第一篇：《技術與設計2》第一單元 結構與設計(講稿)

《技術與設計2》第一單元 結構與設計（講稿）

前言

上學期，我們學習了《技術與設計1》模塊，老師和同學們一起走進了技術世界，認識了技術及其主要特性；我們一起步入了設計殿堂，學習了設計的基本知識，體驗了設計的初步過程，進行了設計的交流和評價。應該說，在培養“技術素養”的進程中，有了一個良好的開端。

本學期，我們將繼續學習本課程的第二個必修模塊——《技術與設計2》。本模塊共有四個單元，這四個單元是：結構與設計、流程與設計、系統與設計、控制與設計。同學們會發現，在第一模塊中的八個內容是用“章”來表示的，而本模塊的四個學習內容則用來“單元”來表示，這是因為，第一模塊的八個內容是彼此相連，且有遞進關系的內容，而本模塊的四個內容相對比較獨立。但并不是說它們沒有關聯。實際上，這四個主題，也是有著內在聯系的。這種聯系可以理解為：系統是主體，結構是核心，流程是系統狀態的變化，控制是對系統狀態實施的干預。

在本模塊的學習中，我們除了要繼續加深對技術的認識和對設計知識的掌握外，同學們特別要對包含在這些專題里的技術思想和方法的領悟和理解，并將這些思想和方法遷移到我們的學習和生活之中。

由于本模塊內容的知識性和專業性都比第一模塊要強得多，同學們在學習中既要動手，又要動腦，并要學會靈活運用其它學科的知識來解決技術問題。要通過本模塊的學習進一步提高技術理論素養、技能素養和創新能力。老師將和同學們一起為達成這樣的教學目標而竭盡全力。

下面，我們開始學習第一單元

第一單元 結構與設計

第一節

認識結構

一、結構的涵義

“結構”一詞，對同學們來說可能并不陌生。請同學們想一想，在學習其它課程中，有哪些課程提到過“結構”？對！；在生物課中提到過：人體的結構；在政治課里有社會結構；在化學和物理中，有物質結構、分子結構、原子結構，在語文課里接觸過：文章的結構，在地理課中有地質結構。看來，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物質的，非物質的，都有其自身的結構。僅管它們各自的具體內容不一定相同，但是，它們的本質涵義卻是相同的。現在，我請同學們根據不同事物的結構，給“結構”歸納出一個總的表述。對！“結構是指事物內部的組成、排列及其相互之間的關系”。

二、為什么要學習結構？

在人們對系統進行研究時，進一步發現了結構和系統的功能有著緊密的關系。也就是說，系統的功能對其結構有著絕對的依賴性。所以有人說，結構不僅是事物存在的形式，更是事物特性的依據。

在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出不同特性的現象處處可見：

——同樣是水，有液態、氣態、固態；

——同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；

——同樣是磷，有三價磷和五價磷，它們的非金屬性是有差別的；

——同樣的六個字：“這個人表現好”，“這個人好表現”但因排列不同，就成了一褒一貶。

——用同樣的制作材料，做出來的結構不同的小凳，就會有不同的特性，有的穩定，的就不穩定。

——同樣的三根棍，首尾相連，就成了武術器械“三節棍”，如將三根棍的一端連在一起就變成了可用來照相和測量的“三角架”。

從以上事例，我們看到結構是如何的重要，結構不合理，就會產生嚴重的后果。教材中(004頁)列舉了一個典型的事例，就是加拿大的魁北克大橋的坍塌，請同學們讀讀這段文字。并談談感想。

在我們這個課里，不去討論廣義的結構。而只限定在“工程結構”的范圍內。

什么是工程結構？工程結構是指能承受和傳遞外加載荷的承力系統，包括桿、板、殼等構件及其組合體。也就是說，工程結構可以是單個的構件，如一根桿、一塊板、一條繩，也可以是一個由不同構件組合起來的組合體。如一座橋、一張桌子、一架飛機等，它們都可以叫做工程結構。常常簡稱為結構。

三、作用在（工程）結構上的載荷（力）

工程結構承受的外力有各種各樣。但從它們對結構的影響來說，主要有如下幾種。

1．拉力。結構承受拉伸時，作用在結構（經常稱為拉桿）上的力，是一對方向相反，作用線與拉桿軸線重合的集中力，方向背離桿的底面。其受力實例是吊車的吊繩，其力學模型如下圖。

2．壓力。結構承受壓縮時，作用在結構（習慣上稱為壓桿）上的力是一對方向相反，作用線和壓桿軸線重合的集中力，方向指向桿的底面。液壓機的頂桿工作時就是受壓，其力學模型如下圖。

3．剪力。結構在受剪切時，結構所承受的力是分別作用在構件相對的兩個面上，方向相反，作用線錯開微小距離的兩個平行力。連接剪刀兩個部分的銷釘在剪刀工作時就是承受的剪切，其受力模型如下圖。

