《简单结构的设计案例》教学设计
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文档简介
《简单结构的设计案例》教学设计
湖州市长兴县第三中学 费根法
一、教学目标：
1、通过“秋千”设计案例，使学生进一步熟悉设计的一般过程。
2、掌握简单结构的设计分析和方案构思，画出设计草图，为下节课模型或原型制作做好准备。
3、培养严谨、认真、细致的学习态度和坚韧不拔的意志品质。
二、教学重点、难点：
教学重点：对“秋千”进行设计分析，找出设计需要解决的主要问题。
教学难点：方案构思及画出设计草图。
三、教学方法与教学手段：
1、通过“秋千”原型和图片展示，引导学生认识结构和结构设计。
2、提供每小组（三人一组）一套材料和工具安装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。
4、采取以三人小组为单位进行合作学习，引导学生讨论分析，形成多种解决问题的方法，并从多种方法中选择合适的方法应用到设计方案中去。
5、设计分析完成后，每位学生都要进行方案构思并画出草图，并进行交流和评价，完善自己的设计方案。
6、每位同学发一张“通用技术活动记评表”，本表格主要记载学生活动的过程，活动完成情况的记录、学生活动表现的记录、学生自评和老师评价，以便存入学生的技术活动档案袋，作为高中学生综合素质评价的依据之一。
四、教学过程：
（一）导入。
展示一“秋千”原型及各类图片（引导学生认识结构和结构设计。）
【师生互动】：
（1）秋千是一种简单的结构类型，根据我们前面学过的结构类型，是属于什么结构？（学生回答：框架结构）
（2）秋千虽然简单，但是设计起来并不容易，要考虑的因素很多，同学能不能说一下设计秋千要考虑哪些因素？（学生回答：安全、强度、稳定性、功能、美观、个性化需求、成本等）
【收集信息】：
展示多种“秋千”的图片，从别人的设计中吸收有价值的信息。；
【学生活动】：
每三人为一组，提供学生“秋千”模型的材料和工具，组装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。
师：今天我们就以“秋千”为例，学习简单结构的设计过程和方法。
（二）简易“秋千”结构设计案例
1、按组发放“通用技术活动记评表”并说明使用方法。
2、设计背景：
某公园要制作部分“秋千”，公园方提出的设计要求是：
（1）功能要求：能坐一至两个人的“秋千”。
（2）安全性：结构稳定、强度大，安全系数高。
（3）外观要求：美观和环境和谐。
（4）设计规范：要满足成年人和儿童使用的要求。
（5）成本低：选用强度大价格低的材料。
3、针对园方提出的设计要求进行设计分析：
（1）分析“秋千”的构成。
【投影展示】：“秋千”的图片。
【师生互动】：讨论分析“秋千”的结构组成：支架、座椅和连接三个部分。
（2）分析支架的结构设计。
【教师分析】：
由于“秋千”的支架在使用过程中受到很大的外力，因此在设计时要考虑支架结构的强度和稳定性。结合前面学过的知识，该如何解决呢
【课堂讨论】：
对于增加支架的强度，应该考虑哪些因素？具体有哪些措施
【师生互动】：
①使用的材料：应选用强度较大的材料，如钢管、结实的木料等。
②结构的形状：三角形、梯形、长方形结构（在形成的框架中间加上支撑构
件，构成三角形，可大大增强强度。
③构件的连接方式：钢材可用焊接、螺纹连接，木材可用榫接、钉接等。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明增加支架的强度的措施。
【课堂讨论】：
对于增加支架的稳定性，应该考虑哪些因素？具体有哪些措施
【师生互动】：
①结构的重心：在不影响使用的情况下，尽量降低支架重心。
②结构的底座：支架与地面所形成的支撑面积要大且重心所在点的垂线要落在结构底面的范围内。秋千的支架、拉杆怎样与地面连接牢固？
③结构的形状：支架的支撑点有三个以上且不在一条直线上。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明增加支架稳定性的措施。
【投影展示】：
各种不同的支架，以开拓学生视野。
【师生互动】：
师：支架除了要满足强度和稳定性的要求，还应满足什么要求？
生：还应满足美观、功能、个性化需求。
（3）分析座椅的结构设计。
【师生互动】：
座椅除能承受儿童的重量外，还要求安全、舒适、美观。
【模型展示】：
通过“秋千”模型介绍几种座椅设计。
【投影展示】：
各种不同的座椅，以开拓学生视野。
（4）分析支架与座椅之间的连接。
【师生互动】：
连接方式：支架与座椅之间要晃动，之间的连接一般要采用铰接。
连接材料：连接用的材料有白棕绳、铁链条、钢管等。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明支架与座椅的连接方式和连接材料的选用。
【投影展示】：
各种不同的连接方式和材料，以开拓学生视野。
【教师归纳】：
4、方案构思画出草图：
【学生活动】：
