教学设计
课程基本信息
学科 通用技术 年级 高二 学期 春季
课题 结构及其设计(第三课时)
教学目标
1.通过案例分析和探究活动,辨析结构的一般分类; 2.通过案例分析和探究活动,感受结构与功能的独特关系; 3.通过案例分析,体会合理结构的重要性; 4.通过案例分析和探究活动,体会结构分类对结构设计的意义; 5.通过案例分析,认识到不同领域结构有不同的分类方式。
教学内容
教学重点: 1.辨析结构的一般分类; 教学难点: 1.体会结构分类对结构设计的意义;
教学过程
一、走进情境 走进情境(播放视频,视频来源:航拍中国东江湖大坝片段):东江湖大坝,是湖南东部的重要饮用水源。上世纪50年代,人们在峡谷最狭窄的地方建造这座157米的双曲拱坝,拦起坝上的81亿吨水。 这种圆弧形的设计,瓦解了原本集中的巨大水压,让两岸的花岗岩山体共同分担。 师:同学们,从俯瞰图上看,东江湖大坝只有薄薄的一层,为何能拦起81亿顿的水? 二、壳体结构 从形态上看,鸡蛋壳和东江湖大坝都是曲面结构,这种形态的结构称为壳体结构。 提问:你知道哪些壳体结构? 问题分析:视频中提到东江湖大坝是圆弧形的设计,借助这种形态特征,瓦解了原本集中的巨大水压,让两岸的花岗岩山体共同分担。为什么圆弧形的设计能做到这一点呢?鸡蛋和东江湖大坝结构形态类似。通过鸡蛋壳的受力试验,探究层状结构的受力特点。 播放视频:鸡蛋壳受力试验。 播放视频:拱坝和一字坝的极限测试试验。 受力分析:从试验结果中,可以看到曲面结构的确可以承受相当大的外力。当外力作用在蛋壳上时,外力会沿着蛋壳向下传递,让瓶盖一起承受压力。当外力作用在东江湖大坝上时,外力会沿着坝体传递。让两岸的花岗岩山体一起承担。 实体结构:实心的结构。 框架结构:由细长的构件组成。 三、不同领域的结构分类 在具体的大坝领域,东江湖大坝属于双曲薄拱坝,新安江大坝属于重力坝。东江湖大坝是我国自主设计和建造的第一座双曲薄拱坝,在建成当时在同类型坝中,属于亚洲第一坝。新安江大坝则是我国建成的第一座重力坝。 视频:建筑领域的5种建筑类型 四、合理的结构 图片展示:浇筑工程进行了大半年,有人发现混凝土坝体出现了十到十五公分不等的裂缝。严重的话,可能会导致坝溃。 风险评估判断,如果坝溃,300公里外的长沙水位将提高4米以上。最终,十万立方的混凝土被推倒重铸。 结构的一个小小缺陷都可能导致重大事故的发生,在结构设计和建造过程中要有高度的责任心。 合理的结构是事物存在的基础。卓越的结构是所有设计者和制造者共同的追求。