4．扭轉力。承受扭轉的構件一般都稱為軸。它承受的外力是一對作用在軸兩端面內，轉向相反力偶矩，其受力實例和力學模型如圖。

5．彎曲力。承受彎曲載荷的構件，一般稱為梁。梁在承受彎曲時，受力情況比較復雜，其中一種載荷叫做彎矩。它是作用在過梁的軸線且與橫截面垂直的平面內的力偶矩。其作用是使梁產生彎曲變形。其受力模型如圖。

任何結構承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種、或幾種的組合。工程結構的主要功能就是承受和傳遞各種形式的外載，保證結構的可靠工作。如

——秋千的吊索，主要承受拉力；

——橋梁的橋墩，主要承受壓力；

——連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；

——汽車方向盤的軸，主要是受扭；

——單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎。

為了保證結構的正常工作，這些構件必須有對于主要載荷的足夠的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。

第二篇：技術與設計2第一單元結構與設計教學建議

技術與設計2第一單元結構與設計教學

建議

技術與設計2第一單元結構與設計教學建議

奉化市教師進修學校

黃育稼

技術與設計2教學建議

本模塊是在“技術與設計1”的基礎上設置的具有典型意義的專題性技術與設計的教學內容，它所體現的技術設計的思想和方法，對于高中生的生活、學習以及人生規劃都具有普遍的價值。

通過本模塊的學習，學生應該理解結構、流程、系統和控制的基本概念，掌握結構設計、流程設計和系統設計的基本思想和方法，初步掌握簡單控制設計的基本思想和方法；能使用常用的規范的技術語言表達設計方案；能結合生產和生活的實際形成設計方案并初步實施；學會從技術、環境、經濟、文化等角度綜合評價技術設計方案和實施的結果，增強革新意識。

本模塊的教學要面向生活和生產的實際；引導學生關注技術試驗，理解技術設計中所蘊含的文化內涵，注重歸納技術設計的思想和方法，并將它們遷移到日常生活中靈活運用；要使學生善于總結具有典型性的技術問題的解決策略。第一單元結構與設計

一、程標準內容

本單元內容體現了《通用技術程標準》以下幾點要求：

1、了解結構的涵義，能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。

2、能結合1至2種簡單的結構案例，分析結構是如何承受應力的。

3、能通過技術試驗分析影響結構的強度和穩定性的因素，并寫出試驗報告。

4、能確定一個簡單對象進行結構設計，并繪制設計圖紙，做出模型或原型。、能從技術和文化的角度欣賞并評價典型結構設計的案例。

二、教學要求 第一節

常見結構的認識

基本要求

1、了解結構的含義。

2、從力學的角度了解結構的概念。

3、了解結構的類型，能對簡單的結構實例進行分類。發展要求

能結合簡單的結構案例，分析結構是如何承受力的。說明

不作深入的結構受力分析

第二節

穩固結構的探析

基本要求

1、理解結構的穩定性和影響結構穩定性的主要因素。

2、從結構的形狀、材料、連接方式等方面，分析影響結構強度的主要因素。

3、理解結構與功能的關系。發展要求

會用現代理念研究結構的形狀、材料和連接方式，如：形狀——新穎、材料——合理、連接——巧妙穩固。

第三節

簡單結構的設計

基本要求

1、了解結構設計的主要因素。

2、能確定一個簡單對象進行結構設計，繪出簡單的設計圖紙，并制作實物模型或原型。說明

模型或原型的制作強調過程，制作結果要求不能過高。

第四節

經典結構的欣賞 基本要求

1、學會觀察結構的實用性和美。

2、能從技術和文化的角度去欣賞并評價典型結構設計的案例。

三、設計思路

全書四個單元在內容上即相對獨立又有一定的內在聯系。本單元研究的對象是“結構”，相對于后三單元的“流程”“系統”“控制”而言，內容較直觀、容易理解，故作為全書的開篇。

“結構”“設計”共同構成了本單元的兩個核心概念。本單元內容的設計遵循程設計的基本學習原則，在學生建立了結構的感性認識的基礎上，學習結構的概念、分析結構的穩定性和強度，在問題的解決中學習結構設計。學習進程由具體到抽象再到應用。

依據教學目標，本單元沿著這樣的線索展開：

1、常見結構的認識

從認識普通意義的結構開始，通過學生熟悉的事例，展開技術視野中的力與結構、結構的基本分類的討論，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結構的應用的理解。

2、穩固結構的探析

通過簡單易行的試驗，使學生理解、分析穩定性和強度這兩個結構的重要參數，為后續進行的結構設計奠定良好的鋪墊。

3、簡單結構的設計

在明晰結構設計應關注的主要因素的前提下，通過簡易相片架結構設計的若干種設計方案的呈現，傳遞給學生的信息，一是如何進行結構設計，二是技術設計的解決方案是不唯一的，解決技術問題的答案也不是非此即彼的。

