第一篇：高中通用技術《常見結構的認識》教學設計

《常見結構的認識》教學設計

一、教案背景

1、面向學生：高中二年級

2、課時名稱：《常見結構的認識》（蘇教版《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節）

3、學科：通用

4、教材：《通用技術》（蘇教版）

5、課時：2

6、學生課前準備：

瀏覽【百度圖片】常見設計結構的相關圖片。

二、教學內容分析

本節是蘇教版《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節“常見結構的認識”內容。具體包括3部分內容:1.無處不在的結構2,結構與力3.結構的類型。通過展示形形色色的結構圖片以及對這些結構分析和研究,使學生知道結構的廣義——結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列及力學角度的含義——結構是指可承受一定力的架構形態, 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。讓學生體會技術存在的廣泛性，明確結構的重要性：（1）結構是事物存在的形式（2）結構影響甚至決定事物的性質（3）結構影響甚至決定事物的功能。卓越的結構是設計者和制造者重要追求。告訴學生自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示，人們將其成果應用到技術領域, 是為了更好地服務于人類。向學生講解構件的五種基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力及簡單結構的受力分析，接著通過圖片和小試驗, 強化從力學角度認識不同結構類型：實體結構、框架結構、殼體結構、組合結構。

三、學情分析

通過以前的學習，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。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，一些學生在受力分析中還是有點困難的，在教學中要利用圖片分析說明拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力及簡單結構的受力分析，接著通過圖片和小試驗, 強化從力學角度認識不同結構類型等。

四、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：

通過案例分析，提高理解和分析問題的能力，培養全面、系統的分析問題的能力，激發學習激情和興趣。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。

五、教學重難點

1.教學重點：

掌握結構與力，結構的分類 2.教學難點：

學會從技術的角度分析事物的受力。

六、教學準備

人體骨胳標本、收集常見結構的圖片、蒼耳子、尼龍搭扣、自行車、座椅、簡易橋梁、教學課件PPT

七、教學過程

[導入新課] 請將以下六個字排列成一句有意思的話 這人個表好現

同樣的六個字“這個人表現好”“這個人好表現”，但因排列不同，就形成了一褒一貶。這六個字按不同的方式排列，得到了不同的語句，這是一種文字結構。這節課我們就來認識結構。

[新課教學] 由此歸納結構概念：

結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。結構的各組成部分，通常稱為構件

1、無處不在的結構：

人們每天都在與各種各樣的結構打交道，結構無處不在。如游樂場里的游樂項目讓人目不暇接，過山車、旋轉飛輪、旋轉木馬、旋轉飛輪等令孩子們流連忘返。觀察這些游樂設施，你會驚嘆他們結構設計的巧妙和堅固。一切事物都存在結構，結構多種多樣且決定著事物存在的性質。

1）自然界中的結構

【百度圖片】http://image.baidu.com/

圖片展示自然界中的結構：蜂巢、鳥窩、人體骨骼、貝殼、冰晶、蜘蛛網、大象、蛇、蒼耳子等

引導學生分析蜂窩和蜘蛛網的結構。這種結構的優點在哪里？

蜂巢：耗材最小，容積最大。使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間，空間使用效率最好。蜘蛛網：任意兩個節點都能找到一條可通過的路徑。

啟發：事物的各個組成部分之間的搭配和排列改變了，即結構改變了，事物的性質也發生了改變。如人的染色體有X染色體、Y染色體之分，X染色體、Y染色體不同的搭配和排列，決定這個人是男人還是女人。

形形色色的結構能給人以美的享受，給人創造的靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 更好地服務于人類。[馬上行動] 生產生活中還有那些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生？

船槳（魚鰭）人工冷光（螢火蟲）風箏（鷹）鋸（螳螂臂或鋸齒草）車輪（隨風旋轉地飛蓬草）潛水艇（海豚）聲納（蝙蝠）潛水用的腳蹼（鴨子）潛水艇的流線型設計（魚類）

2)技術領域中的結構

（圖片展示)技術領域中的結構：鐵錘、汽車、手機、悉尼歌劇院、羅浮宮、比薩斜塔、吉隆坡雙子星大樓、輪船、臺燈等。

結構影響性質和功能，合理的結構是事物存在和發展的基礎，卓越的結構是設計者和制造者長期的追求。如果結構存在問題，也許就會導致重大事故的發生。

【百度文庫】：魁北克大橋的坍塌。http://wenku.baidu.com/view/c6a4c41cfc4ffe473368abd6.html

[學生思考]：大橋坍塌的原因是什么？

擅自改變橋的結構。1907年，加拿大魁北克附近的圣勞倫斯河上落成了全球最長的拱橋。該橋采用了比較新穎的懸臂構造，這樣的結構非常流行。盡管只比蘇格蘭愛丁堡福斯河上非常成功的懸臂大橋稍長一點，但魁北克大橋存在設計問題，還未完工就坍塌了。

3)社會領域中的結構：

在社會領域,也普遍存在著結構現象。如：文章結人事結構、人員的學歷結構、人員的職稱結構、書法結構等

[馬上行動]：

請分別列舉自然界、技術領域、社會領域給你印象較深的有關結構的事例？ 自然界：樹狀結構、天體結構、植物的結構、動物的結構 ?

