通用技术—技术与设计2 教案
采用直观教学法，以图片与实物展示、试验演示、实践操作、小组协作的方式组织教学，采取由浅入深、循序渐进的教学策略，体现探究式教学。
六、课前准备
1、准备一些实物，图片，演示工具。 2、设计多媒体课件 七、教学课时：1课时 八、教学过程
1、激趣引入，引发探究。
[演示试验] 矿泉水瓶不同状态的稳定性。
(1) 空矿泉水瓶立放、倒放、装水立放，提示学生对稳定性的关注。
(2) 对矿泉水瓶吹风，哪个瓶子最容易倒下？哪个瓶子站得最稳？引发学生对稳定性的思考。 (3) 提问：为什么会出现这种情况呢？引出本节课的内容：结构的稳定性以及影响稳定性的三个因素。 2、结构的稳定性
[学生体验]瓶子不同状态的稳定性。
空矿泉水瓶立放、倒放、装不同量的水立放、装不量的水倒放 [教师]稳定性含义：结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。 [学生探究]影响结构稳定性的因素： (1) 重心：重心越低稳定性越好
(2) 支撑面：支撑面越大稳定性越好 分析支撑面与接触面的区别 (3) 结构的形状：结构的形状不同，其稳定性也不同 三角形的稳定性 [投影展示]路边的电线杆 [课堂讨论]分析电线杆的稳定性
[教师总结]影响稳定性的因素有很多，对于一个在地面上可移动的物体来说，主要是重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状。
[演示试验]让装有水的可乐罐立起来 [投影展示]比萨斜塔
[教师]结构稳定的条件：重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的。不稳定结构的利用：利用不稳定结构实现某些功能，如不倒翁、跨栏、木马、用啤酒瓶测地震……
3、结构的强度
[投影展示]一根翻倒的木棒、一根中间折断的电线杆
木棒翻倒是由于稳定性不好，那电线杆折断呢？引出强度，强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
[学生试验]不同种类衣架的强度、不同结构造型纸张的强度 [学生探究]影响结构强度的因素： (1)使用的材料
(2)构件之间的连接方式：刚连接、铰连接 (3)结构的形状 三角强度最大 4、练习巩固并小结
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(1)从结构的稳定性角度分析一组图片 (2)从结构的强度角度分析一组图片 5、作业设计
请观察身边的事物，如课桌椅、凳子、茶几、相框、餐桌等，观察它们使用的材料、连接方式，发现它们在稳定性和强度方面的不足，并予以优化。
九、板书设计
稳固结构的探析
结构与稳定性 结构与强度
一、结构强度的含义
二、影响结构强度的主要因素
1、使用的材料 2、构件之间的连接方式
3、结构的形状
第三节 简单结构的设计
一、结构稳定性的含义 二、影响结构稳定性的主要因素
十、课后反思
1、重心位置 2、支撑面大小 3、结构形状
章 节：第一单元 结构与设计 第三节 简单结构的设计 课 时：第一课时 一、教学目标 1. 知识与技能目标
(1) 理解并巩固结构的涵义、结构与力之间的关系。 (2) 能熟练分析一个简单结构应考虑的主要因素。
(3) 能够对纸结构进行合理的结构分析，并设计一个简单纸结构。 (4) 能制作一个简单纸结构模型。 2. 过程与方法目标
(1) 设计过程中，能充分认识不同纸结构承重性能的差异。
(2) 在制作过程中，能够对影响纸结构的各个因素进行合理的分析与恰当的修正。 (3) 能制作承重性较好的纸结构，体验发现问题、解决问题的过程。 3. 情感态度和价值观目标
(1) 形成和保持学生了解结构，研究结构的兴趣与热情。 (2) 体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。 (3) 认识技术的创造性特征，培养勇于创造的个性。 二、教学重点
完成简单纸结构的设计，选择合适的纸结构形状和连接方式搭建纸结构模型。
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三、教学难点
选择合适的纸结构和连接方式搭建纸桥结构模型。 四、教学方法
教授、任务驱动、小组合作。 五、设计思想 1. 教材分析
本节课是第一单元《结构与设计》第三节《简单结构的设计》。这节内容有两个方面要求：一是能够对所做的结构进行简单分析，熟悉设计一个简单结构所应考虑的主要因素；二是进行一个简单结构的设计，绘制设计图并制作模型或原型。分析教材本单元的前后章节——《常见结构的认识》、《稳固结构的探析》，这些章节中涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合这些知识点，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。
2. 设计理念