4、經典結構的欣賞

通過引導學生對具有典型人文意義的結構賞析，拓展學生對結構設計的文化特性的理解和評價，培養他們高尚的技術文化品位。

四、教學準備

1、相關學科知識

本單元內容要求學生具有初中物理學科的基本力學知識。

2、教學器材和材料

本單元需要的教學設備和器材主要有，演示用的實物如自行車、可改變重心位置的裝置等，試驗用硬紙板、生雞蛋、瓶蓋、木板、重物等。各校教師可根據教學設計以及本校情況酌情使用和選擇替代器材、材料以及與為教學服務的音像資料等。

五、時安排

本單元建議使用8學時。

節次

內容

建議學時數

第一節常見結構的認識

第二節穩固結構的探析

第三節簡單結構的設計

第四節經典結構的欣賞

合計

六、教學建議

1、教師應查閱有關結構力學和理論力學書籍，重點研究結構構的基本受力形式、結構的分類。

2、本單元內容與學生生活實際聯系密切，教師應有針對性地指導學生收集資料和實物素材，如案例、閱讀材料、典型的結構設計實例等，為學生提供豐富的學習背景。第一節的教學，建議對結構的受力情況進行分析，應圍繞生活中常見結構如何承受力、如何抵抗變形的現象，根據學生已有的知識水平，分析并體驗常見結構所受到的力。不要求學生作進一步的定量分析，不要求畫結構的受力圖。第二節的教學，可讓學生通過試驗來感受結構的穩定性和強度，試驗的方案多種多樣，教師根據實際情況選用，要注重交流，注重試驗過程，指導學生認真觀察，如實記錄，寫出簡單的試驗報告。

第三節的教學，教師要注意本單元的內容與《技術與設計1》中相關內容的區別與聯系，引導學生從結構的角度去考慮問題、分析問題和解決問題。

第四節的教學，可讓學生結合當地的風俗民情對本地區、本校的建筑進行欣賞和評價。

3、每一節“案例分析”欄目之后的“馬上行動”或“討論”中，提出了一些承上啟下的問題或者圍繞核心內容的支撐性問題，當然教師也可以提出更適合學生的問題，教學活動可以沿著這些問題展開、延伸，到第3、4節，則應引導學生綜合理解和運用前幾節的內容。

4、強調學生在結構設計中的多角度、多方案構思，采用多種方式鼓勵或肯定學生在作品制作過程中的獨特創意，在教學活動中逐步培養學生的創新能力。可讓學生進行壓力試驗，如比較不同形狀的紙板承受壓力的大小試驗；雞蛋或乒乓球承壓試驗等。學生可自行設計試驗方案，對某物體進行穩定性和強度的試驗，記錄試驗數據，寫出簡單的試驗報告，并指出提高它們的穩定性和強度的方法。選擇一個簡單對象進行結構設計，形成設計方案，繪出簡單的設計圖紙，并做出實物模型或原型，如簡易書架、簡易相架、簡單金屬衣架等。

七、教學評價

1、本章每一節的練習和末尾的練習和綜合實踐活動，為學生學習的形成性評價提供了可能，教師可根據學生練習過程中的反饋信息，評價學生和調整教學。

2、要強調過程評價與結果評價相結合，學生的任何一合格的結構設計的作品的誕生需要思維的反復和時間的磨礪，這是一個有意義的、不可忽略的過程。要引導學生用技術設計檔案袋的形式，把這一過程的豐富性記錄下來，便于把過程性評價落到實處。

3、允許學生在設計和制作過程中的反復，多數學生第一次接觸結構設計，一開始難免走彎路，或者設計結果不理想，這都不重要，重要的是學生能找到問題的原因所在并償試解決它。

4、在結構的方案設計中，要倡導學生對方案進行互評，學會接納不同聲音，學會傾聽對設計方案的多元化理解，要引導學生不斷的質疑、不斷的修正，共同尋找更完善的解決方案。

：黃育稼工作室

第三篇：結構與設計第一課時教學設計

第一單元 結構與設計 第一課 常見的結構

【教材版本】

本課程采用地質出版社《技術與設計2》。【設計思路】

通過案例介紹，引導學生了解結構的含義，結構的分類，通過對兩個簡單結構的受力分析，幫助學生從力學的角度理解結構的本質——，了解結構受力的幾種基本形式。

【教學內容分析】

《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一課時的內容主要包括：

1、不同領域、形形色色的結構案例介紹：世界上任何事物都存在結構,結構多種多樣且決定著事物存在的性質，通過對這些結構的分析和研究,使學生理解結構的含義——“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學生知道為什么要學習“結構與設計”，自然界中的結構給了人們無限的創造靈感和啟示，人們通過借鑒、學習并應用到技術領域, 是為了更好地服務于人類。

2、結構的分類：實心結構、框架結構、殼體結構，分別舉例說明各類結構的特點，加深學生對結構的理解。

3、結構與力的關系：通過對單杠結構和棚室屋架結構的簡單受力分析，引出結構的力學本質：承受外力和抵抗變形，使學生能夠從力學的角度理解結構的概念；總結結構受力的幾種形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力、彎曲力。