每位同学根据前面的设计要求和设计分析，进行方案构思和画出草图。
【教师指导】：
各组检查，分析指导（在构思时首先考虑安全，就是秋千强度和稳定性要满足要求，再考虑功能、美观、个性化需求、成本）。
5、设计交流、评价
【学生交流】：
（1）每个小组选出最优的设计，进行大组交流。
（2）从中选择若干个小组进行自评，再由其它小组进行互评。
【教师点评】：
（根据学生的评价即时点评）
（三）小结：
经过简易“秋千”的设计，使我们进一步熟悉了设计的过程，学会简单结构设计的方法，为同学们今后的学习和设计打下一定的基础，相信同学们一定会有所收获！
五、作业设计：
同学们课后可进一步优化设计，收集所需的材料（材料的选择可因地制宜、就地取材、废物利用），准备必要的工具，下一节课我们要进行模型或原型的制作，把自己的设计方案变成现实。
六、完成记评表的填写。
要求学生填好表中的内容，并进行自我评价（ M 为初步学会、 N为学会），下课后交到任课老师处。以便存入同学们的技术活动档案袋，作为高中学生综合素质评价的依据之一。
（教学设计“说明”、 个人简介附后）
附件：
教学设计“说明”
“简单结构的设计案例”的学习目标是：“能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型和原型，”课时为二个课时。而本次课堂教学评比的课时为一个课时，既要完成学习目标，又要符合教学规律，是本次教学设计的难点。
本教学设计确定“秋千”为设计对象，“秋千”是一个简单的结构，影响结构的强度和稳定性的因素都能从中体现出来，而且“秋千”设计中要考虑的因素比较多，如：强度、稳定性、功能、安全、美观、舒适、成本、个性化需求等；有利于学生在设计中发挥其设计的潜能。是一个比较好的案例。本节课设计为四个环节，第一环节是：认识结构与设计。一是从“秋千”实物（原型）这一简单结构引导学生回顾结构设计应考虑的因素；二是展示多种“秋千”的图片资料，帮助学生增加设计“秋千”的信息；三是提供学生“秋千”模型的材料和工具，组装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。第二环节是：明确设计要求和设计分析。明确“秋千”设计要求，对秋千的支架、座椅、连接三个组成部分进行设计分析，找出设计需要解决的主要问题。第三环节是：方案构思画出草图。第四环节是：设计交流，由各小组选出一个代表，交流设计方案。
本节课的设计，使学生经历了设计的一般过程，学会了简单结构的设计方法；制作模型或原形作为下一节课的内容，并作为作业布置了学生课后收集制作“秋千” 模型或原形的材料；课堂上的组装 “秋千”模型，在一定程度上弥补了在本节课中学生未进行制作模型或原形的不足。
湖州市长兴县第三中学 费根法
一、教学目标：
1、通过“秋千”设计案例，使学生进一步熟悉设计的一般过程。
2、掌握简单结构的设计分析和方案构思，画出设计草图，为下节课模型或原型制作做好准备。
3、培养严谨、认真、细致的学习态度和坚韧不拔的意志品质。
二、教学重点、难点：
教学重点：对“秋千”进行设计分析，找出设计需要解决的主要问题。
教学难点：方案构思及画出设计草图。
三、教学方法与教学手段：
1、通过“秋千”原型和图片展示，引导学生认识结构和结构设计。
2、提供每小组（三人一组）一套材料和工具安装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。
4、采取以三人小组为单位进行合作学习，引导学生讨论分析，形成多种解决问题的方法，并从多种方法中选择合适的方法应用到设计方案中去。
5、设计分析完成后，每位学生都要进行方案构思并画出草图，并进行交流和评价，完善自己的设计方案。
6、每位同学发一张“通用技术活动记评表”，本表格主要记载学生活动的过程，活动完成情况的记录、学生活动表现的记录、学生自评和老师评价，以便存入学生的技术活动档案袋，作为高中学生综合素质评价的依据之一。
四、教学过程：
（一）导入。
展示一“秋千”原型及各类图片（引导学生认识结构和结构设计。）
【师生互动】：
（1）秋千是一种简单的结构类型，根据我们前面学过的结构类型，是属于什么结构？（学生回答：框架结构）
（2）秋千虽然简单，但是设计起来并不容易，要考虑的因素很多，同学能不能说一下设计秋千要考虑哪些因素？（学生回答：安全、强度、稳定性、功能、美观、个性化需求、成本等）
【收集信息】：
展示多种“秋千”的图片，从别人的设计中吸收有价值的信息。；
【学生活动】：
每三人为一组，提供学生“秋千”模型的材料和工具，组装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。
师：今天我们就以“秋千”为例，学习简单结构的设计过程和方法。
（二）简易“秋千”结构设计案例
1、按组发放“通用技术活动记评表”并说明使用方法。
2、设计背景：
某公园要制作部分“秋千”，公园方提出的设计要求是：
（1）功能要求：能坐一至两个人的“秋千”。
（2）安全性：结构稳定、强度大，安全系数高。
（3）外观要求：美观和环境和谐。
（4）设计规范：要满足成年人和儿童使用的要求。