技術領域：汽車的結構、微機的結構、電腦主板的結構、數字控床的結構 ? 社會領域：教育系統的結構、通用技術的學科結構、課堂教學結構、文化、經濟格局等。[小結]結構的重要性 ：

（1）結構是事物存在的形式（2）結構影響甚至決定事物的性質（3）結構影響甚至決定事物的功能

2.結構與力

從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。分析討論自行車的組成構件：自行車：車架、車把、傳動、座鞍、車輪等。車輪： 輻條、輪胎、車圈、氣門等。

生活中常見的結構都能抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。例如自行車承受人和所載物體的壓力及自行車自身的重力；橋墩承受自身重力及負荷的壓力、大風的作用力等其它外力。

討論分析生產、生活中常見結構，要抵抗來自外界力的作用情況： 建筑物的窗戶：自身重力、墻體的壓力、風力、外來撞擊力 ? 課桌：自身的重力、手臂的壓力、桌面上物體的壓力?

硬紙包裝箱：箱內物體的重力、箱內物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力? 構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。[馬上行動]：請連線（p6）

受力形式

概

念

拉 力

物體所承受的拉拽力

壓 力

擠壓物體的力

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

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

彎曲力

作用于物體 ,使它產生彎曲的力

案例分析P6分析椅面和橋面的受力

[馬上行動]p7：探究：觀察右圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。

一、保持人在推磨時推桿始終在平行于地面的平面上運動，改變了人推磨時的用力方向，只需前推與后拉，使推磨更輕松；

二、防止推桿彎曲變形。

三、抵消推桿自身的重力

進一步挖掘：石磨在推動過程中，繩子在空間的軌跡是一個什么圖形？ 小實驗：

指導學生做“紙板承受壓力試驗”p8： 比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。試驗準備、試驗過程（略）回答問題：

1）哪種情況下紙板的抗壓能力最強? 2）舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義。

3）如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化 ? 事物結構合理性的基礎是能夠抵抗來自外界的各種作用力和自身重力的影響。3.結構的類型：

1）實體結構：是指結構體本身是實心的結構。受力特點：外力分布在整個體積中。

如長城、三峽大壩、錘子、廚房中的菜板子、實心墻、水庫的大壩、古代的城墻、柱子、實心球等是實體結構。

2）框架結構：是指結構體由細長的構件組成的結構。受力特點：支撐空間而不充滿空間

框架結構是由細長的桿件或板件連接而成的，構件可以是空心，也可以是實心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結構用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。象窗戶、畫框、房子、竹排、教室的門窗、常用木框架，蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、自行車、艾菲爾鐵塔、桌子、板凳、書櫥、輸電鐵塔等是框架結構。

3）殼體結構：通常是指層狀的結構。

受力特點：外力作用在結構體的表面上，由弧面整體分擔承受，抵抗變形。殼體結構是用薄壁殼狀構件來替代空間框架而形成的一種空間結構。由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設中用得很多。象頭盔，汽車飛機外殼、飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、核桃殼、鍋碗瓢盆??等是殼體結構

4）組合結構：在生產和生活實際中，很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的。

受力特點：復雜

在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構。自行車也是由若干結構組合而成的。其中承重部分是框架結構，擋泥板是殼體結構，腳踏與鏈輪之間是傳動結構（屬于機械結構）等

[馬上行動]：p10指出表中所列物體的結構類型

[學生討論] 進入工地時總是被要求戴上安全帽，為什么？ [課后作業]：p11 練習1、2、3題

八、教學反思

1.這節課主要是讓同學們對一些簡單結構有一個比較清楚的認識，所以這節課采取了比較直觀的方式，舉了許多現實中的實例，歷舉了大量的圖片，學生反應熱烈。本節課利用文字游戲導入。通過文字的排列得出結構，然后通過具體圖片展示，用圖片展示常見的事例片激發興趣切入課題，讓學生明白自然界中的結構。可補充在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出不同特性的現象處處可見。

2有自然界中的結構聯想得到技術領域中的結構，再通過自然界中的結構（蜘蛛網、飛鳥）聯想到網兜、飛機等，從而達到圖片的二次利用。

3．技術領域結構同樣采取展示技術領域結構的圖片，國家體育場“鳥巢”、拱橋、汽車來讓學生感知體會，通過閱讀大橋坍塌的案例讓學生思考，培養對待結構設計的科學的態度。再有魁北克大橋案例過渡到技術領域中的結構與力，同時以真實案例加上實物橋模型加以演示實驗來震撼學生的心靈，達到預期的教學目標。

