通用技术2教学教案DOCWord格式.docx
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1.本课时要通过讲解列举关于自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子,并对结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
2.本课时还要通过总结自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子,来归纳三类结构类型的特点。
3.本课时意在培养学生对身边存在结构的感性认识,留意身边的各式各样的结构,培养学生设计过程中的一个重要的设计思想——结构理念,通过讲解自然界中形形色色的结构给学生无限的创造灵感和启示。
教学重点:
结构的含义(能够从自然界、技术领域和社会领域列举出具体的结构)
教学难点:
结构的类型(能够从结构本身外形和受力的角度来分析结构的特点)
三、学生学习状态分析
学生对身边存在结构有一定的了解,对结构的功能和分类也有一定的基础,但是不能准确把握结构的定义。
此外,学生不能准确地区分三类结构类型,特别是壳体结构的特点。
四、教学策略
兴趣是学习最好的动力。
从身边常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,培养学生的学习兴趣。
(一)教法
在教学过程中,采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法,让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用,并始终贯穿于整个课堂教学当中。
并及时让学生自主总结和归纳。
(二)学法
鼓励学生自主探究和合作交流,引导学生自主观察、总结,在与他人的交流中丰富自己的思维方式,获得不同的体验和不同的发展
五、教学过程
教学过程
设
计
教学内容
教师活动
学生活动
一、导入
二、新课
三、小结
(一)课程导入——四种重要的设计思想
从产品设计的角度对通用技术必修2作简要的介绍,并联系技术与设计1来谈谈产品设计中要掌握的四种重要的设计思想:
结构、流程、系统和控制。
(二)无处不在的结构
1、放映自然界存在的各式各样的结构,如蜂窝、蜘蛛网、大树等结构。
引导思考:
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。
2、展示技术领域存在的各种结构,让学生思考:
这些结构的优点在哪里?
他们与自然界存在的结构有何相似之处。
让学生阅读案例:
苍耳子与尼龙搭扣;
鸟与飞机;
鹰眼与导弹跟踪系统。
3、讲解社会领域存在的结构
比如:
本章书的内容结构
4、让学生归纳结构概念:
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
结构不仅在自然界中存在;
技术领域也存在结构(人类自己创造的结构);
社会领域也普遍存在结构现象。
(三)结构的类型
我们知道生活中的结构是千奇百态的,根据物体的结构形态,通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构。
1.实体结构
通常是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,如墙壁、柱子、实心球等等。
(结合图片举例分析、利用实体泡沫演示)。
2.框架结构
通常是指结构体由细长的构件组成的结构。
其特点是支撑空间却不充满空间,如窗户、画框、房子的架构等等。
(结合图片举例分析、利用框架泡沫演示)。
3.壳体结构
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,如头盔、汽车飞机的外壳等等。
(结合图片举例分析)。
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。
总结三类结构的各自特点
结构类型
定义
特点
例子
实体结构
框架结构
壳体结构
练习:
P11马上行动,加深理解。
物体结构
组合结构
受力特点
栅栏
√
支撑空间却不充满空间
圆形陶瓷装饰品
结构体的表面
冰山
外力分布在整个体积中
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
支撑部分空间,分布在部分体积中
(四)总结
1、无处不在的结构
2、结构的类型
(五)思考
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驭员的?
