常见结构的认识参考教案

第一节常见结构的认识一、教学目标通过教学，能使学生达到以下目标：知识与技能1.了解结构的含义。2.从力学的角度理解结构的概念和一般分类。3.能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。过程与方法1.通过软橡皮块的受力试验、农家屋架等实践活动，经历简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法。2.通过桥、鸡蛋承受压力试验等实践活动，初步学会技术探究的方法，提高参与技术活动的能力。情感、态度、价值观形成对技术问题的敏感性和探究欲望，养成从事技术活动所必需的严谨、负责、进取的良好品质。二、教学重难点教学重点：1.从力学的角度理解结构的概念和一般分类。2.学会分析结构是如何承受力的。教学难点：1.理解应力的含义。2.学会分析结构是如何承受力的。三、教学分析教学思路：第一部分：通过对人体骨骼结构图和汽车内部结构图的观察、分析和讨论，引出本节课题；展示苍耳子与尼龙搭扣、鸟与飞机以及鹰眼与导弹跟踪系统的文字、图片等资料，引导学生理解结构存在的普遍性；通过“魁北克大桥的坍塌”的案例分析，使学生感悟合理的结构的重要性。第二部分：通过农家屋架，使学生理解结构的含义，感受民居设计的合理性；通过软橡皮块的受力试验，使学生理解结构的受力形式以及内力的含义；通过对农家屋架构件的受力分析，使学生进一步理解结构的受力形式；通过桥的活动项目，引导学生探究结构的形状与结构的受力之间的关系。第三部分：通过展示不同结构类型的实物图片，使学生对几种常见结构的类型形成初步认识；通过对大坝、墙体等实体结构的受力分析，使学生了解实体结构的含义及受力特点；通过对农家屋架的受力分析，使学生了解框架结构的含义及受力特点；通过鸡蛋承受压力试验，使学生了解壳体结构的含义及受力特点。四、教学案例（一）新课导入（引入常见结构的认识的课题）学完本章相关内容以后，我们要设计和制作个性相片架，在制作之前，我们必须要掌握一定的知识和技能。今天，我们首先来认识什么是结构。（二）新课教学第一部分：无处不在的结构结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。自然界中的结构：在自然界中，形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其成果应用到技术领域，更好地服务于人类。例如，通过对苍耳子的结构研究，发明了尼龙搭扣；通过对鸟的形体结构的研究，发明了飞机等。技术领域中的结构：在技术领域，产品的结构丰富多彩，结构影响着它们的性质和功能，结构方面存在的一个小问题也许会导致重大事故的发生。因此，合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。图1.1-1农家屋架通过对“魁北克大桥的坍塌”案例的分析和讨论，使学生感悟技术领域中合理结构的重要意义。社会领域中的结构：在社会领域，也普遍存在着结构现象。文章的结构影响其表达与质量，企业的人员结构关乎企业的运行与效率。【师】在技术课程中，我们主要从力学角度来研究结构。第二部分：结构与力活动项目1：农家屋架活动目标：从力学角度理解结构的含义，感受民居设计的合理性。活动步骤：第一步：搭建农家屋架。第二步：观察农家屋架的架构形态。第三步：对农家屋架施力，观察其形状是否发生变化。第四步：分析农家屋架的架构形态所起的作用。记录分析：当受到一定的外力时，农家屋架的形状不会发生改变。活动总结：从力学角度讲，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。【师】那么结构是如何受力的呢？这得从什么是构件说起。【师】一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。例如农家屋架，它是由三角形屋顶、横梁、立柱、底座等构件组成的。【师】当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一个极限值时，结构就会遭到破坏。用公式表示应力为б=F/S，其中F是内力，S是受力面积，б是应力。【师】分析结构的受力情况时，首先要清楚结构的构件受到哪些力的作用。构件的受力形式多种多样，基本的受力形式有哪些呢？演示试验1：软橡皮块的受力试验试验目标：分析结构的受力形式。试验步骤：第一步：在橡皮块的两端分别施加大小相同、方向相反的力。第二步：在橡皮块的两端分别施加大小相同、方向相反的力。第三步：分别对软橡皮块施加剪、弯、扭等方式的力。试验总结：拉力：物体所承受的拉拽力。压力：挤压物体的力。图1.1-2软橡皮块的受力试验弯曲力扭转力拉力压力剪切力图1.1-3-a平桥图1.1-3-b拱桥剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体体上的平行力。扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转变形的力。弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力。活动项目2：农家屋架活动目标：对农家屋架的构件进行受力分析。活动步骤：第一步：分析立柱的受力情况。第二步：分析横梁的受力情况。第三步：分析屋顶构件的受力情况。记录分析：构件受力情况立柱横梁屋顶构件活动总结：农家屋架的构件同时受到几种不同形式的力，在这些力的共同作用下，农家屋架可以抵抗外界的各种作用力和自身的重力。活动项目3：桥活动目标：比较不同形状的桥所能承受压力的大小。（引发学生对结构与力的思考——结构的形状与结构的受力之间的关系）表1.1-1农家屋架构件的受力情况图1.1-4-a实体结构活动步骤：第一步：搭建一座平桥。第二步：在平桥上逐个放置砝码，观察桥面的变化，记录桥的承载重量。第三步：搭建一座拱形桥。第四步：在拱形桥上逐个放置砝码，观察桥面的变化，记录桥的承载重量。记录分析：拱桥与平桥相比，可以承受更大的力。活动总结：结构的形状不同，其所能承受的压力的大小也不同。【师】那么对于更加复杂的结构来说，结构的形态与结构的受力有着怎样的关系呢？第三部分：结构的类型呈现多种不同结构类型的实物图片，引导学生对其进行归类。【师】结构的类型有哪几种？（让学生对结构的类型有个初步的认识）根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。实体结构：通常指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是，外力分布在整个体积之中。框架结构：通常指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是，支撑空间而不充满空间。图1.1-5鸡蛋承受压力试验图1.1-4-c壳体结构图1.1-4-b框架结构壳体结构：通常指层状的结构。它的受力特点是，外力作用在结构体的表面上。在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的，如埃菲尔铁塔，它的塔腿由石砌礅座组成，塔身由钢铁部件的框架组成。（展示图片）演示试验2：鸡蛋承受压力试验试验目标：了解壳体结构的受力特点。试验步骤：第一步：将3只矿泉水瓶盖以三角形状摆放在桌面上。第二步：将鸡蛋分别立于瓶盖上，再在鸡蛋上盖上另外3只瓶盖。第三步：取一木板放在瓶盖上面，轻轻将砖头或石板压在木板上（砖头或石板应放在鸡蛋所组成的三角形的中部）。试验总结：蛋壳属于壳体结构，其两端的拱形使压力沿拱形分散，从而能承受较大的压力。壳体结构的抗压能力很强。拓展：如果鸡蛋的放置方式不同，试验结果还会一样吗？（三）课堂小结1.结构：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。2.构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。构件的受力形式多种多样，基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，很多情况下，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。3.结构的类型：根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。实体结构通常指结构体本身是实心的结构。其受力特点是外力分布在整个体积中。框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构，其受力特点是支撑空间而不充满空间。壳体结构通常是指层状的结构，其受力特点是外力作用在结构体的表面上。（四）巩固活动设计利用竹签搭建一个框架结构给每组学生分发规格相同、数量相同的竹签，让学生利用给定的竹签设计并搭建框架。看哪一组学生搭建的框架覆盖面积大，而且承受力的本领好。说明：竹签的数量要足够多。（五）布置作业1.对相片架进行结构设计，画出设计草图，并进行受力分析。2.指出表中所列物体的结构类型，在对应栏下打“√”，并写出受力特点。物体结构实体结构框架结构壳体结构组合结构受力特点栅栏圆形陶瓷装饰品冰山高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖竹排汽车外壳人的头盖骨古罗马斗兽场3.生活中，有哪些物体的结构分别属于实体结构、框架结构和壳体结构？有哪些物体的结构是由多种结构组合而成的？4.利用我们身边的材料，如秸杆、火柴棍、橡皮泥、蛋壳等，制作实体结构、框架结构和壳体结构模型，并简述这些结构的受力特点。5.请分析，当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？汽车的安全气囊又是如何保护驾驶员的？表1.1-2物体的结构类型