4.再用橋梁模型來介紹構件。又一次載體的二次利用

5.在五種變形的基礎上，利用剪刀和指甲鉗進一步分析構件受剪切和受壓的區別。6.這節課節奏掌握的比較好，條理清楚，講解流暢，學生的反應也不錯。

第二篇：《常見結構的認識》教學設計

通用技術《技術與設計2》

第一節 常見結構的認識

一、教學內容分析

本課時使用的是蘇教版教材，是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節的第一課時。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。本節內容通過觀看視頻、圖片等方式，對自然界中形形色色的結構進行分析和研究,使學生明白“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學生知道結構與設計的重要性，知道自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域,是為了更好地服務于人類。從認識常見的結構開始，通過學生熟悉的事例，主要講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，并通過受力情況講解結構的分類。雖然沒有條件讓學生進行壓力試驗，但是生活中的一些實例也可以強化學生對不同類型結構特點的理解。本節內容不要求學生作進一步的結構受力分析，也不要求畫結構的受力圖。

二、教學對象分析

學生已經學過高中物理的一些力學課程，應該對本章結構問題的學習有一定力學基礎。高中學生對身邊存在結構有一定的了解，對結構的功能和分類也有一定的基礎，但是不能準確把握結構的定義。此外，學生不能準確地區分三類結構類型，特別是殼體結構的特點。

三、教學目標

1、知識與技能：

（1）學生能說出結構的含義；

（2）學生知道組成結構的構件的五種基本受力形式；（3）學生會判斷生活中物體的結構類型。

2、過程與方法：

通過案例分析引導學生從力學的角度上理解結構的涵義和一般分類，能對生活中的結構進行簡單的分類。

3、情感態度和價值觀：

讓學生養成注意觀察身邊事物的良好習慣，激發探索大自然及人類社會中存在的形態各異的結構的興趣。結合學生生活中的事例來認識有關事物結構的研究對科技創新的影響。

四、教學重難點

重點：結構與力；結構的類型

難點：從力學的角度理解結構的涵義，理解不同結構類型在生產生活中的應用。通用技術《技術與設計2》

五、教學策略

（一）教法

在教學過程中，采用講授法、案例分析、多媒體展示、馬上行動和課堂提問，讓學生共同討論、分析、交流互動，多種教學形式交叉和滲透靈活運用，并始終貫穿于整個課堂教學當中。及時讓學生自主總結和歸納。

（二）學法

鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗，從而引導學生養成自主探究的習慣。

六、教學過程

（一）了解結構

結構普遍存在于自然界和人類創造的各種物體中。

請學生欣賞幾種自然界的經典結構。（圖片展示蜂巢、貝殼、蜘蛛網、蟻巢等，還有文字說明）

師：自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域,是為了更好地服務于人類。

展示圖片：蜂巢——仿生蜂巢輪胎，蒼耳子——尼龍搭扣 【課堂討論】

生產生活中還有哪些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生的？ 請學生再欣賞我們先人創造的經典結構。展示圖片：長城，應縣木塔，趙州橋 【課堂討論】

展示的這些結構有什么特點？

總結：這些結構都具有一定的形狀，都需要承受外力的作用，在一定范圍內都具有抵御引起形狀和大小改變的力。

這就是結構的含義 引出從力學角度結構的含義：

（二）結構與力

從力學角度來說，結構是指可承受一定應力的物體形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這種組成部分通常稱為構件 展示自行車車輪的構件：

自行車的車輪由輻條、輪胎、車圈、氣門等構件組成。

師：當自行車載重過多時，車胎容易爆裂。從力學上來說，車胎爆裂的原因是車胎這個構件所受壓力過大，即結構的構件會受到壓力的作用。

問題：結構的構件除了壓力，構件還會受到哪些力的作用？ 通用技術《技術與設計2》

構件的基本受力形式

分別介紹五種受力形式的特點：（通過圖片展示進行案例分析）

1、拉力：

2、壓力：

3、扭曲力：

4、彎曲力：

5、剪切力：

【馬上行動】師生一起完成連線題 思考：

1、秋千的吊索，主要承受

2、橋梁的橋墩，主要承受

3、汽車方向盤的軸，主要承受

4、吊扇旋轉，吊桿主要受

5．在奧運會體操比賽的時候，運動員在單杠上做大回環姿勢時，會使杠體產生（）變形。

【探究活動】比較不同形狀的紙板承受壓力的大小 總結： 結構不同對力的抵御效果也不同。

（三）結構的類型

根據物體的結構形態在受力時承受和傳遞力的方式差別，通常將結構分為： 展示圖片：長城——實心球——埃及法老像

1、實體結構：結構體本身是實心的結構。

特點：堅固、耐壓抗撞擊

缺點：耗材多、自重大

展示圖片：埃菲爾鐵塔、鳥巢——建筑框架——課桌椅

2、框架結構：通常是指結構體由細長的構件（梁、柱、桿、管??）組成的結構。

特點：結構穩定、抗壓抗拉 缺點：構件損害對整體有嚴重影響

展示圖片：龜殼——拜占庭式建筑圓頂——蒙古包、帳篷

3、殼體結構：通常是指層狀曲面的結構。特點：空間大、抗上壓、受力均勻 缺點：制作難度大

師：三種結構各有優缺點，設計結構時要揚長避短。在生產和生活實際中，很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的。【馬上行動】指出表內所列物體的結構類型 通用技術《技術與設計2》

