有條件，準備壓力測試儀）。 實體結構示例：實心墻模型或照片。 框架結構示例：鐵架塔模型或照片。 殼體結構示例：摩托車頭盔或飛機外殼模型或照片。 二、環境準備 確保教室寬敞，便于學生活動，特別是技術體驗環節。 擺放試驗設備，確保設備擺放穩固，便于學生操作。 準備投影設備或白板，用于展示圖片、模型或演示文稿。 三、內容準備 背景知識 準備與結構相關的基本概念和術語，如“結構”、“構件”、“受力形式”等。 收集自然界和技術領域中具有典型結構特點的物體圖片或案例，用于課堂展示和討論。 情境引入 準備關于《武經總要·攻城法》中云梯結構的描述，以及中國古代其他與結構相關的發明和創新故事。 搜集國家大劇院等現代建筑的照片和介紹，作為殼體結構案例的引入。 技術體驗指導 編寫詳細的技術體驗活動指導手冊，包括操作步驟、安全提示和討論問題。 設計討論引導問題，幫助學生深入思考結構的多樣性和重要性。 技術試驗準備 設計試驗記錄表格，用于記錄試驗過程中的數據和觀察結果。 準備試驗過程中的安全提示和注意事項，確保試驗過程安全進行。 四、教學流程設計 設計清晰的教學流程，包括情境引入、技術體驗、討論分析、總結歸納等環節。 確定每個環節的時間分配和預期目標，確保課堂教學高效有序進行。 五、評估與反饋 設計評估問題或練習，用于檢測學生對結構認識的掌握程度。 準備課后反饋渠道，收集學生對教學活動的意見和建議，以便不斷改進教學方法和內容。
教學媒體 教學媒體準備 針對“常見結構的認識”的教學任務，我們可以準備以下教學媒體來輔助教學： 任務一：感知豐富的結構 實物模型：準備木條、螺栓和螺母等實物材料，以便學生親手操作，感受木條如何“動”起來，體驗結構的豐富性和魅力。 圖片或視頻資料： 展示古代云梯的結構設計圖片，讓學生更直觀地理解古人如何通過結構設計實現“起飛梯于云梯之上”的功能。 收集自然界中不同結構的圖片，如蜂巢、蜘蛛網、大樹等，展示給學生，幫助他們認識到結構的普遍性和多樣性。 展示技術領域中的各種產品，如橋梁、建筑、機械、車輛等，強調結構的多樣性和重要性。 互動軟件或平臺：使用交互式的動畫或模擬軟件，讓學生觀察不同結構在受力時的變形和變化，增強對結構特性的理解。 任務二：認識結構的受力 示意圖或模型：準備展示結構受力分析的示意圖或模型，如拉壓測試儀、扭矩測試儀等設備的工作原理圖，幫助學生理解結構受力分析的原理和方法。 動畫演示：使用動畫軟件制作演示構件受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉等變形過程的動畫，讓學生更直觀地理解這些基本受力形式。 實驗設備：如果有條件，可以準備拉壓測試儀、扭矩測試儀等實驗設備，讓學生在教師指導下進行實際操作，加深對結構受力分析的認識。 任務三：辨析結構的類型 圖片或視頻資料：準備展示不同結構類型（實體結構、框架結構、殼體結構）的圖片或視頻資料，如建筑、橋梁、機械、產品等，讓學生觀察并識別它們的結構類型。 模型或實物：準備不同結構類型的模型或實物，如實心墻、鐵架塔、頭盔等，讓學生親手觸摸和觀察，感受不同結構類型的特點。 案例分析：通過實際案例，如埃菲爾鐵塔、注塑成型的椅子等，分析它們是由哪些基本結構類型組合而成的，幫助學生理解結構類型的組合和變化。 互動軟件或平臺：使用交互式的軟件或平臺，讓學生參與結構類型的分類游戲或挑戰，通過互動學習加深對結構類型的理解和記憶。 通過這些教學媒體的準備和使用，可以幫助學生更直觀、深入地理解和掌握“常見結構的認識”這一教學內容。
教學過程
教學環節 教師活動設計 學生活動設計 設計意圖
