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1、2022年高中通用技術(shù) 常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識6教案 蘇教版必修2
文檔內(nèi)容:簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計
章 節(jié):第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計 第一節(jié) 常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識
課 時:第2課時
一、教學(xué)目標(biāo)
1. 知識與技能目標(biāo)
(1) 能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念。
(2) 能夠結(jié)合簡單結(jié)構(gòu),分析結(jié)構(gòu)的受力。
(3) 了解結(jié)構(gòu)的類型,并對簡單的結(jié)構(gòu)實例進(jìn)行分類。
2. 過程與方法目標(biāo)
結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的基本受力形式。
3. 情感態(tài)度和價值觀目標(biāo)。
觀察和分析常見結(jié)構(gòu),激發(fā)學(xué)習(xí)激情和興趣。
二、教學(xué)重點
結(jié)合實例進(jìn)行結(jié)構(gòu)的受力分析和分類。
三、教學(xué)難點
2、 結(jié)構(gòu)受力時所產(chǎn)生的內(nèi)力和應(yīng)力。
四、教學(xué)方法
講授法、閱讀法、案例分析法和提問法,組織學(xué)生共同討論、分析、交流互動
五、設(shè)計思想
1. 教材分析
本小節(jié)從力學(xué)角度闡述了結(jié)構(gòu)的含義——“結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)”;闡述了內(nèi)力、應(yīng)力的概念及其計算公式;介紹結(jié)構(gòu)的多種受力;讓學(xué)生清楚組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件有哪些受力;最有利用“馬上行動”、“案例分析”、“探究”、“小實驗”等活動對構(gòu)件進(jìn)行承載能力定性分析。體驗、學(xué)習(xí)受力的分析方法。受力分析是這一小節(jié)的重點。
本小節(jié)還講了三種基本結(jié)構(gòu)類型,重點在于三種結(jié)構(gòu)及其受力情況,同時指出在生產(chǎn)生活實際中結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,多數(shù)物體的結(jié)構(gòu)是這三種結(jié)構(gòu)
3、形式的組合。
2. 設(shè)計理念
從生活實踐中的常見實例出發(fā),進(jìn)行討論分析,歸納總結(jié),自主提煉出課堂核心知識。
3. 教學(xué)策略設(shè)計
根據(jù)學(xué)生的已有知識,在結(jié)構(gòu)受力分析和結(jié)構(gòu)類型分類的教學(xué)過程中,圍繞生活中的常見結(jié)構(gòu),通過紙板演示小試驗、案例分析,采用直觀教學(xué)方法讓學(xué)生親身體會和感受,激發(fā)師生互動,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。
4. 學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的力學(xué)知識,并可以畫出一些簡單物體的受力圖,但對分析一些基本結(jié)構(gòu)如何受力、構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力以及單位橫截面上所產(chǎn)生的應(yīng)力有一定的困難。同時,學(xué)生對結(jié)構(gòu)類型的分類,往往只注意到一種結(jié)構(gòu)形態(tài),容易造成分類的混淆
4、。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
多媒體教學(xué)設(shè)備、教學(xué)課件PPT、紙板、砝碼等。
七、教學(xué)過程
1.導(dǎo)入。
【演示試驗】
講解“紙板承受壓力試驗”:
比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。
試驗準(zhǔn)備:
(1) 取廢舊紙盒的紙板,分別裁出3條大小均為10cm*40 cm的小紙板。
(2) 分別取若干本書(用于支撐紙板)和給紙板加壓的重物。
試驗過程:
(1) 將一紙板用兩摞書支撐起來,在紙板上中間不斷增加重物,直到它塌下去,記錄此時承受的重物質(zhì)量的大小。
(2) 將另一紙板彎成拱形,兩端用兩摞書抵住以阻止拱形延長,在拱形的上端不斷增加重物,直到它塌下去,記錄此時承受的重物質(zhì)量的大小
5、。
(3) 將剩下的紙板彎成比前次跨度小的拱形,在拱形的上端不斷增加重物,直到它塌下去,記錄此時承受的重物質(zhì)量的大小。
【師生互動】上述演示試驗說明:不同的結(jié)構(gòu)所能承受的力是不同的。我們知道結(jié)構(gòu)在一定外力作用下就會遭到破壞,主要原因是結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到其極限值。那么,說明是應(yīng)力呢?
2.結(jié)構(gòu)與力
【演示試驗】橡皮筋的拉伸試驗。
1) 拿出兩根粗細(xì)不等的橡皮筋,分別拉伸。
2) 學(xué)生觀察并記錄橡皮筋拉伸的長度。
3) 加大力度,拉斷細(xì)的橡皮筋。
【教師分析】從力學(xué)角度分析,結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài),它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。當(dāng)橡皮筋受到外力作用時,內(nèi)部各質(zhì)
6、點之間的相互作用會發(fā)生改變,產(chǎn)生一種抵抗的力,即內(nèi)力F。
為什么細(xì)的橡皮筋容易斷呢?