【活動】20張相同撲克牌（撲克牌不能折）進行搭建一個結構，搭建完成保持10秒穩定，挑戰一下最大高度。

師：好多學生用三角形結構，三角形這個形狀穩定性好，強度也大，穩定性和強度是我們下節課要探究的結構的性質。

（四）課堂小結

1、結構是指可承受一定力的架構形態。結構構件的基本受力有拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。

2、結構類型主要有：實體結構、框架結構和殼體結構。現實生活中的結構更多的是若干結構類型的組合。

教學反思

本節內容的學習，一定要切合學生的生活經驗，這樣才能引起學生的共鳴，活躍課堂氣氛，才能激發學生的學習熱情和對后面學習內容的興趣。比如蜂巢和貝殼結構等案例，得出事物的結構是人類思維的源泉。引導學生注意結構有形態和承受力。本節課主要通過圖片等資料邊看邊分析讓學生對結構有一定的認識，通過問題分析讓學生從力學的角度理解結構的概念，掌握結構的基本受力形式以及對不同類型的結構特點的理解。

第三篇：常見結構的認識教學設計

一常見結構的認識教學設計 奉化市教師進修學校 黃育稼

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。本節內容通過放映蜂窩、鷹的身體等結構圖，通過對自然界中形形色色的結構的分析和研究,使學生明白“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”，自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域,是為了更好地服務于人類。本課時還要講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，講解應力概念。從認識常見的結構開始，通過學生熟悉的事例，展開技術視野中的力與結構討論。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，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結構的特點的理解。不要求學生作進一步的結構受力分析，不要求畫結構的受力圖。教學重點是結構概念，教學難點是學生對應力概念的理解。教學目標：

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。

4、通過學習“鷹眼與導彈跟蹤系統”等案例，激發學生的學習激情和興趣。課時安排：2課時。教學過程：

一、無處不在的結構：

引導學生觀察結構圖，分析蜂窩、鷹的身體的結構。要求學生說出蜂窩、鷹的身體結構的優點在哪里。

1、結構的含義

結構的本質：物體會受到各種各樣的力，結構是可承受一定力的架構形態，可用來抵抗引起形態和大小改變的力。簡單地說，結構是為了承受力和抵抗變形，這便是結構的本質。讓學生閱讀案例： 鷹眼與導彈跟蹤系統。讓學生思考：

⑴閱讀案例以后，你最想說的是什么？ ⑵為什么要研究結構？

2、為什么要學習結構？

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。⑴同樣是水，有液態、氣態、固態；

⑵同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在； ⑶化學有機物結構不同性質不同（色素）； ⑷同樣的六個字“這個人表現好”“這個人好表現”，但因排列不同，就形成了一褒一貶； ⑸用同樣的材料，做出的結構不同的小板凳就會有不同的特性，有的穩，有的不穩；

⑹各種材料組成結構可以使“死的”材料變成“活的”機器。如：發動機、電子計算機?? 結構不合理就會產生嚴重的后果，如橋斷、屋塌??所以我們應學習結構，將來去創造結構。

3、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。技術課主要研究工程結構，簡稱結構。

4、幾個重要概念

⑴鉸接：桁架全由三角形組成，接頭全為旋轉接頭，稱為鉸接。⑵架構：物體的主體框架與構造形式。

⑶構件：組成結構的各組成部分。可以是一個零件，也可以是多個零件的組合。

二、結構與力

從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

當一個結構受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。應力是構件的單位橫截面上所產生的內力。當應力達到某一極限時，結構就會遭到破壞。

（一）受力形式

工程結構承受的外力有各種各樣，但以它們對結構的影響來說，主要有以下幾種。

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。

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，作用線與壓桿軸線重合的集中力，方向指向桿的底面。如液壓機的頂桿工作時就是受壓。

