1.3简单结构的设计（第41课时）
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文档简介
1.3简单结构的设计（第2课时）
教学目标
知识与技能目标：
1、理解并巩固结构的涵义、结构与力之间的关系。
2、能熟练分析一个简单结构应考虑的主要因素。
3、能够对纸结构进行合理的结构分析，并设计一个简单纸结构。
4、能制作一个简单纸结构模型。
过程与方法目标：
1、设计过程中，能充分认识不同纸结构承重性能的差异。
2、在制作过程中，能够对影响纸结构的各个因素进行合理的分析与恰当的修正。
3、能制作承重性较好的纸结构，体验发现问题、解决问题的过程。
情感态度和价值观目标：
1、形成和保持学生了解结构，研究结构的兴趣与热情。
2、体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。
3、认识技术的创造性特征，培养勇于创造的个性。
教学重点：完成简单纸结构的设计，选择合适的纸结构形状和连接方式搭建纸结构模型。
教学方法：教授、任务驱动、小组合作
教学难点：选择合适的纸结构和连接方式搭建纸桥结构模型。
设计思想
1、教材分析：
本节课是第一单元《结构与设计》第三节《简单结构的设计》，这节内容有两个方面要求：一是能够对所做的结构进行简单分析，熟悉设计一个简单结构所应考虑的主要因素；二是进行一个简单结构的设计，绘制设计图并制作模型或原型。分析教材本单元的前后章节——《常见结构的认识》、《稳固结构的探析》，这些章节中涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合这些知识点，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。
2、教学策略设计：
纸结构设计的要求并非这节课才提出，而是在结构设计的第一节课就已经提出，这样就可以让学生在学习前面知识的同时进行思考，本节课则是对纸桥制作进行具体指导。①首先对纸张的性质进行相应分析，让学生掌握纸张的特点——抗拉性能强、抗压性能弱。②由纸张的特点引出纸结构要承重就必须扬长避短，设计合适的结构提高抗压性能，才能承受一定的重量。不同结构的承重能力不同，追求的目标是纸结构的承载比应该尽可能大。③纸结构形状的选择很重要，不同结构的纸结构抗压性能不同，引导学生自己探讨选择合适的形状。④纸结构的组合连接方式有多种，好的组合连接能够有效提高纸板整体结构的强度。引导学生自己设计合适的组合连接方式。⑤学生自主设计承重纸板，分成小组讨论后形成小组方案。⑥小组制作纸板。⑦教师及时介入，通过对比介绍部分小组的作品，引导学生反思对自己的设计进行相应调整。⑧在学生完成作品之后进行作品的简单测评，即选择部分小组作品对其进行承重测试，对于测试的结果引导学生思考如何调整修改原有设计。⑨教师指导学生思考，纸结构还能有什么应用，怎么设计？（为后续纸桥制作作准备）
教学准备
教学资源准备：多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、各类工具、普通A4纸张、胶水等
教学课件的准备：教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点突出中心。
教学过程
1、提出问题
老师：生活中常常有这样的事例，很多看上去不起眼的
（[图片]介绍两个事例：
1、一把纸结构制作的椅子上
2、一日本设计师在法国用7.5吨纸造了一座纸桥能同时站立20人。
平常你所了解纸张的特性是什么？（柔弱）为什么柔弱的纸张搭成的纸椅、纸桥能承受这么重的重量？(由学生回答中引出)因为纸椅、纸桥的结构，设计师设计的独特的结构能承受这样的重量。）我们如何来设计能承受一定重量的纸结构？