活動一： 創設情境 生成問題 展示《武經總要·攻城法》中關于云梯的描述，并提問：“古人是如何設計云梯以使其‘起飛’在城墻上的呢？這里體現了什么樣的結構原理？” 引導學生思考結構在日常生活和自然界中的普遍存在，并舉例說明。 仔細聽老師講解云梯的描述，思考其結構特點和工作原理。 回憶并列舉生活中和自然界中觀察到的結構實例。 通過歷史文獻的引入，激發學生對結構的好奇心和探究欲，同時引導學生認識到結構在生活和自然界中的普遍性和重要性。
活動二： 調動思維 探究新知 展示木條和螺栓等材料，指導學生進行木條結構的組裝活動，包括方案1和方案2。 提問學生比較和分析兩種結構的優缺點，并鼓勵他們聯系實際應用舉例。 根據教師的指導，進行木條結構的組裝活動，體驗結構的動態變化。 小組討論兩種結構的優缺點，并嘗試將其與實際生活中的應用聯系起來。 通過實際操作，讓學生親身體驗結構的多樣性和變化性，同時培養他們的觀察能力、分析能力以及應用思維。
活動三： 調動思維 探究新知 講解結構受力的基本概念和五種基本受力形式，并通過實例進行說明。 引導學生分析云梯和雞蛋殼的結構受力情況，理解不同結構類型的特點和應用。 組織學生進行殼體結構的受力分析實驗，并引導他們總結實驗結果。 認真聽講，理解結構受力的基本概念和五種基本受力形式。 思考并討論云梯和雞蛋殼的結構受力情況，分析它們的結構類型和特點。 分組進行實驗，記錄實驗數據，并總結實驗結果。 通過理論講解和實驗探究，讓學生深入理解結構受力的原理和不同類型結構的特點，培養他們的實踐能力和分析思維。
活動四： 鞏固練習 素質提升 給出一些常見的結構實例，讓學生分析其結構類型和受力情況。 組織學生進行小組討論，分享對結構合理性的理解和看法。 布置課后作業，要求學生觀察并分析生活中的結構實例，撰寫分析報告。 分析教師給出的結構實例，識別其結構類型和受力情況。 小組討論并分享對結構合理性的理解和看法，提高溝通能力。 完成課后作業，觀察并分析生活中的結構實例，撰寫分析報告，提高觀察和分析能力。 通過鞏固練習和小組討論，加深學生對結構類型和受力情況的理解，培養他們的團隊合作和自主學習能力。通過撰寫分析報告，提升學生的實踐應用能力和綜合素質。
課堂小結 作業布置 課堂小結 本節課我們深入探討了“常見結構的認識”這一主題，通過三個任務的學習，同學們對結構有了更深刻的理解。 在任務一“感知豐富的結構”中，我們通過技術體驗活動“讓木條‘動’起來”，直觀感受了結構的豐富性和多樣性，明白了結構普遍存在于不同事物中，并影響著事物的性質和功能。同時，我們還認識到了結構在自然、技術和社會領域的廣泛應用，意識到合理的結構對事物的重要性。 在任務二“認識結構的受力”中，我們學習了結構從力學角度的定義，理解了構件受力與變形的基本形式，如受拉、受壓、受剪切、受彎曲和受扭轉。通過了解這些基本概念，我們能夠為后續的結構設計和分析打下基礎。 在任務三“辨析結構的類型”中，我們通過技術試驗體驗了殼體結構的強度，并進一步認識了實體結構、框架結構和殼體結構這三種基本結構類型。我們了解到，不同的結構類型有著不同的特點和應用場景，它們在實際生產和生活中發揮著重要作用。 通過本節課的學習，同學們不僅掌握了結構的基本知識，還培養了觀察、分析和解決問題的能力，為后續的學習打下了堅實的基礎。 作業布置 知識鞏固題： 列舉至少三個你在日常生活中觀察到的具有不同結構類型的物體，并描述它們的結構類型及其特點。 分析你家中某一件家具的結構設計，討論它為什么要采用這種結構設計。 探究拓展題： 設計一個簡單的實體結構、框架結構和殼體結構模型，并用文字描述你的設計思路和預期效果。 收集資料，了解并分析一種具有創新結構設計的產品（如橋梁、建筑、車輛等），撰寫一篇報告，包括產品的結構設計特點、優勢及在實際應用中的表現。 實踐操作題（有條件的同學可選擇完成）： 使用提供的材料（或自選材料），制作一個具有特定功能的結構模型（如簡易橋梁、小型建筑等），并展示其穩定性和承重能力。 利用日常生活中的材料，設計一個能夠抵抗外力作用的結構裝置（如簡易防護罩、簡易支架等），并說明其設計原理和預期效果。