参考:
摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力,由于头盔的壳体结构,使得所受力迅速分布到其表面,形成整个头盔表面均匀受力,而不是某一点受很大的力……
当汽车前端发生强烈碰撞时,安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来,垫在方向盘与驾驭者之间,防止驾驭者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。
除了驾驭员侧有安全气囊外,有些汽车前排也安装乘客用的安全气囊……
2-3分钟
欣赏结构图片,激发学生兴趣;
12-15分钟
总结加深学生的系统性理解
15-18分钟
实体结构容易理解,可以点到为止
通过具体事例加以说明
练习加以巩固
3-5分钟
本部分是课堂的机动部分,按照实际的教学时间合理安排,可作为课堂作业
六、教学反思
本课时对苏教版教材的内容编排加以调整,按照我们日常的思维习惯,教学过程中的顺序为:
讲解相关的例子——总结概念——概念延伸——细化讲解,也就是先把无处不在的结构和结构的类型放在一起来讲解,学生也很容易理解。
第一节认识常见的结构
(二)(第2课时)
一、学习目标分析
1.知识与能力:
(1).能够理解力学的角度上理解结构的涵义。
(2).掌握结构的功能本质。
(3).了解内力和应力的概念。
(4).知道组成结构的构件的基本受力形式。
2.过程与方法:
通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图展示达到目的。
3.情感态度价值观
通过学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
展示蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图,激发学生的学习激情和兴趣。
本课时从力学的角度讲解结构的内涵,还讲解了内力和应力这两个新的概念,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。
此外,教学的主要内容在于构件的基本受力形式:
拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力,
重点:
从力学的角度理解结构的涵义和构件的基本受力形式
难点:
构件的基本受力形式。
学生在物理课中已学习了有关力学的知识,对物体的受力分析有比较好的基础,但是要让学生区分开技术学的力与物理学的力,学生没有对结构进行受力分析的习惯,只掌握从物理学的角度把结构看作一个质点来进行受力分析,这里需要分析说明构件的基本受力形式:
拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
本课时需要通过教师的正确引导,让学生学会对简单的结构进行受力分析。
引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。
本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备,将与教学相关的图片展示给学生,都是为了让学生尽快获得感性认识,并上升到理性认识。
教师活动
(一)导入
总结上节课的教学内容,对本节内容的过渡加以说明
(二)结构与力
1、力学的角度上理解结构的涵义。
展示书本上两张图片
案例分析:
人坐在椅子上,椅面受到的力;
行人和车辆通行的桥面受到的力。
这两种结构设计的外形特点。
从力学的角度:
结构是指可承受一定应力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
引导出结构的功能本质:
为了承受力,抵抗变形。
马上行动:
指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力:
建筑物的窗户:
课桌:
硬纸包装箱:
2、内力和应力
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。
应力达到某一极限值时,结构就会遭到破坏。
用公式表示应力为σ=F/s,其中,F是内力,S是受力面积,σ是应力
操作:
拿出一根细线,让前排一个学生将其拉断(先不加以分析);
再拿出一根同样的细线,对折几次后,再让同一个学生将其拉断。
提问:
哪一种需要的力更大一些?
通过这个小实验让学生明白内力和应该的概念:
细线本身会产生一种抵抗的力,成为内力;
当把它对折后,横截面积改变,对应的应力也将变化。
3、构件的基本受力形式
讲解构件的基本受力形式:
指导学生概括五种基本受力形式:
拉力
物体所承受的拉拽力
压力
挤压物体的力
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,使物体发生扭转形变的力
弯曲力
作用于物体,使它产生弯曲的力
学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
例1:
单杠的结构的受力分析
杠体:
立柱:
压力、弯曲力、拉力
斜拉杆:
例2:
房屋结构
在分析简单的房屋结构时,是将房子的结构分成梁,柱等简单的结构原件,再进行分析。
例3:
桥梁结构
分析桥梁结构时,是将桥梁结构分成梁,柱等简单的结构原件,再去进行分析
(三)讲解“纸板承受压力试验”:
比较不同形状的纸板承受压力的大小。
试验准备、试验过程(略)
回答问题:
1.哪种情况下纸板的抗压能力最强?
2.举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。
3.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化?
1、结构的功能本质
2、内力与应力
(五)思考探究:
观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
进一步挖掘:
石磨在推动过程中,绳子在空间的轨迹是一个什么图形?
1.
保持推杆在平行于地面的一个平面上运动;
2.