（引出结论）纸本身具有较强的抗拉能力，但抵抗压力能力很弱。也就是说，在纸板承受砝码重力的时候，首先被破坏而出现折痕的是受到挤压力的上表面，这是我们最不愿意看到的。因此，要想纸桥能够承受一定的重量，设计合理的承重结构，就必须扬长避短，提高纸张的抗压能力，发挥纸张的抗拉能力，如何做到这一点呢
2、理论探究
老师：在日常生活中，纸张的拉力表现的非常惊人。用纸张的的一端挂上重物（可用两块磁铁吸引夹住纸张），拉住纸张的另一端可以轻松将重物提起。而同时，纸张的抗压能力相对来说表现的极为特殊。将一张纸立在桌子上是很困难的，但是把它折一下，或者卷成圆形，不但能立起来，而且还能在上面压一小块重物，也就是说，通过折边或卷成圆弧形可以提高纸张的抗压能力，由此，可得出结论选择一个合理的截面形状对于整个纸结构有着举足轻重的作用。同时合理的截面形状是构成整个纸结构构件的关键。
（课件展示[图片]——一些典型纸结构的形状）
（老师引导学生思考：）什么样形状的纸结构抗压能力强？承载比更大？
（板书对几种基本形状的纸结构进行受力分析）
老师：了解了纸桥构件的基本情况，我们再来了解一下构件的连接。合理的构件连接方式能有效提高整个纸桥结构的强度。
（课件展示[图片]——一些典型纸结构的组合连接）
（老师引导学生思考：）什么样的构件组合连接方式更牢固？更能提高整体结构的强度？
3、拓展思维
老师：谈了这么多纸结构的形状和组合连接，有一个问题摆在我们面前：纸桥构件的形状和组合连接，如何合理搭配，才能尽可能满足我们纸桥设计的要求，提高纸桥结构的承载比？
（请学生按照设计要求设计纸板结构模型，在学案上画出草图）
4、实践活动
老师：我们探讨了纸张的特性，简单分析了纸结构的形状和组合连接，也自己设计了纸板结构模型。下面让我们自己来制作一下简单的普通纸板结构模型。
（同桌两同学为一小组，以小组为单位开始制作）
（图示几种简单纸结构制作过程）
（学生动手制作，老师在旁边进行观察指导）
5、学生反思
（选择几个小组的作品进行简单评述）
老师：大家都选择了不同设计方案来制作简单纸板结构模型，我们来看看这个小组的同学设计制作的简单纸桥模型，他们采用的主要是什么结构形状？如何组合连接的？（学生思考回答）能不能再加以改进？如何改进
(让学生根据情况对自己作品进行深入思考，加以改进。各组同学之间可以适当交流经验，取长补短)
6、测试评价
（挑选几组学生的作品进行承重破坏性测试——在纸板的中央，依次放上沙盒，直到纸板结构发生形变破坏，记下相应砝码重量。）
7、教师指导
老师与学生综合评价：**小组的简单纸桥结构承重性能最强。（为什么最强？）
引导学生思考：这个小组选择的是怎样的构件形状？构件的连接如何？怎么搭配的？
老师：今天这堂课，我们自己动手制作了简单纸桥结构模型，虽然只是一个简单的结构设计。但是我们体验到了结构设计的严谨与美感。最后因为时间的原因，我们仅仅选取了几组同学的作品来进行测试，尽管我们做的只是最普通的纸桥结构模型，但是我们依然可以看到同学们对结构设计的热情与兴趣。很多同学的设计很有想法，但是还不是尽善尽美，还有可以改进的地方，希望同学们课后能相互探讨，独立思考、协作完成更好的结构作品。
教学反思
这节课选择了学生比较感兴趣的“载体”，所以学生参与程度和热情相当高，教学重点和难点掌握得也比较扎实。然而，实际制作中，还有很多不足，总结一下有这样几点：
1、学生掌握的结构设计思想与方法与动手实践能力总有差异。尽管设计的方案很好，实际制作的时候很难把设计的意图贯穿到纸桥制作过程中去。
2、学生动手过程中，但是制作的工艺水准普遍不是很高，直接影响了整个纸结构的强度。
3、给予学生思考的时间还是短了很多，学生在课堂上面能体现出的好的结构设计并不多，需要课后深入思考后才能有更好的作品制作出来。
