資源簡介

●教學(xué)案例
《結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(蘇教版)
海南華僑中學(xué) 王小勇
設(shè)計背景：
通用技術(shù)課是普通高中新設(shè)置的一門課程，它既與九年義務(wù)教育階段的勞動與技術(shù)教育相銜接，又是對高中勞動技術(shù)課的改革創(chuàng)新與發(fā)展。在新課程的教學(xué)中，教學(xué)應(yīng)是教與學(xué)的交往、互動,是師生雙方的相互交流、相互溝通、相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充。在這個過程中，教師與學(xué)生分享彼此的思考、經(jīng)驗和知識,交流彼此的情感、體驗與觀念,豐富教學(xué)內(nèi)容,求得新的發(fā)現(xiàn),從而達(dá)到共識、共享、共進(jìn),實現(xiàn)教學(xué)相長和共同發(fā)展。我們必須開好這門國家規(guī)定的普通高中的必修課程。
教學(xué)分析：
1.內(nèi)容分析：
結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度這一小節(jié)的內(nèi)容有：
a.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度（以現(xiàn)象為例）。
b.影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素。
強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的形狀、結(jié)構(gòu)的材料與連接
結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度這一小節(jié)是結(jié)構(gòu)與設(shè)計的重點(diǎn)章節(jié)。教師必須運(yùn)用各種教學(xué)手段，使學(xué)生理解和掌握結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。并通過馬上行動、案例分析和小實驗等活動形式，加深對結(jié)構(gòu)設(shè)計的認(rèn)識，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。
建議：本課內(nèi)容較多，教師應(yīng)抓住重點(diǎn)，不宜平均施力，有些內(nèi)容點(diǎn)到為止，多讓學(xué)生動手實踐。
2.對象分析
●教師
教師在新課程的實施中，會碰到書本上沒有的新問題,同時也沒有多少由前人積累下來的經(jīng)驗可借鑒和參照。因此，教師要從過分偏重知識技能傳授走向關(guān)注設(shè)計創(chuàng)新；要從過分偏重技能訓(xùn)練走向?qū)W習(xí)技術(shù)思想方法；要從過分偏重作品結(jié)果走向關(guān)注參與過程；要從單一教學(xué)方式走向多樣化教學(xué)的方式，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的角色中走出來，成為教學(xué)的引領(lǐng)者，成為學(xué)生的合作者，成為教學(xué)的研究者，保證新課程得到創(chuàng)造性地實施。
●學(xué)生
學(xué)生在新課程的實施中，會表現(xiàn)極大的興趣，充滿熱情和好奇。激情過后，容易出現(xiàn)兩極分化現(xiàn)象。表現(xiàn)為有人忙得很、有人閑得無事,老師要特別注意調(diào)動每個學(xué)生的積極性,提高參與程度,發(fā)揮每個人的特長,培養(yǎng)他們?nèi)穗H交際和溝通能力,形成協(xié)作、分享和共進(jìn)的精神。
教學(xué)目標(biāo)：
1.知識目標(biāo)：能通過技術(shù)試驗分析影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的因素，并寫出試驗報告或總結(jié)。
2.行為目標(biāo)：開闊學(xué)生視野，為學(xué)生樹立任何事物都存在結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)。
3.情感目標(biāo)：創(chuàng)新和改進(jìn)事物的結(jié)構(gòu)，使其更能為百姓服務(wù)，體現(xiàn)人文關(guān)懷。
4.能力目標(biāo)：能對事物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并動手改造和革新事物的結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)提出合理化的設(shè)計。
教學(xué)重點(diǎn)：
使學(xué)生理解和掌握結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)：
1．知識難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)的材料與連接是影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的重要因素之一。
2．技術(shù)難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度小試驗。
所需時間：1課時 本課內(nèi)容較多，建議以幻燈片顯示教學(xué)內(nèi)容，提高效率，擴(kuò)充知識容量；節(jié)省的時間讓學(xué)生參與小試驗，以提高他們的科學(xué)分析和動手實踐能力。
預(yù)備器材：卡片紙、直尺、剪刀、膠水和重物等（每個學(xué)生每人1套）。
過程設(shè)計：
1．從一把搖晃的椅子開始，引入《結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度》的課題。
2．出示幻燈片1：影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素
3．出示案例分析幻燈片2：強(qiáng)度
4．出示幻燈片3：三角形框架（結(jié)實、穩(wěn)定、用材料最少）
5．出示幻燈片4：鉆石的結(jié)構(gòu)（難以置信的強(qiáng)度）
6．出示各種梁、框架實物和幻燈片5：
工字形 十字形 長方形 L形 圓形 U形
7．小試驗：
要求：
（1）分組：分6個小組進(jìn)行（2個三角形組、2個圓形組、2個正方形組）。
（2）場地：以大教室為好。
（3）器材：卡片紙、直尺、剪刀、膠水和重物等（每個學(xué)生每人1套）。
（4）安全：強(qiáng)調(diào)工具的安全使用。
試驗?zāi)康?