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力，其受力模型如圖。

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，轉向相反的力偶矩。

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。其作用力是使梁產生彎曲變形。

（二）結構受載荷實例：

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荷，保證結構的可靠工作。

1、秋千的吊索，主要承受拉力；

2、橋梁的橋墩，主要承受壓力；

3、連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；

4、汽車方向盤的軸，主要承受扭力；

5、單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎力；

6、吊扇旋轉，吊桿主要受扭力和拉力；

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。

（三）典型結構分析

1、單杠結構分析

⑴各部分名稱：杠體，立柱和拉桿。（為什么做成這樣的結構？）

⑵杠體的受力與變形：杠體總是朝著人體所在的瞬間位置的方向上發生彎曲。——彎曲力 ⑶立柱、拉桿的受力與變形：

立柱：靜止時受壓力；當人在運動時，對立柱產生彎矩m，使立柱彎曲變形。——怎樣做才能保持單杠穩定？ 拉桿：人在運動時，拉桿起到輔助立柱抗變形作用。

2、棚室屋架結構分析

⑴棚室荷載與立柱受力：永久性荷載（不隨時間變化而變化的荷載）和可變性荷載（隨情況變化而變化的荷載）。

⑵梁的受力：梁的上部，受壓力，材料被擠壓；下部，受張力，材料被拉伸。防止彎曲變形大的方法：增加支撐點。⑶拱結構的應用

拱結構：中間高四周低，呈弧形的曲面。

應用：在跨度較大的情況下，建筑物多采用拱結構。這樣的結構既有利于承載，又美觀。

三、常見結構的類型（從力學的架構與形態考慮）

1、實心結構

⑴實心結構通常是指結構體本身是實心的結構。房屋的墻體、水庫的大壩、古代的城墻等，都屬于實心結構。

⑵幾何特征及受力：幾何外形簡單，通常有桿（柱）、板、體等之分。它的受力特點是能承受較大的力，外力分布在整個體積中。

2、框架結構

⑴框架結構通常是指結構體由細長的構件組成的結構。教室的門窗常用木框架，蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、輸電鐵塔等都是框架結構。

⑵組成：由梁、柱、桿、管等組成，也有用板件組成的。這里的桿或板，可以是實心的，也可以是管材。

⑶幾何特征及受力：幾何外形較為復雜，其特點是支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。依據功能和使用條件的不同，可以設置成不同框架的組合。

3、殼體結構

⑴常見物品：飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、西瓜??

⑵結構特征：殼體內空時，受力合理、形態穩定。殼的幾何形狀有折線式（方形、長方形、多邊形）的、圓弧形的和拱形的等。

⑶受力特點：殼受沖擊力時，外力由弧面整體分擔承受，抵抗變形。

4、組合結構

⑴在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構，如：大壩都是拱形和實心結構的組合體；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）。⑵結構的類型種種：纜索結構、桁架結構、空間桁架結構、球形空間桁架結構等。⑶組合結構的受力：復雜（這是大學結構力學將要學習的）。

思考、馬上行動、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，根據學生練習過程中的反饋信息，評價學生和調整課堂教學。

第四篇：《常見結構的認識》教學設計

通用技術《技術與設計2》

第一節 常見結構的認識

一、教學內容分析

本課時使用的是蘇教版教材，是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節的第一課時。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。本節內容通過觀看視頻、圖片等方式，對自然界中形形色色的結構進行分析和研究,使學生明白“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學生知道結構與設計的重要性，知道自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域,是為了更好地服務于人類。從認識常見的結構開始，通過學生熟悉的事例，主要講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，并通過受力情況講解結構的分類。雖然沒有條件讓學生進行壓力試驗，但是生活中的一些實例也可以強化學生對不同類型結構特點的理解。本節內容不要求學生作進一步的結構受力分析，也不要求畫結構的受力圖。

二、教學對象分析

學生已經學過高中物理的一些力學課程，應該對本章結構問題的學習有一定力學基礎。高中學生對身邊存在結構有一定的了解，對結構的功能和分類也有一定的基礎，但是不能準確把握結構的定義。此外，學生不能準確地區分三類結構類型，特別是殼體結構的特點。

三、教學目標

1、知識與技能：

（1）學生能說出結構的含義；

（2）學生知道組成結構的構件的五種基本受力形式；（3）學生會判斷生活中物體的結構類型。

2、過程與方法：

通過案例分析引導學生從力學的角度上理解結構的涵義和一般分類，能對生活中的結構進行簡單的分類。

3、情感態度和價值觀：

讓學生養成注意觀察身邊事物的良好習慣，激發探索大自然及人類社會中存在的形態各異的結構的興趣。結合學生生活中的事例來認識有關事物結構的研究對科技創新的影響。

四、教學重難點

重點：結構與力；結構的類型

難點：從力學的角度理解結構的涵義，理解不同結構類型在生產生活中的應用。通用技術《技術與設計2》

五、教學策略

（一）教法

在教學過程中，采用講授法、案例分析、多媒體展示、馬上行動和課堂提問，讓學生共同討論、分析、交流互動，多種教學形式交叉和滲透靈活運用，并始終貫穿于整個課堂教學當中。及時讓學生自主總結和歸納。