課時安排：1課時。

【學情分析】

學生對結構雖有一定的了解，對結構的功能和分類也有一定的基礎。但較為零散，模糊。另外，學生在物理課中已學習了有關力學的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎。但是由于受力分析是物理課教學中的難點，多數學生在受力分析中還是有困難的，所以在教學中還要利用模型演示形變的情況，分析說明拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力等。

【教學目標】 1.知識與技能：

（一）了解結構的含義。

（二）能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。

（三）能結合1~2種簡單的結構案例，分析結構是如何承受力的。2.過程與方法：

閱讀理解、案例分析、交流討論、多媒體展示、師生互動。3.情感態度和價值觀：

能認識到力對結構會產生重要影響，合理的受力是結構存在的重要條件。【教學重難點】 【教學資源】 結構模型、多媒體設備 【教學過程】 [導入新課]

（一）《技術與設計2》的簡單介紹：

這一節課我們開始第二冊書的學習，首先我們了解一下——結構與設計。第一單元 結構與設計 第一節 常見的結構

一、常見的結構

大家知道如果地震突然來臨的時候，躲在什么地方比較安全嗎？（桌子底下、墻角、廚房、廁所、空間較狹小的地方）為什么呢？這些地方有其特定的結構，不容易坍塌,比較安全——樓板是一體澆注的，承重墻體多，墻體相互支撐 說到結構，我們知道任何一件事物都有自己的結構，大到宇宙天體，小到微觀世界的分子原子，以及我們能見到的身邊的各種事物，都有自己獨特的結構。

1、自然界中的例子：

蜂巢的六角柱形體結構，蒼蠅的復眼結構，蜘蛛網的網狀結構以及生物遺傳物質DNA的獨特的雙螺旋結構等等都是巧奪天工的結構杰作，為人類進行工程方面的結構設計提供了有義的借鑒和參考。蜂巢：六角柱狀體，它的一端是平整的六角形開口，另一端由三個相同的菱形相互拼接進行封閉，構成六角菱形的底。組成底部的菱形的鈍角為109°28′，所有的銳角為70°32′，這樣既堅固又省料同時還能獲得最大的空間。蜂窩的這種六角形排列結構非常堅固，被廣泛應用在飛機的機翼以及人造衛星的機壁結構設計上。

蒼蠅的復眼結構：包含4000只可以單獨成像的單眼，能看清幾乎360度范圍內的物體，在這種特殊結構的啟示下，人們研制成功了蠅眼照相機，可一次拍攝1329張高分辨率照片，廣泛應用在航拍測繪領域。

蜘蛛網：放射狀結構，網絲受力均勻，承受大負荷、大沖擊力。

2、技術領域的例子：

技術領域的結構主要是指工程結構，我們常見的建筑、橋梁、各種工程設施以及各種各樣的工業產品都有自己特定的結構，這些結構影響并決定了它們的性質和功能。

例如一般的樓房往往都按照鋼筋混凝土框架結構進行建造，采用這種結構主要是為了增加樓房的強度和穩定性，提高樓房的抗震等級，為人們提供安全的居住和活動場所。除了滿足正常的居住使用外，建筑的結構還會受到不同國家和地區的政治、經濟、文化、宗教、地理環境等多種因素的影響，因而結構的樣式繁多、各具特色；例如俄羅斯有很多建筑都采用尖頂或圓形屋頂結構，這是因為俄羅斯冬季時間長，下雪量大，圓形屋頂可以有效減少房頂的積雪，保護房頂不會被壓垮；而在中東一些干旱少雨的沙漠地區，當地居民的房頂一般都是平頂結構的，可以方便收集雨水，這些例子都說明了建筑的結構是和他們的用途密不可分的。

同樣，橋梁的結構也是形式多樣的，有拱形結構的，如趙州橋；有斜拉索結構的，如鄭州黃河公路大橋；還有框架結構的，如南京長江大橋；現代的許多橋梁還將許多種結構合為一體，同時具備有多種結構的特點，橋梁的形狀和結構是與它的功能相適應的。

除了建筑和橋梁外，我們身邊的各種產品的結構也是各具特色，豐富多樣，像一支鋼筆、我們使用的桌子、椅子，上學放學騎的自行車，復雜一些的比如汽車、電子計算機、家用電器、再復雜一些的如工廠里的一整套大型生產裝置和設備等等，這些工業產品構思精巧、獨具匠心的結構給人們的生產和生活帶來極大的便利，這些都是需要我們大家了解的技術領域中結構。

3、社會領域中的結構：

除了自然界中的結構和技術領域的結構外，我們人類社會也有自己的結構，從國家的行政區域劃分，到各種社會機構的組織構成，以及各種社會活動、生產活動都是按照一定的結構進行組織和開展的。那么，什么是結構呢？