通過動手制作不同截面形狀的構(gòu)件做懸梁并完成其強(qiáng)度的測試，使學(xué)生理解和掌握結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀等因素有著密切的關(guān)系；試驗是推進(jìn)技術(shù)不斷進(jìn)步的重要方式。
試驗準(zhǔn)備:
每個學(xué)生每人1套卡片紙、直尺、剪刀、膠水和重物等。
試驗過程:
1.每兩組分別制作三角形、圓形和正方形的紙筒。每個小組推薦1名代表上臺做懸掛重物測試。
2.分別將不同形狀的紙筒的一端固定在桌子上,類似于跳水運(yùn)動員起跳的跳板,形成懸梁結(jié)構(gòu)。
3.分別在不同形狀的紙筒的另一端掛重物。
試驗總結(jié)和評價:
1.需要比較得出哪種形狀的紙筒可以承受更大的力,在進(jìn)行試驗時需要注意些什么
2.哪一種截面形狀的懸梁承受的重力大 為什么
3.設(shè)想用截面為凹槽形狀的桿件做懸梁,凹槽側(cè)向放置與向上放置所承受的重力是否不同 如果有條件,可以進(jìn)行試驗。
4.對學(xué)生個人和小組試驗情況進(jìn)行評價。重在評價試驗過程，而不應(yīng)重在評價試驗結(jié)果。
8．出示幻燈片6：結(jié)構(gòu)的材料與連接
9．出示幻燈片：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類
10．完成馬上行動1（或者作為課后練習(xí)）：
根據(jù)你的生活經(jīng)驗填寫下表。
事件 結(jié)果 原因
分別在一根竹竿與一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛重物
撞擊一根完整的鋼管與撞擊一根中間有焊接縫的鋼管
11．完成馬上行動2（或者作為課后練習(xí)）：
1．對一個用4根小木條釘成的相片框,使它更牢固的做法是什么
2．在自行車各部件之間的連接中,三角架屬于 連接；
剎車連桿之間屬于 連接；
輻條與鋼圈之間屬于 連接。
3．比較左圖中同一結(jié)構(gòu)的幾種連接方式,請預(yù)言哪種連接方式的強(qiáng)度更好。
12．課后練習(xí)：閱讀、探究。
影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素
結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)的形狀、使用的材料、構(gòu)件之間的連接方式等因素有密切的關(guān)系。
1
強(qiáng)度
結(jié)構(gòu)的形狀可以增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。例如,吊蘭支撐架使用三角形支架結(jié)構(gòu),而不使用由一根直桿挑起的結(jié)構(gòu)；在建筑物兩根平行支撐柱之間增加了一根斜柱；A字梯不采用鋁合金薄片,而采用長方形截面的構(gòu)件。這些都是為了增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
從材料方面考慮,吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料,鋼管抗拉力性能好。
從連接方式考慮,吊蘭的三角形支架的構(gòu)件是焊接的而不是捆綁的,這種連接方式更牢固。
2
鉆石的結(jié)構(gòu)
難以置信的強(qiáng)度
4
三角形框架
結(jié)實、穩(wěn)定、用材料最少
3
5
結(jié)構(gòu)的材料與連接
不同材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度各不相同。如一根兩端被托住的梁,它的下部經(jīng)受拉力,上部經(jīng)受壓力。一個堅固的梁的材料必須具有好的抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力的性能,所以梁通常由不止一種材料制成。如一根混凝土梁含有加固鋼筋,混凝土擅長抗壓力,而鋼筋擅長抗拉力,它們共同形成了非常牢固的結(jié)構(gòu)。
6
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接通常有以下兩類:
1.鉸結(jié)點(diǎn):被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動,但可相對轉(zhuǎn)動,具體有松螺栓、松鉚等,如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。
2.剛結(jié)點(diǎn):被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動,也不能相對轉(zhuǎn)動,具體有榫接、膠接、焊接等,如固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等。
構(gòu)件的連接方式不同,強(qiáng)度也不同。不同的材料對應(yīng)有不同的連接方式,有的產(chǎn)品使用
標(biāo)準(zhǔn)連接件,還有的產(chǎn)品使用無連接的整體成型方式。
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