（二）學法

鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗，從而引導學生養成自主探究的習慣。

六、教學過程

（一）導入語

指導學生觀看視頻《踩雞蛋》

引導學生思考：為什么人踩在雞蛋上可以不踩破雞蛋？

師：脆弱的雞蛋可以承受人體這么重的力量，它的魔力何在？與雞蛋本身的拱形結構有關。關于拱形結構，最著名的范例就是我國的趙州橋。我們都知道趙州橋之所以出名就是因為它跨度大而且沒有任何橋墩，之所以千年依然堅固耐用就是靠的巧妙設計的拱形結構。

今天我們就一起來探究“結構”這個詞的魅力。

（二）結構是無處不在的

師：“結構”一詞，對同學們來說可能并不陌生。請同學們想一想，在學習的哪些課程中提到過“結構”？

【學生討論】

教師引導：在生物課中提到過：人體的結構、細胞的結構等；

在政治課里有社會結構、階級結構等；

在化學和物理中，有物質結構、分子結構、原子結構等； 在語文課里接觸過：文章的結構、語句的結構等； 在地理課中有地質結構等。

總結：結構是普遍存在著的。它廣泛的存在于自然界、技術、社會各個領域。

請學生欣賞幾種結構。（圖片展示蜂巢、蜘蛛網等）

師：以上我們看了這么多物體的結構，可以說它們各有特點，各不相同，盡管它們的具體內容各不相同，但它們的本質內涵是一樣的，都是很多部分組合而成的。那到底什么是結構呢？

（三）結構的內涵

結構是指事物的各個組成部分之間的搭配和排列。結構的各個組成部分或零件稱為構件。

比如：汽車由車身、底盤、輪子、發動機等組成； 通用技術《技術與設計2》

椅子由椅背、椅面、椅子腿和橫檔組成。

【思考】為什么要研究結構？

因為它對人類有貢獻，自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域,是為了更好地服務于人類。

例如：

（1）鳥與飛機；（2）魯班發明鋸子；（3）鷹眼與導彈跟蹤系統。

【拓展】看來我們人類好多地方不如動物,不能象鳥一樣在空中自由飛翔,不能象魚一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動物界的統治者呢? 啟發學生回答：憑大腦,憑學習,人類把幾千年知識在幾年十幾年中繼承過來并在原來的基礎上進行創新，現在進入知識經濟時代，人類知識總量幾年就要翻一番。【課堂討論】

生產生活中還有哪些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生的？

師：每一種物體都有其特定的結構，結構的多種多樣，就決定了事物的性質多樣化。汽車有輪子所以能跑，飛機有翅膀所以能飛，物體的特性與結構有很大的關系。而且即使是相同的物質，結構不同，往往表現出不同的特性。

比如： ——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；

——同樣的六個字“這個人表現好”“這個人好表現”，因排列不同，就形成了一褒一貶；

意義：結構在我們生活中是非常重要的，結構不合理，就達不到預期的效果，甚至會產生嚴重的后果，如橋斷、房屋倒塌等。【觀看視頻】《哈爾濱陽明灘大橋垮塌》

（四）結構與力

師：請同學們思考，為什么橋會斷裂？（因為有力的作用）

生活中常見的結構都要承受一定力的作用。那么結構與力有什么關系呢？ 師：大多數結構的物體都需要承受外力的作用，當外力達到一定程度，物體就會遭到破壞，形狀和大小就會改變。所以任何結構都需要在一定范圍內具有抵抗其形狀和大小改變的能力。

引出從力學角度結構的含義：

結構是指可承受一定應力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。通用技術《技術與設計2》

列出三幅圖片，學生思考有什么共同之處？（都是人坐在椅子上）椅子所承受的是人對它的什么力？（壓力）

所以在結構和構件上的各種力，第一種就是壓力，另外4種：拉力、扭曲力、彎曲力和剪切力

分別介紹五種受力形式的特點：（通過圖片展示進行案例分析）

1、拉力：物體所承受的拉伸力。比如秋千的吊索、拔河。

2、壓力：擠壓物體的力。比如橋梁的橋墩、桌子、訂書機、壓路機等。

3、扭曲力：使物體發生扭轉形變的力。如汽車方向盤的軸、螺絲刀、擰瓶蓋、擰干衣服等

4、彎曲力：作用于物體，使它產生彎曲的力。比如單杠的杠體（上面的橫杠）、釣魚時的魚竿等

5、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的力。比如剪紙、刀切菜、切木頭等 【馬上行動】師生一起完成連線題