防止推杆弯曲变形。
导入适合而止
1-2分钟
5-8分钟
让学生共同参与分析力学角度结构的定义
学生参与,演示,印象比较深刻
学生基本能够理解这些受力
3-5
通过例子加以说明,让学生能够掌握这五种力的区别
10分钟
学生能够理解这个实验即可
3分钟
3分钟探究
对教材进行了拓宽。
高一学生已对物体受力分析有了较好的基础,我出了一道这样的题,当在一个水平桌面上的A物体上面加上一个B物体时,A物体所受的合外力与未加B物体前一样仍然是零,从所受的合外力来看似乎与它上面不加B物体是一样的。
这时我提出问题,对于A物体来说,上面加了B物体,难道真的对它没有影响吗?
学生回答有影响,然后我再问,会影响到A物体的什么,引导学生回答出“架构形态”。
如果A物体是块豆腐,上面的物体又很重,那么它原来的架构形态将不复存在。
在这里,我通过对教材进行了拓宽让学生较好地理解了架构形态。
同时进一步指出,物理学与通用技术研究力的角度不同,物理学往往研究外力,把物体当质点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。
而技术学则关注一个物体内部受力情况。
不足的是在小试验中给纸板加压的重物不规范,也未对重物的质量进行测量,应尽快建立试验室,购足试验仪器,为教师教学提供方便。
第二节探究结构
结构的稳定性(第3课时)
一、教学思路
教材在引入部分中是用文字来感受失去平衡的结构,在实际教学中不够形象直观。
很难一下子激起学生的兴趣。
因此在引入部分中演示了一个用吹风机吹矿泉水瓶的实验,马上提出质疑:
如何保持在有风力情况下瓶的稳定性。
创设了一个良好的的探究学习氛围。
进而指出结构稳定性的含义。
并明确探究目标:
影响结构的稳定性有哪些?
在下面环节中设计了多个实验来验证这些影响结构稳定因素,再通过分析案例来加强学生的分析理解能力和实际应用能力。
在验证重心高低会影响结构稳定性中,设计了两块砖的撞击实验。
用撞倒完整砖的力撞击半截的砖,而它却纹丝不动。
在验证结构与地触面所形成的支撑面的大小会影响结构的稳定中,则是设计如何使鸡蛋稳稳当当的立起来。
在结构形态这个因素中,则是设计了一个让一张硬纸立起来。
另外在学生的动手实践活动中,教材用的器材是砖头。
在课堂实施既不安全也不卫生,于是改用军棋代替。
让学生从感性上理解了影响结构稳定性的因素。
结构的稳定的基本条件在教材中提到过,但有点含蓄,这里设计了一个橡皮泥实验。
很生动,把抽象的概念形象化了。
这样通过实验,案例,实践三者紧密结合。
产生一个形象生动的知识链:
认识
理解
运用
巩固。
二、教材分析
该章的总体设计思路是:
认识结构
探析结构
设计结构
欣赏结构。
“结构”与“设计”是该章的两个核心概念。
是对结构认识的基础上作进一步深入的学习,而结构的稳定性则结构设计中需要考虑的重要因素之一,可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固,为后续的结构的强度,结构的设计等教学奠定良好的基础。
通过利用探究,讨论,对比等方法有利于提高学生创新的品质和分析能力。
三、学情分析
学生在前面的学习中已经初步掌握了结构的基本知识。
因此在教学尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例,便于师生进行互动探讨,帮助学生加深对影响结构稳定因素的理解。
学生对三角形结构的结实稳固和物体结构的重心越来越低越稳定相关知识已经通过其它学科在理论有所了解,但面对生活中具体实物结构设计却难以掌握。
四、学习目标
1.知识与技能:
理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。
通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法,使学生懂得应用相关的理论知识。
3.情感态度与价值观:
增强学生对结构稳定性的认识。
培养创新品质,提高审美意识。
渗透安全教育,德育教育。
五、教学重点与难点
影响结构稳定性的主要因素:
重心位置,支撑面的大小和结构的形状
利用所学的知识解决生活中的有关现象
六、教学策略
通过做一个能给学生留下深刻印象的演示试验,来说明结构稳定性的概念。
通过学生熟悉的事例,展开在技术范围内与结构稳定性相关的主要因素,通过技术试验,使学生领悟各因素与结构稳定性之间的定性关系。
(一)教法:
在教学过程中,采用讲授法、阅读法、案例分析和课堂提问等方法与学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用,并始终贯穿于整个教学活动中。
本课时要求学生亲历探究易拉罐的重心与稳定性的关系的探究试验,让学生在实际操作活动中了解问题探究的方法与过程,感受探究成功后的喜悦。
(二)
学法:
鼓励学生自主探究和合作交流,引导学生自主观察、总结,在与他人的交流中丰富自己的思维方式,获得不同的体验和不同的发展,引导学生养成自主探究的习惯和方法。
七、教学资源
矿泉水瓶
吹风机
红砖熟鸡蛋
军棋
橡皮泥等
八、教学过程
1.复习导入
师:
在上节课我们学习了结构的基本知识,对结构有了大致的了解。
而结构是无处不在的,(观看幻灯片)仔细观察这些结构,请同学们回忆下什么是结构?