板書設計 一、常見結構的認識 任務一：感知豐富的結構 結構定義：事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。 普遍存在性：不同事物有不同結構。 技術體驗：讓木條“動”起來 體驗目的：感受結構的豐富性和魅力。 情境：《武經總要·攻城法》中的云梯結構。 活動準備：木條、螺栓、工具等。 過程：方案1、方案2的組裝與比較。 討論：兩種結構的優缺點、實際應用、古人設計結構的啟示。 任務二：認識結構的受力 力學角度：結構抵抗引起形狀和大小改變的力。 構件與結構：復雜的結構由多個構件組成。 受力分析：了解構件所受的各種力，評估承載能力。 受力形式：受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉。 測試設備：拉壓測試儀、扭矩測試儀、螺釘扭斷力測試機等。 任務三：辨析結構的類型 結構類型：實體結構、框架結構、殼體結構。 技術試驗：殼體結構（雞蛋）的強度試驗。 試驗目的：體驗殼體結構的強度，研究形狀對強度的影響。 情境：中國國家大劇院外部殼體結構。 試驗準備：雞蛋、瓶蓋、砝碼、防護眼鏡、測試架。 試驗過程：記錄雞蛋承受的最大砝碼質量，分析原因。 實體結構：實心墻、大壩等。 框架結構：鐵架塔、建筑用腳手架、廠房框架。 殼體結構：摩托車頭盔、飛機外殼、部分組合結構（如埃菲爾鐵塔、注塑椅子）。 課后延伸 思考結構在自然界和人類社會中的重要作用。 探索更多神奇的結構及其設計原理和應用。 嘗試設計一個具有特殊功能的結構，并解釋其設計思路。
教學反思 本次教學《常見結構的認識》課程內容涵蓋了對結構的基本理解、結構的受力分析以及結構的類型辨析，通過實踐體驗、技術試驗和案例分析等多種方式，引導學生深入了解結構的特性和重要性。以下是對本次教學的反思： 教學目標達成度 學生能夠通過實際活動體驗感受到結構的豐富性和其在實際應用中的魅力，達到了感知豐富結構的教學目標。 通過受力分析和技術試驗，學生對結構受力有了更深入的理解，認識到結構設計中受力分析的重要性。 辨析結構的類型時，學生能夠根據給出的例子正確區分實體結構、框架結構和殼體結構，并理解它們的特點和應用場景。 教學內容設計 內容設計合理，從感知結構到受力分析再到類型辨析，逐層遞進，符合學生的認知規律。 技術體驗和試驗環節能夠激發學生的學習興趣，讓他們在實踐中學習和理解知識。 引入古代和現代案例，使學生能夠在歷史和現實的角度理解結構的價值，增強學習的實用性。 教學方法和手段 采用問題驅動的教學方法，通過提出問題、分析問題、解決問題的過程，引導學生自主學習和思考。 多媒體和實物展示相結合，使學生能夠直觀地理解和感受結構的特點和受力情況。 通過小組討論和分享，增強學生的團隊協作能力和口頭表達能力。 學生參與度 學生參與度高，能夠積極參與技術體驗和試驗活動，表現出對結構知識的濃厚興趣。 學生在討論和分享環節中積極發言，展示了他們的思考成果和學習能力。 改進建議 可以進一步增加實踐環節，讓學生在動手操作中更深入地理解和掌握知識。 在受力分析和結構類型辨析時，可以引入更多實際案例，使學生能夠更好地理解結構的應用和設計原則。 引導學生關注結構的安全性和可靠性，培養他們的工程素養和安全意識。 綜上所述，本次《常見結構的認識》教學在目標達成、內容設計、教學方法和手段以及學生參與度等方面都取得了良好的效果。通過本次教學，學生對結構有了更深入的認識和理解，為后續的學習打下了堅實的基礎。

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