為了保證結構的正常工作，這些構件必須有相應的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。

（五）結構的類型

根據物體的結構形態在受力時承受和傳遞力的方式差別，通常將結構分為：

1、實體結構：結構體本身是實心的結構。如墻壁、柱子、實心球等。

特點：（1）能承受較大壓力。外力分布在整個體積中

（2）幾何外形簡單。

2、框架結構：通常是指結構體由細長的構件（梁、柱、桿、管??）組成的結構。如窗戶、畫框、房子的架構等等。

特點：（１）支撐空間卻不充滿空間。

（２）幾何外形較復雜。（３）制作方便、省料。

3、殼體結構：通常是指內部中空的結構。

這是一個很形象的詞，大家可以想一想貝殼，類似于貝殼的結構就是殼體結構。

殼體結構普遍存在于自然界中，通常是指層狀的結構，如：西瓜、帳篷、椰子、雞蛋等。

這種結構的特點是什么呢？咱們來分析這樣一個問題

【學生討論】進入工地時總是被要求戴上安全帽，為什么？

分析：安全帽屬于殼體結構，它為什么能承受這么大的力呢？因為壓力分布在帽子的外表面，而不是一點上，所以它能承受這么大的力，頭不易受傷。通用技術《技術與設計2》

由此殼體結構的特點就很明顯了：（1）外力作用在結構體的表面上。（2）受力均勻、形態穩定。

正是由于殼體結構的特點，以較薄的外殼能承受較大的外力，人們也由此獲得了靈感，使得殼體結構被廣泛應用于技術領域。比如汽車的安全氣囊等。

以上我們學習了三種結構，下面咱們來做兩個練習題。

【小試牛刀】

1、分析下列物體的結構類型，判斷哪個不屬于殼體結構（）A、葫蘆 B、球形陶瓷飾品 C、貝類 D、金字塔

2、下列選項中，屬于框架結構的是（）A、房屋的墻體 B、教室的門窗 C、化工廠的儲油罐 D、煮飯用的高壓鍋

【思考】是不是物體只有這三種結構呢? 【拓展】

在生產和生活實際中，很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的。——復合結構。

分析：木房子，房頂是殼體結構，具體到每一個柱子、梁就是實體結構，由梁和柱子組成的木房的整個架構就是框架結構。

（六）課堂小結

1、結構無處不存在

2、結構與力

3、結構的類型

七、教學反思

本節內容的學習，一定要切合學生的生活經驗，這樣才能引起學生的共鳴，活躍課堂氣氛，才能激發學生的學習熱情和對后面學習內容的興趣。比如魯班和鋸子等案例，得出事物的結構是人類思維的源泉。本節課主要通過圖片等資料邊看邊分析讓學生對結構有一定的認識，通過問題分析讓學生從力學的角度理解結構的概念，掌握結構的基本受力形式以及對不同類型的結構特點的理解。

第五篇：常見結構的認識-教學設計

常見結構的認識

一、教學目標

1.知識與技能目標

(1)了解結構的含義，認識事物的結構是多種多樣的，事物的結構決定著事物的存在 2.過程與方法目標

(1)通過對自然界、社會、技術三個領域的結構認識，培養學生的興趣(2)培養學生行程用結構的框架來思考、認識問題的能力 3.情感態度和價值觀目標

(1)形成學生對結構的了解，并養成研究結構的興趣與熱情。(2)體驗解決問題過程的艱辛和獲得成功的喜悅。(3)認識技術的創造性特征，培養勇于創造的個性。

二、教學重點：了解結構的定義

三、教學難點：如何用結構的組成來分析具體的問題

四、教學方法：教授、任務驅動、小組合作。

五、設計思想 1.教材分析

本課時是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第一節“無處不在的結構”的第一課時。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。本課時要通過放映蜂窩、蜘蛛網、大樹、動物的身體與器官等結構圖。通過對自然界中形形色色的結構的分析和研究,使學生明白“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”，自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 是為了更好地服務于人類。

2.設計理念

常見結構的認識，要從常見的事物中認識結構，就是廣義結構的講解，在著重介紹狹義中的結構——自然界中集中典型結構。在常見結構的講解中，我選擇了科羅拉多大峽谷，金字塔，雙子塔，人體骨骼，垂柳，蝗蟲，太陽系，原子結構這些學生常見的結構，從而引出結構的廣義結構。

3.教學策略設計

由于本節課的重點在第二課時，所以第一節的內容主要是介紹為主。通過大量的例子來使學生明白結構的含義。

（1）自然界中的常見結構如：科羅拉多大峽谷，金字塔，雙子塔，人體骨骼，垂柳，蝗蟲，太陽系，原子結構這些學生常見的結構，從而引出結構的廣義結構

（2）為講解“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”，我引入了碳的同素異形體鉆石和石墨。

（3）講解完廣義的結構后，講解狹義的結構——自然界的結構。分別介紹了蜜蜂巢的結構、王蓮的葉脈結構、蜘蛛網的結構、蜘蛛腿的結構等對人類的啟發作用。

（4）講解書上的例子：蒼耳子與尼龍搭扣，鳥與飛機，鷹眼與導彈跟蹤系統（5）在技術領域：結構更加豐富，但必須要求合理

（6）在社會領域：也普遍存在著結構現象,分別講解總統制、君主立憲制的政治結構。4.學情分析

高中的學生在各個學科中已經很熟悉了集中物體的結構，如人體的骨骼，原子核結構，總統制等等，所以盡量列舉他們熟悉的例子，而且從一個新的角度去重新認識他熟悉的物體本身就有一定的吸引力。

