資源簡介

簡單結構的設計案例
授課教師 臺州臨海六中 黎偉
教學目標：
知識目標：能以紙為材料進行簡單結構的設計，并繪制草圖，并對方案進行預算；
技能目標：了解紙材料制作的方法，并能對設計結構的進行制作；
情感目標：體驗結構設計的樂趣，發現結構設計所帶來的巨大力量。
教學重點：
以紙為材料，以承重為目標，進行結構設計；
通過課堂內小組試驗探究，總結規律并進行拓展，提高學生對承重結構的認識。
教學難點：
能對設計的結構所用材料進行合理預算，并評估方案的可行性。
構思出符合設計要求的方案
教學方法：任務驅動、小組探究、合作學習。
教學環節 實施內容 設計意圖
課堂引入 教師活動：幻燈片展示精彩結構設計圖片，并對結構的特色之處加以介紹。教師總結：卓越結構是設計者的追求。在結構的設計中要綜合考慮多種因素，而不同的產品設計，考慮的側重點會有所不同。 用精彩設計案例激發學生興趣，引入課題
設計項目介紹 教師提問1：今天我們的設計項目，所用的材料是一張紙。一張紙能做什么呢？學生活動：回答問題（做草稿紙、畫畫、折一個紙飛機……）教師提問2：一張紙能承受多大的重量呢？能頂起1kg的重物嗎，甚至10kg、20kg更重的物體呢？學生回答：……教師活動：演示試驗“一張紙的力量”教師活動：幻燈片展示設計項目，并作簡單介紹。 項目名稱：能承重的紙方盒 材料：8K鉛畫紙一張，502膠水一瓶（5ml） 尺寸：10 X10 X 5cm，上端不封口 目標：較好的承重性能，內部結構簡潔、對稱、美觀 通過教師提問和演示試驗，形成強烈認知沖突：一張紙也能表現出不可思議的力量。從而激發學生的求知欲和想象力，為后面的設計項目做準備。
設計分析 教師活動：指導學生思考，設計該結構，需要解決哪些問題。學生回答：……教師總結：要解決的問題如同學們所說有很多，綜合起來，有三個主要問題需要我們仔細分析：A：盒子的外殼如何制作，所用材料多少；B：盒子內部的填充部分，采用什么樣的造型及結構；C：如何對設計的方案進行材料預算。 設計分析這個環節是本節課的重點。先引導學生明確設計過程中需要重點解決的問題，并一一分析解決。
教師活動：指導學生先解決第一個問題，外殼所用材料需要多少？學生回答：……（20x20cm尺寸的紙材）教師活動：指導學生用鉛筆在白紙上將外殼所需材料尺寸直接畫出來，并且把裁剪的地方劃為實線，把折疊的地方劃為虛線。學生活動：將外殼所用的材料大小，及裁剪和折疊地方在白紙上畫出來。 第一個問題：采用教師提問，學生回答的方式，引導學生分析并得出結果。
教師活動：指導學生解決第二個問題：采用什么結構或結構的組合來填充盒子內部的空間。教師提問1：哪種形狀的承重效果好？學生活動：回答問題（如三角形、六邊形、圓形……）教師提問2：為什么要采用這種形狀呢？你經過試驗驗證了嗎？你的判斷是來源于經驗還是試驗？學生活動：小組進行不同結構紙張承重性能的對比試驗，并將試驗結果匯報交流。教師活動：對學生的試驗結果加以點評：剛才的試驗，大家完成得非常好，幾乎都得到了一致的結論。需要注意的是，這個結論僅對這種紙材成立，其他材料是否也是這個結果，需要試驗的檢驗。甚至是性質不同的紙，得到的試驗結果也有可能不一樣。教師活動：對試驗的結果加以深化擴展：我們剛才所得出的結論，僅僅是單一的造型，相同的造型可以是單個使用，也可以是多個組合使用；既可以是獨立的，也可以是粘連的；不同的形狀還可以相互嵌入，比如圓形中可以嵌入方形，三角形里也可以嵌入圓形等等。這些都是我們在構思填充結構時，值得去思考的問題。 第二個問題是難點，主要利用小組合作進行試驗探究，從而突破難點。
教師活動：指導學生對設計方案進行材料預算方面的可行性分析。教師提問：引導學生回答，如何對設計方案中所使用的材料用量進行預算呢？學生活動：回答問題（可通過對面積的計算來進行預算等）教師活動：指導學生尋找相對簡易的預算方法 第三個問題：通過教師引導學生思考，層層深入，逐步完成設計分析。
學生設計 教師活動：指導學生以小組為單位構思方案，由組長將組內方案提交全班交流，主要是陳述本組設計方案的思路及特點。學生活動：小組合作，構思方案。學生活動：組長對小組方案的介紹和陳述教師活動：點評各組方案，肯定其優點與特色，指出其不足之處。 通過學生的設計活動，并交流，實現思維碰撞，拓展學生的設計思路和設計靈感，從而提升學生的設計水平。
小結 教師活動：對這節課設計作一個總結，并介紹下節課的內容：1、對設計的方案進行作品的制作；2、對作品進行承重力測試，并對方案進行評價。3、介紹測試等級入門級 承重10kg 15瓶子礦泉水的重量高手級 承重20kg 一桶純凈水的重量專家級 承重50kg 普通學生體重大師級 承重80kg 極限測試 通過對設計實踐活動的布置，讓學生明確制作任務；通過評價等級的設立，激發學生的制作熱情。
附件：
教學設計說明：
1、本節課作為一節設計的案例課，課前必須對班級劃分小組，每個小組安排一名組長，負責本組的試驗探究、合作學習的工作，并在課堂內組織小組成員陳述本組意見。
2、在教學組織中，采用了任務驅動、分組探究、小組合作學習等教學方法。任務驅動體現在，這節課安排始終圍繞一個設計任務“能承重的紙方盒”來展開教學；對課堂內的重難點問題“哪種結構承重效果好”，采用分組試驗探究的方法；在學生自主設計這一教學環節，為了突出集體的創意，采用小組合作學習的方法，共同討論，一起構思方案，討論設計的方案則作為小組共同的成果。
3、課堂最重要的任務在于設計分析，而設計分析中的最難點在于“哪種結構承重效果較好”這一問題，我們設計了小組合作試驗的方式加以突破，并在試驗的基礎上，加以拓展分析，打開學生設計的思路，利于學生設計出承重效果理想的結構造型。
4、本節課中的“承重的紙方盒”這一設計項目，由作者本人原創，最早在臺州通用技術論壇向同行作過介紹。這個活動項目的特點在于：（1）材料容易找到，實施起來方便；（2）制作結果會給學生以強烈的認知沖突，從而提高學生的興趣。
5、下一節課的制作和測試活動，是學生設計的延續，也是對學生設計的一種評價。測試的成績采用等級方法這種評價，能調動學生的制作熱情，它比單純的老師用“很好”“不錯”等相對模糊的詞語評價更能激勵學生。
承重紙盒子作品 承重能力測試

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