二、結構的含義

化學課上我們曾學習過碳的兩種同素異構體—金剛石與石墨，他們都是碳單質，由碳原子構成，但在物理性質上卻有很大的差異，根本原因就在于其內部原子排列結構不同。

金剛石：正四面體網狀結構，原子間隙小，原子間作用力大，因此表現出的物理性質是結構強度大，堅硬。

石墨：碳原子呈斜平行四邊形排列，而且是片狀疊加，原子間隙大，相互之間作用力小，因此質地柔軟。

可見，物質內部各組成部分之間的排列和搭配決定了物質的形態和性質。這里，物質內部各組成部分之間的排列和搭配就是我們通常所說的結構，這是廣義上的結構的含義。

1、結構的力學含義

具體到技術領域的結構，我們通常將結構和力聯系在一起，從力學的角度來理解結構的含義。

首先，我們知道物體總會受到各種力的作用，例如人坐在凳子上，凳子會受到人施加的壓力的作用，吊車吊起重物時，重物自身的重力會通過鋼絲吊繩傳遞到吊臂上，再以壓力的形式作用到吊塔上；從力學的角度來看，像凳子、吊塔這樣一些結構可以承受外力的作用和抵抗變形（這是因為當結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互位置會發生改變,如分子或原子間距發生變化，進而產生一種抵抗的力 , 稱為內力，內力與外力之間總是保持某種平衡，結構就表現出能夠承受外力作用和抵抗變形的這樣一些性質）。

因此，從力學的角度來看，結構實質上就是一種可以承受外力作用的架構形態，它的本質是承受外力和抵抗變形，這是力學角度的結構的含義。

2、結構的類型

結構的類型有很多種，如果我們從力學的架構形態來劃分，可以分為： 1）實心結構：又稱為實體結構。像房屋的墻體、水庫大壩、城墻、山體，都屬于實心結構，這種結構幾何外形簡單，但可以連續傳遞荷載（各種外部作用力的統稱），適于承受較大的力。

2）框架結構：是指結構體由細長的構件相互連接組成的結構，這些構件包括梁、柱、桿、管件等。像吊車的吊塔、吊臂，電視臺的發射鐵塔，一些傳統的木結構塔樓建筑，鋼架結構的大橋、房屋的門窗框架，桌椅板凳等等都是采用的框架結構。框架結構幾何外形較為復雜，其特點是支撐空間而不充滿空間，使用材料少、輕便、結構強度大、制作簡便，能承受垂直和水平荷載，因而得到廣泛應用。舉例：窗戶、畫框、建筑腳手架、自行車、艾菲爾鐵塔、書櫥、輸電鐵塔。3）殼體結構：像蛋殼、頭盔、鐵皮車廂、機艙等等這樣一些結構都是采用薄壁殼狀構件制作的一種特殊的空間結構，這就是殼體結構。其最大的特點是受力合理、形態穩定；能夠有效將外部的作用力沿殼體表面分散開來，從而有效減小局部的殼體壓力，起到保護的作用；因此這種結構在建筑、航空、交通運輸領域應用廣泛。舉例：飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、核桃、瓜子、西瓜、鍋碗瓢盆??等

4）組合結構

在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構，如：許多橋梁都是拱形和框架結構的組合體；圓頂大廈的頂部都是框架結構和殼體結構的組合（又叫球形空間桁架結構）。

此外，我們還可以從幾何形態來對結構的類型進行劃分。

1）纜索結構：常見的如帆船上的纜索、許多跨海大橋的斜拉索、吊車的鋼絲吊繩等等，應用的都是纜索結構。

2）桁架結構：是指由許多直桿構成三角形的架構組合，由于充分利用材料自身能夠承受較大軸向壓力或者拉力的特點，因此這種結構重量輕、強度大、節省材料。像一些工礦企業廠房中大跨度的屋頂支撐結構，體育場館、大型公共場所（火車站、機場的候車廳）的屋頂支撐結構，大型的鋼結構橋梁（南京長江大橋、武漢長江大橋）等等，都采用的是桁架結構。

除此之外，還有空間桁架結構、球形空間桁架結構等多種形式的結構，適用于大面積、大跨度的空間結構應用，以及一些特殊空間結構方面的應用。

三、結構與力

前面我們談到，從力學角度看，結構實質上是一種能夠承受外力作用和抵抗變形的架構形態，下面我們就一起來了解結構與力之間的關系，結構是怎樣受力的，結構受力的基本形式有哪些。

1、簡單結構的受力分析 1）單杠的受力

單杠是由杠體、立柱、斜拉索幾部分構成的，這些組成部分我們稱之為構件，我們了解結構的受力情況主要是通過分析構件的受力來實現的。

立柱的受力：單杠的立柱是各種荷載的主要支撐點。當人體靜止掛在杠體上時，兩根立柱只承受壓力的作用，這時人體所受重力通過胳膊、杠體傳遞到立柱頂端的結果；當人體來回擺動或者做回旋動作時，人體因為運動產生的離心力也回通過杠體傳到立柱頂端，大小和方向在不斷發生變化，立柱受到這種力的作用后彎曲變形。

杠體的受力：杠體主要受人體重力和離心力的作用，在人體重力和離心力作用下會產生彎曲變形。

斜拉索的受力：單杠有四條斜拉索，分別固定在立柱兩側，主要用于加固立柱。當立柱收到外力作用發生彎曲變形時，斜拉索與立柱固定端會受到立柱頂端外力的拉伸，斜拉索與地固定端會在同一時刻對斜拉索施加一個反方向的拉力，用來抵抗外力的作用，減小立柱的彎曲度，起到穩定加固的作用。