生:
结构是指事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。
从力学角度来说,结构是指可以承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。
(进行演示实验)用空矿泉水瓶立放,提示学生对稳定性的关注。
再用吹风机对矿泉水吹风,当风力加大,靠近,矿泉水瓶被吹倒。
这是一种我们生活中的现象,在没吹它时它是稳定的,后来它为什么会翻倒呢?
(给些时间让学生想,说)指出:
这是因应当这些物体受到外力作用时,原有的平衡状态被打破导致的。
那么,什么是结构的稳定性呢?
[板书]结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
大家看到了,矿泉水瓶在被吹后,不能抵抗住外力,发生了倾斜甚至翻倒,那如何保持在有风力情况下矿泉水瓶的稳定性?
可以在瓶子中装入一定量的水。
[分析]学生看到这个现象后都感到有些“蠢蠢欲动”,想去提高这个结构的稳定性!
指出结构稳定性的概念。
(播放台风“圣帕”的视频资料)。
引导并指出提高稳定性可以减少损失,同时让学生增加人文关怀意识和自身保护意识。
实验归纳阶段
A.因素一:
重心位置的高低
既然结构的稳定性被打破后往往会造成严重的后果,那么我们就很有必要知道影响结构稳定性的因素有哪些。
(进行演示实验)两块红砖,材质相同,一块是另一块的一半。
分别摆成如图形状,用同样的小榔头撞击砖的上方。
先上学生明确一点,撞击红砖时小榔头的摆幅相同,说明撞击力相同。
为什么用撞倒完整的砖的力撞击半截的砖,它却纹丝不动呢?
完整的砖稳定性好些,半截的砖稳定性相对性差点。
有可能跟它们的重心有关,重心低的稳定性好点。
(组织学生就原因尽情发表意见,最后叫学生提炼归纳,明确重心低的结构容易稳定)
[板书]重心位置的高低影响结构的稳定性
案例分析
(实物展示)不倒翁为什么不倒?
观看不倒翁内部构造图片(幻灯片)
不倒翁有一个很低的重心。
且重心低,所以容易稳定点。
(观看幻灯片)独脚茶几的独脚和台面是如何设计的?
为何这样设计?
引导学生分析:
独脚茶几的独脚是用密度较大石头做成的,台面也是密度较大的材料做成的,目的是为了降低茶几的重心。
B.因素二:
支撑面的大小
(观看幻灯片)支撑面和接触面的区别:
接触面是物体与地面接触形成的面。
支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面的构成的面。
分析自行车的支撑面的哪一区域?
单脚支撑自行车的支撑面是:
前、后轮与地面接触点和支撑脚与地面形成的接触点连线构成的区域。
双脚支撑的自行车是:
支撑脚与地面形成的接触点和前轮与地面的接触点连线构成的区域。
(进行演示实验)教师手拿一熟鸡蛋,让学生不借助其它任何物体,将它在桌面上。
开始立不起来,教师提示可以对鸡蛋可以进行一点处理。
让学生动脑筋把鸡蛋立起来
(学生很快找到方法)
[板书]支撑面的大小影响结构的稳定性
人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低,在一定的范围内,两脚分得越开,则重心越低,支撑面越大,越稳定!