【學(xué)生回答】由于細(xì)的橡皮筋強度不夠。
【師生互動】這是由于橡皮筋在外力的作用下,其結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到其極限值。應(yīng)力就是構(gòu)件的單位橫截面上所產(chǎn)生的內(nèi)力,用希臘字母σ表示。內(nèi)力與應(yīng)力之間用公式σ=F/S表達(dá),其中F是內(nèi)力,S是受力面積,σ是應(yīng)力。在相同外力的作用下,由于粗的橡皮筋的受力面積較大,根據(jù)公式可知,其應(yīng)力較小,因此不容易斷。
【學(xué)生活動】指出下列結(jié)構(gòu)可以抵抗外界哪些方面的作用力:
建筑物的窗戶
墻體的正向與側(cè)向壓力、風(fēng)的作用力、自身重力等
餐桌
?桌面物體的壓力,自身重力等
硬
7、紙包裝箱
??箱內(nèi)物體的重力、擠壓力、自身重力等
根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式,我們可以將構(gòu)件分為受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉(zhuǎn)這五種基本形式。
【馬上行動】
請連線:
受拉 構(gòu)件承受使之彎曲的力
受壓 構(gòu)件承受兩個距離很近、大小相等、方向相反的平行力
受剪切 構(gòu)件承受使之被擠壓的力
受扭轉(zhuǎn) 構(gòu)件承受拉拽力
受彎曲 構(gòu)件兩端承受方向相反的均勻的力,使它發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變
【案例分析】
橋梁的橋面的受力
一座簡易橋梁
8、,行人和車輛通行的橋面受到的力有行人和汽車對橋面的壓力P1,橋自身的重力P2,兩端橋墩對橋面的支撐力N,以及風(fēng)對橋面的力F等。
【馬上行動】
填空:
在下圖中,吊蘭的支撐架承受 ,橋墩承受來自橋面、橋上負(fù)載的 ,兩端被托住的橋梁受到 。
在分析簡單的結(jié)構(gòu)時,是將結(jié)構(gòu)分成簡單的結(jié)構(gòu)原件, 再進(jìn)行分析
【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。
進(jìn)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?
1.???? 保持推桿在平行于地面的一個平面上運動;
2.?
9、??? 防止推桿彎曲變形。
3. 結(jié)構(gòu)的類型
通過紙板演示試驗我們知道,不同的結(jié)構(gòu)所能承受的力是不同的。
【投影展示】不同類型的圖片。
指出圖片中結(jié)構(gòu)的類型。
【學(xué)生回答】萬里長城、水庫大壩屬于實體結(jié)構(gòu);頭盔、國家大劇院屬于殼體結(jié)構(gòu);建筑腳手架、鋼架廠房屬于框架結(jié)構(gòu)。
【教師總結(jié)】
我們知道生活中的結(jié)構(gòu)是千奇百態(tài)的,根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài),通常將結(jié)構(gòu)分為實體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)。
1)實體結(jié)構(gòu)
通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)。其受力特點是外力分布在整個體積中, 如實心墻、大壩等。
2)框架結(jié)構(gòu)
通常是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。其特點是支撐空間卻不充滿
10、空間,如鐵塔架、腳手架等。
3)殼體結(jié)構(gòu)
殼體結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。其受力特點是,外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上,如頭盔、建筑物的屋頂、貝殼、汽車飛機(jī)的外殼等等。
總結(jié)三類結(jié)構(gòu)的各自特點
結(jié)構(gòu)類型
定義
特點
例子
實體結(jié)構(gòu)
?
?
?
框架結(jié)構(gòu)
?
?
?
殼體結(jié)構(gòu)
?
?
?
在生產(chǎn)和生活實際中,很多物體的結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上的基本結(jié)構(gòu)類型組合而成的。
【案例分析】分析世界上最大教堂——圣彼得大教堂的結(jié)構(gòu)類型。
分析要點:其結(jié)構(gòu)整體往往是框架結(jié)構(gòu),而地基、支撐柱則是實體結(jié)構(gòu),屋頂通常采用殼體結(jié)構(gòu),這也是大多數(shù)結(jié)構(gòu)體所采用的結(jié)構(gòu)類型。
【馬
11、上行動】
練習(xí)
物體結(jié)構(gòu)
實體結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)
殼體結(jié)構(gòu)
組合結(jié)構(gòu)
受力特點
柵欄
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?支撐空間卻不充滿空間
圓形陶瓷裝飾品
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?結(jié)構(gòu)體的表面
冰山
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?外力分布在整個體積中
高層建筑的穹頂
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?√
?
?結(jié)構(gòu)體的表面
鋼化玻璃鍋蓋
?
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?√
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?結(jié)構(gòu)體的表面
竹排
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?√
?
?
?支撐空間卻不充滿空間
汽車外殼
?
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?√
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?結(jié)構(gòu)體的表面
人的頭蓋骨
?
?
?√
?
?結(jié)構(gòu)體的表面
古羅馬斗獸場
?
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?
12、
?√
?支撐部分空間,分布在部分體積中
?4. 總結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了兩個基本力學(xué)概念:內(nèi)力與應(yīng)力,了解了五種構(gòu)件的基本受力形式,通過分析討論掌握了結(jié)構(gòu)的類型。
八、教學(xué)反思
本課時對蘇教版教材的內(nèi)容編排加以調(diào)整,按照我們?nèi)粘5乃季S習(xí)慣,教學(xué)過程中的順序為:講解相關(guān)的例子——總結(jié)概念——概念延伸——細(xì)化講解,學(xué)生容易理解。結(jié)合許多實際的身邊事例加以講解
講解“架構(gòu)形態(tài)”和應(yīng)力概念,對教材進(jìn)行了適度拓寬。通過探究石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來,啟發(fā)學(xué)生回答石磨在推動過程中,繩子在空間的軌跡是一個“圓錐形”,有意識培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)空間想象能力。
但是,上完課后,還是有許多不足之處。只是按照教材按部就班上下來,沒有創(chuàng)新性??赡苈鋵嵙酥R點,卻沒有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。或許有更好的上課案例,只是沒有找到而已。