六、教學準備

1.教學資源的準備 多媒體教學設備 2.教學課件的準備

教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。

七、教學過程

1.引入

在生活中我們可能會看到這些復雜結構的物體，ppt展現峽谷、金字塔、雙子塔、人體骨骼、垂柳、螞蚱等圖片，從而引出結構的定義：是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列 2.新課

（1）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。

例子：金剛石和石墨。化學成分都是C，只不過屬于碳的同素異形體。

純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體。天然采集到的金剛石經過仔細琢磨后，可以成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。根據金剛石的用途可以推測金剛石一定很硬。事實上，它是天然存在的最硬的物質。結構圖形根本不同。金剛石是典型的原子晶體，每個碳原子都以SP3（3應在P的右上角）雜化軌道與四個碳原子形成四個共價單鍵，組成正四面體排布的空間網狀結構。又因C-C鍵的鍵能大，所有價電子都參與了共價鍵的組成，使晶體中沒有自由電子硬度、熔點高，不導電。在石墨晶體中每個碳原子是以SP2（2在P的右上角）雜化軌道和鄰近的三個碳原子形成三個共價單鍵并排列成平面六角的網狀結構，這些網狀結構以范得華力又聯成互相平行的平面，構成層片結構。其中C-C鍵的鍵長是1.415埃，片層間的距離是3.35埃。所以易于滑動，能導電。它是混合型晶體。

（2）來自自然界的靈感

例子：蜜蜂巢：一種平放著的六棱柱形房間，每個房間的體積都是0.25立方厘米，顯的格外整齊、經濟、美觀。房間的正面是平整的六角形進出口，背面是銳角為72o32′的凌錐，六面墻壁同時又是相鄰的六個房間的墻壁??它用最少的建筑材料，造出了容積最大的房間，而且保證建筑結構的安全和穩定，是一種輕質高強的結構。受蜂巢的啟示設計出了種種輕質高強的泡沫蜂窩結構，還有足球、散熱片等結構。

例子：在美洲的亞馬孫河上，生長著一種世界聞名的觀賞植物——王蓮。王蓮有個圓形的大葉，浮在水面上，直徑有2米，一個五六歲的孩子坐在上邊，就像坐在船上。大約100多年前，法國的一位園藝師兼建筑師約瑟夫·莫尼哀對王蓮進行了研究。原來，王蓮葉子的背面有許多又粗又大的葉脈，葉脈之間用許多鐮刀形的橫筋連著，構成了一種卓絕的網狀骨架，可以承受很大的荷載。受王蓮的啟發，他模仿王蓮的葉脈結構，用鋼筋和玻璃建造了一座水晶宮般的大花房。

例子：蜘蛛也是自然界中出色的建筑師。它的蛛網織得何等巧妙。有的學者發現，蜘蛛能根據地形地物“精確的計算”出織多大的網，然后“提出”最省料而能達到最大面積的“方案”，迅速而準確地織出蛛網。蛛網是自然界中獨一無二的懸索結構。當代的懸索結構則是模擬蛛網的一大成就。蜘蛛的腿里沒有肌肉,但能感受到蛛網微弱的震動.其實它們是靠液壓傳動的!含羞草和蜘蛛的液壓系統啟示我們,利用液壓傳動裝置，不僅可以像水壓機那樣“放大”壓力，還可以用液壓的方式制造出靈巧的機械手，實現自動化；甚至可以利用液壓系統使機器人產生觸覺。

其他的例子：人們從蝙蝠利用超聲波判斷物體的能力，研制了雷達。夜蛾能發現蝙蝠，而使具有超精細超聲雷達的蝙蝠撲空，原來蛾當蝙蝠的超聲信號傳來時會發出與蝙蝠定位回聲極相似的超聲，發出假信號誘騙蝙蝠。有的夜蛾身上有一種能吸超聲波的絨毛，使蝙蝠得不到一定強度的回聲，仿效飛蛾出現了現代的隱身飛機。

（3）介紹書上的例子：蒼耳子與尼龍搭扣，鳥與飛機，鷹眼與導彈跟蹤系統。

（4）其他領域的結構：在技術領域，結構更加豐富，但必須要求合理；在社會領域，也普遍存在著結構現象，如政治、經濟、文化、藝術。

3.結課：重點：結構的定義；難點：運用結構想法來認識物體

八、教學反思

這節課選擇了學生比較感興趣的例子，學生容易理解結構的含義，不足之處是不能就個別例子進行深入的講解，如政治體制中結構的影響，學生日常學習生活中如何應用結構的概念來解決實際問題。應該從以下幾個方面來改進

（1）例子要有普遍性

（2）能夠對期中的個別例子進行重點的、深入淺出的講解

（3）缺少和學生的溝通、互動，最好能使學生參與到整個教學活動中來。