2）棚室屋架結構的受力

棚室屋架結構主要由梁、柱、墻面、屋面（拱頂）等幾部分構成，作用在棚室屋架結構上的荷載（外部作用力）主要有兩種：恒載（永久荷載，包括屋面、梁的重量）以及活載（外部附加的荷載，如積雪的重量，風的作用力等）兩部分。立柱和墻面的受力：從上向下的壓力（恒載、活載共同施加），從下往上的支持力（來自力柱和墻的地基），這兩種力大小相等，方向相反，是一對平衡力。風載產生的作用力較為復雜，主要對立柱和墻面產生橫向和垂直方向的兩個作用力，橫向的作用力會使立柱彎曲變形。

梁的受力：自上而下的荷載的作用力，自下而上的立柱和墻面施加的支持力。梁受到荷載作用力會發生彎曲變形，為防止梁彎曲過度被損壞，通常采用的辦法是多增加一些支撐立柱，均勻分攤梁的受力。

拱結構的作用：棚室屋架結構的頂蓋成曲線型外觀，中間高，四周低呈弧形曲面分布，這就是拱結構。拱結構因其結構上的特點（殼體結構）可以將荷載產生的作用力均勻傳遞到四周的支撐結構上。另外，圓弧形表面可以減小積雪在屋頂的堆積，從而減輕雪荷載，對于風荷載，由于流體力學的作用，拱結構屋頂較其他結構屋頂所受風作用力小，有效減輕風載，這也是許多大跨度建筑的屋頂多采用拱結構的原因，既有利于承載，又美觀。

通過對以上簡單結構的受力分析我們不難看出，物體正是因為其特定的結構，才能承受各式各樣的力，以及抵抗由這些外力作用而產生的變形。承受外力作用和抵抗變形是結構的力學本質。

下面我們再來了解一下結構構件的基本受力形式。

2、構件的基本受力形式

構件受力的基本形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。拉力——物體所承受的拉拽力,如吊車的吊繩、單杠和橋梁的斜拉索承受的力就是拉力。壓力——物體受到的擠壓力。如建筑地基以及承重墻體、橋墩等受到的力。

剪切力—兩個距離很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力。如連接剪刀的軸，正在被剪切的工件等受到的力就是剪切力。扭轉力—反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力。如汽車方向盤的軸、鉆機的鉆桿、電鉆鉆頭受到的力是扭轉力。彎曲力—作用于物體 ,使它產生彎曲的力。如被拉彎的弓、單杠的杠體等等。

第四篇：新課標蘇教版高中通用技術《技術與設計2》第一單元第二節《結構與穩定性》精品教案

新課標蘇教版高中通用技術《技術與設計2》第一單元第二節《結構與穩定性》精品教案

一、教材分析

本課題是《技術與設計2》第一單元第二節第1部 分的教學內容，計劃用1課時進行教學。“結構與穩定性”安排在學生學習了“常見結構的認識”之后，這樣安排符合學生的認知規律，從淺到深由易到難。“結構與穩定性”是“結構與設計”這單元的一個重要組成部分，同時也是后面學習“結構與強度”的基礎，有著承上啟下的作用。并且“結構與穩定性”和生活實際聯系密切。所以，這部分內容是本單元的重點。

本課教學對象是我校高二年級學生。學生們已經有一定的生活經驗，并且經過技術與設計1模塊的學習后，也具備了一定的分析問題能力。但動手能力較差，不能很好地將理論知識與實踐相結合。所以在教學過程中，我注意創設情境，采取多種形式的教學方法吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣和熱情，挖掘學生的創造潛能，從而達到本課的教學目標。