简单结构的设计，关键在于这个简单结构——“载体”的选择。按照教材上的要求选择简易相框的制作，在实际教学中很难吸引学生的兴趣。所以必须另选一个新的“载体”来制作简单结构，才能充分调动学生积极性和主动性，培养他们对结构设计的兴趣。因为是结构设计，所以我很自然就会考虑到结构的承重，考虑到成本和制作的难易程度，我决定选择纸材料，设计能承受一定重量的纸结构，放弃木块等其他材料的结构制作。纸张本身很柔弱，但是用纸张做出来的纸结构却能承载一定的重量，这充分说明了结构设计之功效，而且也能体现结构与力的关系。同时我要学生明白，高中同学制作纸结构要进行一定的研究，怎么样才能让我们设计的纸结构用纸量少、承载重量高；怎么样才能设计出承载比高的纸结构。为此，我们确定了纸结构制作的设计要求：制作梁式结构的纸板，整个纸结构必须全部使用普通A4（或16K）纸，最终设计出的纸结构用纸量应在3张以内。纸结构的连接只允许使用普通的胶水或双面胶（胶水只能起到辅助连接，不可用来承重，所以不可使用乳胶等）。纸结构在主要受力面内应满足几何不变性，跨度要求15cm以上，宽度7cm以上，放置在2块等高的木块上，最低承重要求为一灌满沙的沙盒（竖直放置于纸板中央保持稳定状态，每个沙盒重约600g），在此基础上承载比越高越好（可做破坏性试验，看压多少块沙盒把纸板压垮）。同时考虑到这堂课为纸结构设计第一节课，在让学生大致了解纸结构制作过程的同时，让学生摸索掌握制作纸结构的技巧，为后面学生制作纸桥等其他纸结构作好相应准备。
3. 教学策略设计
纸结构设计的要求并非这节课才提出，而是在结构设计的第一节课就已经提出，这样就可以让学生在学习前面知识的同时进行思考，本节课则是对纸桥制作进行具体指导。
(1)首先对纸张的性质进行相应分析，让学生掌握纸张的特点——抗拉性能强、抗压性能弱。 (2)由纸张的特点引出纸结构要承重就必须扬长避短，设计合适的结构提高抗压性能，才能承受一定的重量。不同结构的承重能力不同，追求的目标是纸结构的承载比应该尽可能大。
(3)纸结构形状的选择很重要，不同结构的纸结构抗压性能不同，引导学生自己探讨选择合适的形状。 (4)纸结构的组合连接方式有多种，好的组合连接能够有效提高纸板整体结构的强度。引导学生自己设计合适的组合连接方式。
(5)学生自主设计承重纸板，分成小组讨论后形成小组方案。 (6)小组制作纸板。
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(7)教师及时介入，通过对比介绍部分小组的作品，引导学生反思对自己的设计进行相应调整。 (8)在学生完成作品之后进行作品的简单测评，即选择部分小组作品对其进行承重测试，对于测试的结果引导学生思考如何调整修改原有设计。
(9)教师指导学生思考，纸结构还能有什么应用，怎么设计？（为后续纸桥制作作准备） 4. 学情分析
高中阶段的学生有一定的物理力学知识和动手实践的基础，制作纸结构完成情况应该普遍较好。但是由于是第一次接触纸结构设计，很多很好的结构设计往往在制作过程中会因为设计与制作的脱节而“流产”。但是不断地修正设计——动手制作的过程本身就是一个良好的创新实践过程，在这个过程中每个用心的学生都能体会到自己设计的乐趣。限于学生对纸结构认识的不同、掌握结构设计水平能力的不同，学生们最终制作出的纸桥完成设计要求的结果差异性也很大。动手能力强、思维灵活的同学更容易设计出承载比较高的作品，这样可以让他们把自己成功的经验向其他同学们分享。动手能力较弱、思维比较迟缓的同学可能更多地体验解决问题过程的艰辛，这个过程同样是一份可贵的经验，而且他们对结构设计的理解尤为深刻。
六、教学准备 1. 教学资源的准备
多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、各类工具、普通A4纸张、胶水等。 2. 教学课件的准备
教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。 七、教学过程 1. 提出问题
（[图片]介绍两个事例：（1） 一把纸结构制作的椅子上能坐人。
（2） 一位日本设计师在法国用7.5吨纸造了一座纸桥，能同时站立20人。 ——引入新课。)
老师提问：平常你所了解纸张的特性是什么？（柔弱）为什么柔弱的纸张搭成的纸椅、纸桥能承受这么重的重量？（由学生回答中引出）因为纸椅、纸桥的结构，设计师设计的独特的结构能承受这样的重量。我们如何来设计能承受一定重量的纸结构？
老师：我们来具体研究一下纸张的特性。（板书+课件）对于架在两个桥墩上的纸板，当中间放一个重物比如砝码，它受到砝码向下的压力以外，还受到两桥墩向上的支持力。综合作用下桥面会发生弯曲形变，并产生相应的应力。在弯曲的过程中，纸桥的上表面处于弯曲的内层，受到向内的挤压力；纸桥的下表面处于弯曲的外层，受到向外的拉力(如图)；纸桥的两个侧面由于上下受力方向不同，必然会弯曲。
（引出结论）纸本身具有较强的抗拉能力，但抵抗压力能力很弱。也就是说，在纸板承受砝码重力的时候，首先被破坏而出现折痕的是受到挤压力的上表面，这是我们最不愿意看到的。因此，要想纸桥能够承受一定的重量，设计合理的承重结构，就必须扬长避短，提高纸张的抗压能力，发挥纸张的抗拉能力，如何做到这一点呢?
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