（5）成本低：选用强度大价格低的材料。
3、针对园方提出的设计要求进行设计分析：
（1）分析“秋千”的构成。
【投影展示】：“秋千”的图片。
【师生互动】：讨论分析“秋千”的结构组成：支架、座椅和连接三个部分。
（2）分析支架的结构设计。
【教师分析】：
由于“秋千”的支架在使用过程中受到很大的外力，因此在设计时要考虑支架结构的强度和稳定性。结合前面学过的知识，该如何解决呢
【课堂讨论】：
对于增加支架的强度，应该考虑哪些因素？具体有哪些措施
【师生互动】：
①使用的材料：应选用强度较大的材料，如钢管、结实的木料等。
②结构的形状：三角形、梯形、长方形结构（在形成的框架中间加上支撑构
件，构成三角形，可大大增强强度。
③构件的连接方式：钢材可用焊接、螺纹连接，木材可用榫接、钉接等。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明增加支架的强度的措施。
【课堂讨论】：
对于增加支架的稳定性，应该考虑哪些因素？具体有哪些措施
【师生互动】：
①结构的重心：在不影响使用的情况下，尽量降低支架重心。
②结构的底座：支架与地面所形成的支撑面积要大且重心所在点的垂线要落在结构底面的范围内。秋千的支架、拉杆怎样与地面连接牢固？
③结构的形状：支架的支撑点有三个以上且不在一条直线上。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明增加支架稳定性的措施。
【投影展示】：
各种不同的支架，以开拓学生视野。
【师生互动】：
师：支架除了要满足强度和稳定性的要求，还应满足什么要求？
生：还应满足美观、功能、个性化需求。
（3）分析座椅的结构设计。
【师生互动】：
座椅除能承受儿童的重量外，还要求安全、舒适、美观。
【模型展示】：
通过“秋千”模型介绍几种座椅设计。
【投影展示】：
各种不同的座椅，以开拓学生视野。
（4）分析支架与座椅之间的连接。
【师生互动】：
连接方式：支架与座椅之间要晃动，之间的连接一般要采用铰接。
连接材料：连接用的材料有白棕绳、铁链条、钢管等。
【模型展示】：
通过“秋千”模型说明支架与座椅的连接方式和连接材料的选用。
【投影展示】：
各种不同的连接方式和材料，以开拓学生视野。
【教师归纳】：
4、方案构思画出草图：
【学生活动】：
每位同学根据前面的设计要求和设计分析，进行方案构思和画出草图。
【教师指导】：
各组检查，分析指导（在构思时首先考虑安全，就是秋千强度和稳定性要满足要求，再考虑功能、美观、个性化需求、成本）。
5、设计交流、评价
【学生交流】：
（1）每个小组选出最优的设计，进行大组交流。
（2）从中选择若干个小组进行自评，再由其它小组进行互评。
【教师点评】：
（根据学生的评价即时点评）
（三）小结：
经过简易“秋千”的设计，使我们进一步熟悉了设计的过程，学会简单结构设计的方法，为同学们今后的学习和设计打下一定的基础，相信同学们一定会有所收获！
五、作业设计：
同学们课后可进一步优化设计，收集所需的材料（材料的选择可因地制宜、就地取材、废物利用），准备必要的工具，下一节课我们要进行模型或原型的制作，把自己的设计方案变成现实。
六、完成记评表的填写。
要求学生填好表中的内容，并进行自我评价（ M 为初步学会、 N为学会），下课后交到任课老师处。以便存入同学们的技术活动档案袋，作为高中学生综合素质评价的依据之一。
（教学设计“说明”、 个人简介附后）
附件：
教学设计“说明”
“简单结构的设计案例”的学习目标是：“能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型和原型，”课时为二个课时。而本次课堂教学评比的课时为一个课时，既要完成学习目标，又要符合教学规律，是本次教学设计的难点。
本教学设计确定“秋千”为设计对象，“秋千”是一个简单的结构，影响结构的强度和稳定性的因素都能从中体现出来，而且“秋千”设计中要考虑的因素比较多，如：强度、稳定性、功能、安全、美观、舒适、成本、个性化需求等；有利于学生在设计中发挥其设计的潜能。是一个比较好的案例。本节课设计为四个环节，第一环节是：认识结构与设计。一是从“秋千”实物（原型）这一简单结构引导学生回顾结构设计应考虑的因素；二是展示多种“秋千”的图片资料，帮助学生增加设计“秋千”的信息；三是提供学生“秋千”模型的材料和工具，组装 “秋千”模型，从中感悟结构的强度、稳定性、使用的材料、连接的方式以及美观性、经济性，加深对结构设计的认识。第二环节是：明确设计要求和设计分析。明确“秋千”设计要求，对秋千的支架、座椅、连接三个组成部分进行设计分析，找出设计需要解决的主要问题。第三环节是：方案构思画出草图。第四环节是：设计交流，由各小组选出一个代表，交流设计方案。
本节课的设计，使学生经历了设计的一般过程，学会了简单结构的设计方法；制作模型或原形作为下一节课的内容，并作为作业布置了学生课后收集制作“秋千” 模型或原形的材料；课堂上的组装 “秋千”模型，在一定程度上弥补了在本节课中学生未进行制作模型或原形的不足。