(请学生上前模仿柔道运动员的站姿!
学生很踊跃地上台表演,调解了气氛,活跃了课堂)
C.因素三:
结构的形状
(进行演示实验)拿出硬纸片,让学生不借助其它任何物体,将纸片立起来?
提示:
在可改变形状的情况下,纸片可以怎样立起来
教师根据学生所展现的方法中的一种立起纸片(如折成状),并画出它们的几何形状,引导学生分析明白结构的形状影响结构的稳定性
[板书也会影响结构的稳定性
(学生实验)参照课本16页,利用手头的军棋来搭建结构,用40块棋子,垒成长5块棋、高8块棋的墙,课本上给出了三种垒法,找出最佳方案!
[分析]只能定性地得出结论,如果能有别的仪器来协助这个实验。
在这个实验里,发现学生的想象很丰富,也极其爱动脑,书上的框架搭建好后,立即开始搭建他们想出的结构,在短短的6分钟里,平均每个组都实验了4~5个结构,发现了比书上列出来的更稳定的结构,并进行了热烈的讨论。
[板书]影响结构稳定性的因素:
重心位置的高低;
支撑面的大小;
结构的形状。
D.结构的稳定的基本条件
我们详细介绍了三种影响影响结构稳定性的因素,大家仔细想想,还有其它影响结构稳定性的因素吗?
(进行演示实验)用橡皮泥捏成长方体的稳定状态。
再调整橡皮泥的形状,捏成逐渐向右倾斜,然后观察橡皮泥的稳定性。
当超过某一个角度后发现不稳定。
这是为什么呢?
(学生自主学习找到答案)
如果重心所在的点的垂线落在结构的地面范围,橡皮泥是稳定的,不然就会倾倒。
[板书]结构稳定的条件是“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”
3.练习巩固
(观看幻灯片)观察学校的篮球架,并思考篮球架要有较高的稳定性,可以怎样做?
在底座上加些比较重的重物。
增大底座与地面的接触面,可以使重心所在的点垂线落在结构底面的范围内。
教师点评:
在日常生活中我们并没有这么去做。
那是因为假如这样,运动员很容易撞到支架上去。
这样忽略了人机关系。
4.教师总结
(观看幻灯片)展示本节课的主要内容
在日常生活中,稳定结构应用广泛,那么不稳定结构也能发挥其功能的事例也很多,请同学们回去考虑。
同时要求大家课后能制作个不倒翁。
九、教学反思
本节课的内容涉及的一般知识广,而且抽象。
因此在准备这堂课中如何使知识点立体化,又使教学过程符合学生的认知规律下了一番功夫。
因为影响结构稳定的因素是相关联的。
要验证其中的一种因素,势必会对另一种产生影响,所以必需找些特例。
比如在处理结构稳定的的条件“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”,我是找了块橡皮泥,通过不断调整橡皮泥的形态,使重心位置不断偏移,超出支撑面范围就歪倒了。
在实验时能把这个临界状态很好的演示出来。
在整个实验环节中,不要让学生总在听,还要让他们动,既动手,又动脑。
在一定程度上实现了“做中学”和“学中做”。
另外在实验的器材选择上一定要精心选择,以适用经济方便为原则。
让学生感觉到我们学到的知识,来源于生活,又高于生活。
另外在本节课的一个学生动手实践活动中,可以发现其实学生的想象力是极其丰富的。
除了课本中的几个形态结构外,还制作了各种课本没有的形态的结构。
然而整个活动又有点缺憾。
就是不能做到关注每一个学生的,有些学生并没有亲自动手做,有些是没有遵循设计中的一般过程。
在一定程度上影响了结论的得出。
第三节结构设计
简单结构的设计(第4课时)
一、教学目标:
知识与技能:
确定一个简单对象进行结
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