二、教學目標

根據課標要求結合本節教材及學生已有的認知水平，我確定本節課的教學目標如下 ：

(1)知識與技能：通過技術試驗，使學生了解影響結構穩定性的主要因素；培養學生的觀察分析能力，運用本節知識分析解決實際問題的能力。

(2)過程與方法：通過技術試驗及試驗分析、討論等方法引導學生綜合運用相關的理論知識，提高學生的知識遷移能力。

(3)情感與價值：通過本節教材內容的學習，提高學生對結構穩定性設計的意識，激發他們的學習興趣，促進學生之間的相互交流與合作。

三、教學重點難點

重點：通過技術試驗，引導學生分析影響結構穩定性的主要因素。難點：運用影響結構穩定性的主要因素解決生活實際問題。

四、教法

“教無定法，貴在得法”，選擇有效的教學方法是取得良好教學效果的保證。根據課標要求結合本節教學內容與學情分析，我采取以下教學方法：

1、情境創設：通過播放視頻和做演示試驗，引導學生觀察、分析、交流、探討影響結構穩定性的主要因素。

2、引導發現：在學生參與演示實驗的過程中，激發學生對技術理論知識掌握和學習的興趣。通過動手制作激發學生的創造力和想象力，鞏固課堂所學的理論知識。

3、總結評價：在課堂教學中，對學生進行過程評價及總結評價。

五、教具準備

教學課件、鐵塊泡沐組合體1個、礦泉水2瓶、三角形、四邊形等組合體的結構框架幾個、活動的方形架1個、自制不倒翁1個、筷子幾十把、橡皮繩和棉線若干米、小剪刀若干把。

六、教學過程：(一)視頻導入

采用激趣法，播放視頻資料，介紹超強臺風的電影畫面，臺風中心所到之處，一片狼藉，很多結構受到破壞，給人類帶來了無比的恐慌和傷害，08年汶川大地震的災難性的畫面應該給我們帶來很強的責任 感，穩定的結構可以保護人們的生命和財產安全，日本的五重佛塔讓我們知道穩定的結構是可以做到的，所以研究結構的穩定性是非常有意義的。從而激發起學生對穩定性學習的興趣，引出結構穩定性的概念。

注：結構的穩定性不能光理解成倒與不倒的問題。(二)演示探究

老師與學生共同演示技術試驗，讓學生仔細觀察，并提出問題引導學生分析影響結構穩定性的主要因素。

探究影響結構穩定性的主要因素

1、試驗一：(探究結構的穩定性與重心位置高低的關系)

思考: 將此結構按以上兩種方式放置，要將此結構拉倒,哪種方式用的力大?為什么? 說明：重心位置的高低是影響結構穩定性的主要因素之一。

學生舉例：生活中有哪些結構的穩定性設計用到這一要素？同時請學生演示不倒翁的穩定性，討論書P16制作不倒翁辦法的可行性。

2．探討試驗二：

演示：掛重錘的活動方形架的穩定性演示。

說明：結構的穩定性與結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內有關。學生舉例：生活中有哪些結構的穩定性設計用到這一要素？ 3．試驗三：(探究結構的穩定性與結構的形狀的關系)

請學生上臺演示各種結構不同的穩定性，自己總結出結論。說明：結構的形狀是影響結構穩定性的主要因素之一 學生舉例：生活中有哪些結構的穩定性設計用到這一要素？ 4．試驗四：(探究結構的穩定性與支撐面的大小的關系)

思考:

將兩瓶礦泉水放在桌面上,放置方式如上圖所示,當搖動桌子時,哪個先倒下?說明了什么問題? 說明：結構與接觸面所形成的支撐面的大小是影響結構穩定性的主要因素之一。學生舉例：生活中有哪些結構的穩定性設計用到這一要素？ 最后提出是不是支撐面越大越穩定呢？

例如：邊長：5×100mm,20×20mm,高相同形狀一樣，且重心的垂線均在底面的中心的兩結構哪一個更穩定？

結論：這些要素是綜合的不是孤立的。

5．介紹五重佛塔不倒的原因，拓展出結構穩定性的其他要素。(三)親身體驗、探究實踐：

1．以小組為單位，利用筷子、橡皮筋和棉繩，搭建一個穩定結構，并能承受一個雞蛋，使其在吹風機的作用下能保持一定的穩定性。

2．鼓勵性的評價學生設計的作品

(四)知識拓展遷移

1．運動狀態與靜止狀態的結構穩定條件不相同：

(1)自行車騎起來時，只有兩個支撐點，為什么不會倒下呢？(2)靜止狀態的陀螺會傾倒，但它轉動時卻可以立起來？ 2．人們又利用不穩定的結構實現某些功能：(1)倒置的啤酒瓶可以預報地震。

(2)在打水的桶口扣一重物，在水面時能自動翻到打水。(五)課堂小結

本節課你學到了什么？

通過問答形式引導學生總結本節課內容：

影響結構穩定性的主要因素有重心位置的高低，結構與地面接觸形成的支撐面的大小，結構的形狀；以及結構重心所在點的垂線是否落在結構底面范圍內有關。

(六)作業布置

收集身邊一些不穩定的結構，并結合本節課學習內容對它進行分析。

第五篇：第一單元音樂與生活教學設計

第一單元音樂與生活

課題：生活之音 教學目標：

1、引導學生關注生活中的音樂，同時感悟到：“音樂源于生活，又高于生活，從生活中來，又運用到生活中去”；

2、接觸一些伴隨人類生活的各種音樂，思考作曲家如何運用生活中的各類素材創作音樂作品；

3、能從本節課所講授的內容中受到啟發，積極參與創作生活中的音樂。

教具準備：

課件、鋼琴、音響設備、盛水的臉盆、杯子。

教學過程：

一、組織教學：

師：西方有位哲人曾經說過：音樂是情感的藝術，音樂也是生活的藝術。它可以引領我們漫步于高雅殿堂之中，也可以讓我們任意徜徉于音樂的海洋。在正式上課之前，我們先來回顧一下上節課所學的內容。欣賞音樂片段思考問題：

二、前置測評和訓練：

播放《歡樂頌》視頻片段，回答問題：a 這段樂曲的作者是誰？b 演唱形式是什么？c 樂曲是幾拍子，強弱規律是什么？（樂圣貝多芬、合唱、4/4拍 強弱次強弱）師：以上這段音樂是中西方優秀音樂的代表之作，那么在我們的日常生活中有沒有音樂呢？現在老師給大家播放了一段我們身邊的音樂，這段場景你是否熟悉？它經常出現在什么地方？

三、導入新課:

1、欣賞音樂《臨清經典叫賣聲》片段。聆聽胡同里的叫賣聲：“磨剪子，鏘菜刀??”

