資源簡介

結(jié)構(gòu)與設(shè)計——探究結(jié)構(gòu)
學習 目標 知識與技能：了解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度的含義，理解應力、內(nèi)力的含義與關(guān)系，了解連接方式對結(jié)構(gòu)的影響；學會使用應力與強度的關(guān)系，結(jié)構(gòu)的連接與結(jié)構(gòu)的強度、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的關(guān)系來設(shè)計結(jié)構(gòu)。過程與方法：通過設(shè)計一個支架探究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；通過分析紙結(jié)構(gòu)，探究影響結(jié)構(gòu)的強度的因素， 讓學生在完成設(shè)計和制作結(jié)構(gòu)的過程中應用結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識。情感、態(tài)度、價值觀：養(yǎng)成動手實踐的習慣，培養(yǎng)科學的實踐操作，培養(yǎng)學生的技術(shù)素養(yǎng)。
學習重難點 重點：結(jié)構(gòu)設(shè)計應考慮的主要因素 難點：結(jié)構(gòu)設(shè)計
器材 ppt課件、教材、多媒體教室、每組同學一些鐵絲，少量蘿卜，牙簽細繩，鋼絲鉗，小刀
教學 環(huán)節(jié) 教師活動 學生 活動 設(shè)計意圖
激趣導入（2.30’） 播放《穩(wěn)定的雞頭》（1分40秒）。視頻中的攝像師利用仿生學巧妙地解決了攝像機在運動中的穩(wěn)定性難題。提出概念：結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力叫做穩(wěn)定性。什么樣的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的呢？什么樣的結(jié)構(gòu)是牢固的，今天讓我們一起來探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素。快速瀏覽教材。 跟著老師進入情景了解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的3個因素 設(shè)置情景，讓學生進入設(shè)定環(huán)境，從感官上進入本堂課。快速瀏覽教材對本節(jié)課的知識點有個大概的認識。
探究新知（15’） 一、探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素分析探討：根據(jù)生活經(jīng)驗和物理知識，分小組探討影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素可能有哪些？ 探究實驗： 用牙簽 、蘿卜塊搭建結(jié)構(gòu)對分析探討的結(jié)論進行驗證。 請3個小組的同學交流展示。 1.結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。2.比較兩個底面積不同的結(jié)構(gòu)；學生可能會說結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與接觸面積有關(guān)。進一步試驗，讓每位學生把通用技術(shù)教材書立起來，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性其實是與支撐面有關(guān)。展示z字形屏風，是一樣的原理。 分析兩個重心位置不同的設(shè)計，比較他們的穩(wěn)定性，引導學生理解重心位置影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。讓學生分析比薩斜塔，為什么比薩斜塔不倒？進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，盡可能使其重力集中在底部，降低重心，并使重心垂線落在支撐面內(nèi)。 探究結(jié)論：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素脈絡(luò)圖。 分小組設(shè)計結(jié)構(gòu) 搭建牙簽結(jié)構(gòu)，通過分析總結(jié)幾個小組的作品的成敗之處，探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素 先頭腦風暴進行探討影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素可能有哪些，然后進行實驗探究，加深認識，養(yǎng)成使用科學的實驗方法的習慣。 用牙簽構(gòu)建結(jié)構(gòu)體會與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)的因素。
二、探究影響結(jié)構(gòu)強度的因素分析探討：根據(jù)生活經(jīng)驗和物理知識，分小組探討影響強度的因素可能有哪些？ 探究實驗：分別驗證一張A4紙和一張薄木板承受一個砝碼的重量的情況。 結(jié)構(gòu)具有抵抗外力破壞的能力叫做強度。 結(jié)論：材料影響結(jié)構(gòu)的強度。 應用：在滿足費用要求的前提下，盡量選擇強度大的材料。 提問：木板一定比A4紙的強度大嗎？ 科學實驗室：視頻《是真的嗎》。 結(jié)論：結(jié)構(gòu)的強度與材料形狀有關(guān) 應用：A4紙可以折疊成瓦楞狀、卷成管狀從而增強強度。 探究實驗： 學生探究驗證A4紙和多次對折后承受拉力的大小變化。學生閱讀教材p14設(shè)計與實踐的內(nèi)容尋求答案。 在內(nèi)力不變的情況下，構(gòu)件的橫截面積越大，應力越小，越牢固。 回答：木板 答：材料本身 看視頻回答問題，材料的形狀也影響結(jié)構(gòu)的強度，柱狀的比較能承重。 先頭腦風暴進行探討影響結(jié)構(gòu)強度的因素可能有哪些，然后進行實驗探究，加深認識，養(yǎng)成使用科學的實驗方法的習慣。 用牙簽構(gòu)建結(jié)構(gòu)體會與結(jié)構(gòu)的強度有關(guān)的因素。
三、探究結(jié)構(gòu)的連接方式探究實驗： A4紙貼上膠帶承重情況的變化，這是為什么呢？ 結(jié)構(gòu)的連接方式也影響著結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。 圖片展示連接的方式。 請兩位同學來說說鉸連接和剛連接在生活中的應用有哪些？ 連接方式影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固 實驗演示結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與結(jié)構(gòu)的連接方式也有很大關(guān)系。
實踐創(chuàng)新12’ 活動背景：清洗完杯子以后總會有多余的水留在杯子里而且容易掉進臟東西，把水杯倒放又會讓杯沿與桌面接觸很不衛(wèi)生。 他山之石：“Bevel Cup”獲得了素有設(shè)計界“奧斯卡”美稱的德國紅點設(shè)計大獎。 雖然這個設(shè)計很巧妙，但是對材料、工藝要求非常高，市面上的很多仿品并不能保持穩(wěn)定，對我們來講，還是設(shè)計一個杯架比較簡單。 設(shè)計制作： 材料：木條、鐵絲、連接繩 工具：鋼絲鉗、小刀、度量工具 任務：根據(jù)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的因素，設(shè)計制作一個水杯支架。（8分鐘） 要求：穩(wěn)定、簡潔、美觀，倡導原創(chuàng)展示交流：選2個作品，說設(shè)計思想，小組互評。 分小組進行設(shè)計，培養(yǎng)團隊精神，并開展設(shè)計制作 實踐創(chuàng)新設(shè)計活動，讓學生體會設(shè)計的思路，要用盡可能簡單的設(shè)計實現(xiàn)需求；要求設(shè)計圖紙，讓學生養(yǎng)成良好的作圖習慣；讓學生根據(jù)自己的情況設(shè)計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，體會實用新型創(chuàng)意設(shè)計的過程。從而提升學生的技術(shù)素養(yǎng)。
拓展延伸 1’ 展示知識脈絡(luò)圖，拓展紙牌建筑師 通過總結(jié)提升，拓寬學生視野。

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