4、囿于老师自身的技术水平，不可能对每个学生提出的问题做出最准确的指导。很多学生提出的问题只能依靠自身摸索，最后得到的结果也未必是最好的解决方案。
教学目标
知识与技能目标：
1、理解并巩固结构的涵义、结构与力之间的关系。
2、能熟练分析一个简单结构应考虑的主要因素。
3、能够对纸结构进行合理的结构分析，并设计一个简单纸结构。
4、能制作一个简单纸结构模型。
过程与方法目标：
1、设计过程中，能充分认识不同纸结构承重性能的差异。
2、在制作过程中，能够对影响纸结构的各个因素进行合理的分析与恰当的修正。
3、能制作承重性较好的纸结构，体验发现问题、解决问题的过程。
情感态度和价值观目标：
1、形成和保持学生了解结构，研究结构的兴趣与热情。
2、体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。
3、认识技术的创造性特征，培养勇于创造的个性。
教学重点：完成简单纸结构的设计，选择合适的纸结构形状和连接方式搭建纸结构模型。
教学方法：教授、任务驱动、小组合作
教学难点：选择合适的纸结构和连接方式搭建纸桥结构模型。
设计思想
1、教材分析：
本节课是第一单元《结构与设计》第三节《简单结构的设计》，这节内容有两个方面要求：一是能够对所做的结构进行简单分析，熟悉设计一个简单结构所应考虑的主要因素；二是进行一个简单结构的设计，绘制设计图并制作模型或原型。分析教材本单元的前后章节——《常见结构的认识》、《稳固结构的探析》，这些章节中涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合这些知识点，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。
2、教学策略设计：
纸结构设计的要求并非这节课才提出，而是在结构设计的第一节课就已经提出，这样就可以让学生在学习前面知识的同时进行思考，本节课则是对纸桥制作进行具体指导。①首先对纸张的性质进行相应分析，让学生掌握纸张的特点——抗拉性能强、抗压性能弱。②由纸张的特点引出纸结构要承重就必须扬长避短，设计合适的结构提高抗压性能，才能承受一定的重量。不同结构的承重能力不同，追求的目标是纸结构的承载比应该尽可能大。③纸结构形状的选择很重要，不同结构的纸结构抗压性能不同，引导学生自己探讨选择合适的形状。④纸结构的组合连接方式有多种，好的组合连接能够有效提高纸板整体结构的强度。引导学生自己设计合适的组合连接方式。⑤学生自主设计承重纸板，分成小组讨论后形成小组方案。⑥小组制作纸板。⑦教师及时介入，通过对比介绍部分小组的作品，引导学生反思对自己的设计进行相应调整。⑧在学生完成作品之后进行作品的简单测评，即选择部分小组作品对其进行承重测试，对于测试的结果引导学生思考如何调整修改原有设计。⑨教师指导学生思考，纸结构还能有什么应用，怎么设计？（为后续纸桥制作作准备）
教学准备
教学资源准备：多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、各类工具、普通A4纸张、胶水等
教学课件的准备：教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点突出中心。
教学过程
1、提出问题
老师：生活中常常有这样的事例，很多看上去不起眼的
（[图片]介绍两个事例：
1、一把纸结构制作的椅子上
2、一日本设计师在法国用7.5吨纸造了一座纸桥能同时站立20人。
平常你所了解纸张的特性是什么？（柔弱）为什么柔弱的纸张搭成的纸椅、纸桥能承受这么重的重量？(由学生回答中引出)因为纸椅、纸桥的结构，设计师设计的独特的结构能承受这样的重量。）我们如何来设计能承受一定重量的纸结构？