師：現在請出一位同學以“放學了，回家了”來模仿剛才所播放的叫賣聲，節奏和它一樣。生：（仿）

師：我們身邊的音樂還有很多很多，剛剛聽到的那段胡同里的叫賣聲，現在換了身行頭又來了，讓我們來聽聽，看它變成什么樣了？并且想想，兩者有什么不同？

2、繼續欣賞音樂《磨刀老頭》另一片段。生：（回答問題）

師：這是作曲家劉歡根據胡同里的叫賣聲和磨刀人的生活寫的一首歌，它已經不再是單純的叫賣聲，變成了描寫磨刀人生活、心理、勞動的一首歌。聽完這首歌曲，老師有一個問題要問大家，音樂是怎樣產生的？它源于什么？

生：音樂是在勞動中產生的，它來源于生活，又高于生活。師：非常好！音樂源于生活又高于生活，它是生活之音的藝術升華。這就是我們今天要講的“生活之音”（出示課題和目標）

四、聆聽與鑒賞

1．師：了解了目標，我們來聆聽幾個音樂片段，你們判斷一下它們各自所描繪的是什么場景？

欣賞《蓋郵戳》

師：請所有同學想像一下，這段音樂是描寫什么工作場景.生：蓋郵戳.師：對,表現了郵遞員快樂心情,和對工作的熱愛,對生活的熱情.下面再欣賞一段音樂，請說明有什么特點？表現了什么？ 生： 打蚊子 欣賞《打字機》

師：這段音樂描繪了什么場景？用了什么作為道具？ 生：打字機。

師：美國作曲家、指揮家安德森的《打字機》創作于1950年。作者獨具匠心地用真正的打字機作為節奏樂器，又采用了管弦樂器表現音樂，描繪了大城市辦公大樓中喧囂的打字機聲和繁忙的辦公場面。就是說音樂來源勞動，來源生活。只要是生活中的聲音，它就是音樂的原始材料。下面我用鋼琴演奏一首同學們比較熟悉的一首樂曲.要求聽完后回答樂曲名字.(教師演奏)生: 回答.（《獻給愛麗絲》）

師：下面我們就來介紹一首用鋼琴這件樂器是來表現生活中常見的鐘表的音樂作品，李斯特的《鐘》。李斯特是匈牙利作曲家，他的一生相當輝煌，可以說桃李滿天下，后人送給他一個美稱“鋼琴之王”，我們來先來了解一下李斯特。

2、李斯特的《鐘》 A、作者簡介（視頻介紹）

B、背景搜索（創作《鐘》時的小故事）

C、師：欣賞音樂并思考問題：李斯特是怎樣運用鋼琴的特點來表現鐘聲的？

生：回答問題

師：鋼琴透明清澈的音色、均勻的節奏以及短促的跳音演奏，使得小鐘鳴響的形象變得惟妙惟肖。同學們是不是對音樂來源于生活，生活充滿音樂更進一步地體會？好，現在問大家用什么方式使水發聲？

生：學生進入思考

師（拿出課前準備好的教具：盛水的臉盆，杯子一個）拍水舀水倒水滴水等

師：使用不同的發聲用具，并運用不同的方法制造出音響各異的水聲，把我們身邊最普通、最熟視無睹的“生活現象”，通過聲音和畫面全新地展現給人們。同學們帶著剛才的問題來欣賞下面的音樂《永恒的水》吧。

4、欣賞音樂《永恒的水》

師：A、欣賞《永恒的水》的同時，思考問題：音樂片段中運用了哪些樂器來配合表現水聲的？ 生：（討論）

師：大提琴 鈸 短笛 單簧管 長號 瓢等。

B、譚盾簡介

五、課堂小練習：

1、美國作曲家安德森所創作的《打字機》用什么作為節奏樂器，又采用了什么樂器來表現音樂？（真正的打字機 管弦樂器）

2、李斯特是哪國作曲家？他享有什么的美稱？（匈牙利 鋼琴之王）

3、《永恒的水》是誰的代表作品？（譚盾）

4、節奏小練習

六、拓展與探究

1、《另類打字機》

2、《過年我當家》（片段）

七、課堂小結：今天聆聽了幾首與我們生活有關的音樂，并和大家一起創造和表演新的音樂節奏，同學們的也知道了音樂來源于生活：“音樂是生活，生活就是音樂”。課后，請大家搜集一些與生活現象有關的道具，積極參加“紙樂”的創作。