（引出结论）纸本身具有较强的抗拉能力，但抵抗压力能力很弱。也就是说，在纸板承受砝码重力的时候，首先被破坏而出现折痕的是受到挤压力的上表面，这是我们最不愿意看到的。因此，要想纸桥能够承受一定的重量，设计合理的承重结构，就必须扬长避短，提高纸张的抗压能力，发挥纸张的抗拉能力，如何做到这一点呢
2、理论探究
老师：在日常生活中，纸张的拉力表现的非常惊人。用纸张的的一端挂上重物（可用两块磁铁吸引夹住纸张），拉住纸张的另一端可以轻松将重物提起。而同时，纸张的抗压能力相对来说表现的极为特殊。将一张纸立在桌子上是很困难的，但是把它折一下，或者卷成圆形，不但能立起来，而且还能在上面压一小块重物，也就是说，通过折边或卷成圆弧形可以提高纸张的抗压能力，由此，可得出结论选择一个合理的截面形状对于整个纸结构有着举足轻重的作用。同时合理的截面形状是构成整个纸结构构件的关键。
（课件展示[图片]——一些典型纸结构的形状）
（老师引导学生思考：）什么样形状的纸结构抗压能力强？承载比更大？
（板书对几种基本形状的纸结构进行受力分析）
老师：了解了纸桥构件的基本情况，我们再来了解一下构件的连接。合理的构件连接方式能有效提高整个纸桥结构的强度。
（课件展示[图片]——一些典型纸结构的组合连接）
（老师引导学生思考：）什么样的构件组合连接方式更牢固？更能提高整体结构的强度？
3、拓展思维
老师：谈了这么多纸结构的形状和组合连接，有一个问题摆在我们面前：纸桥构件的形状和组合连接，如何合理搭配，才能尽可能满足我们纸桥设计的要求，提高纸桥结构的承载比？
（请学生按照设计要求设计纸板结构模型，在学案上画出草图）
4、实践活动
老师：我们探讨了纸张的特性，简单分析了纸结构的形状和组合连接，也自己设计了纸板结构模型。下面让我们自己来制作一下简单的普通纸板结构模型。
（同桌两同学为一小组，以小组为单位开始制作）
（图示几种简单纸结构制作过程）
（学生动手制作，老师在旁边进行观察指导）
5、学生反思
（选择几个小组的作品进行简单评述）
老师：大家都选择了不同设计方案来制作简单纸板结构模型，我们来看看这个小组的同学设计制作的简单纸桥模型，他们采用的主要是什么结构形状？如何组合连接的？（学生思考回答）能不能再加以改进？如何改进
(让学生根据情况对自己作品进行深入思考，加以改进。各组同学之间可以适当交流经验，取长补短)
6、测试评价
（挑选几组学生的作品进行承重破坏性测试——在纸板的中央，依次放上沙盒，直到纸板结构发生形变破坏，记下相应砝码重量。）
7、教师指导
老师与学生综合评价：**小组的简单纸桥结构承重性能最强。（为什么最强？）
引导学生思考：这个小组选择的是怎样的构件形状？构件的连接如何？怎么搭配的？
老师：今天这堂课，我们自己动手制作了简单纸桥结构模型，虽然只是一个简单的结构设计。但是我们体验到了结构设计的严谨与美感。最后因为时间的原因，我们仅仅选取了几组同学的作品来进行测试，尽管我们做的只是最普通的纸桥结构模型，但是我们依然可以看到同学们对结构设计的热情与兴趣。很多同学的设计很有想法，但是还不是尽善尽美，还有可以改进的地方，希望同学们课后能相互探讨，独立思考、协作完成更好的结构作品。
教学反思
这节课选择了学生比较感兴趣的“载体”，所以学生参与程度和热情相当高，教学重点和难点掌握得也比较扎实。然而，实际制作中，还有很多不足，总结一下有这样几点：
1、学生掌握的结构设计思想与方法与动手实践能力总有差异。尽管设计的方案很好，实际制作的时候很难把设计的意图贯穿到纸桥制作过程中去。
2、学生动手过程中，但是制作的工艺水准普遍不是很高，直接影响了整个纸结构的强度。
3、给予学生思考的时间还是短了很多，学生在课堂上面能体现出的好的结构设计并不多，需要课后深入思考后才能有更好的作品制作出来。
4、囿于老师自身的技术水平，不可能对每个学生提出的问题做出最准确的指导。很多学生提出的问题只能依靠自身摸索，最后得到的结果也未必是最好的解决方案。