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通过讲解法,演示法,举例法,提出问题法,鼓励法等方法讲授本课内容。
四、学习方法
提问法,案例分析法,做练习法,探究法,思考法
五、教学工具
教材,ppt课件,多媒体计算机
三、教学分析
教学思路:
第一部分:
通过对人体骨骼结构图和汽车内部结构图的观察、分析和讨论,引出本节课题;
展示苍耳子与尼龙搭扣、鸟与飞机以及鹰眼与导弹跟踪系统的文字、图片等资料,引导学生理解结构存在的普遍性;
通过“魁北克大桥的坍塌”的案例分析,使学生感悟合理的结构的重要性。
第二部分:
通过农家屋架,使学生理解结构的含义,感受民居设计的合理性;
通过软橡皮块的受力试验,使学生理解结构的受力形式以及内力的含义;
通过对农家屋架构件的受力分析,使学生进一步理解结构的受力形式;
通过桥的活动项目,引导学生探究结构的形状与结构的受力之间的关系。
第三部分:
通过展示不同结构类型的实物图片,使学生对几种常见结构的类型形成初步认识;
通过对大坝、墙体等实体结构的受力分析,使学生了解实体结构的含义及受力特点;
通过对农家屋架的受力分析,使学生了解框架结构的含义及受力特点;
通过鸡蛋承受压力试验,使学生了解壳体结构的含义及受力特点。
四、教学案例
(一)新课导入(引入常见结构的认识的课题)
学完本章相关内容以后,我们要设计和制作个性相片架,在制作之前,我们必须要掌握一定的知识和技能。
今天,我们首先来认识什么是结构。
(二)新课教学
无处不在的结构
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
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。
自然界中的结构:
在自然界中,形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
通过对自然界中结构的分析和研究,人们将其成果应用到技术领域,更好地服务于人类。
例如,通过对苍耳子的结构研究,发明了尼龙搭扣;
通过对鸟的形体结构的研究,发明了飞机等。
技术领域中的结构:
在技术领域,产品的结构丰富多彩,结构影响着它们的性质和功能,结构方面存在的一个小问题也许会导致重大事故的发生。
因此,合理的结构是事物存在的基础,卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。
通过对“魁北克大桥的坍塌”案例的分析和讨论,使学生感悟技术领域中合理结构的重要意义。
社会领域中的结构:
在社会领域,也普遍存在着结构现象。
文章的结构影响其表达与质量,企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
【师】在技术课程中,我们主要从力学角度来研究结构。
结构与力
活动项目1:
农家屋架
活动目标:
从力学角度理解结构的含义,感受民居设计的合理性。
活动步骤:
第一步:
搭建农家屋架。
第二步:
观察农家屋架的架构形态。
第三步:
对农家屋架施力,观察其形状是否发生变化。
第四步:
分析农家屋架的架构形态所起的作用。
记录分析:
当受到一定的外力时,农家屋架的形状不会发生改变。
活动总结:
从力学角度讲,结构是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
【师】那么结构是如何受力的呢?
这得从什么是构件说起。
【师】一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称为构件。
例如农家屋架,它是由三角形屋顶、横梁、立柱、底座等构件组成的。
【师】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。
应力是构件的单位横截面上所产生的内力,当应力达到某一个极限值时,结构就会遭到破坏。
用公式表示应力为б=F/S,其中F是内力,S是受力面积,б是应力。
【师】分析结构的受力情况时,首先要清楚结构的构件受到哪些力的作用。
构件的受力形式多种多样,基本的受力形式有哪些呢?
演示试验1:
软橡皮块的受力试验
试验目标:
分析结构的受力形式。
试验步骤:
在橡皮块的两端分别施加大小相同、方向相反的力。
分别对软橡皮块施加剪、弯、扭等方式的力。
试验总结:
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,使物体发生扭转变形的力。
弯曲力:
作用于物体,使它产生弯曲的力。
活动项目2:
对农家屋架的构件进行受力分析。
分析立柱的受力情况。
分析横梁的受力情况。
分析屋顶构件的受力情况。
构件
受力情况
立柱
横梁
屋顶构件
表1.1-1农家屋架构件的受力情况
农家屋架的构件同时受到几种不同形式的力,在这些力的共同作用下,农家屋架可以抵抗外界的各种作用力和自身的重力。
活动项目3:
桥
比较不同形状的桥所能承受压力的大小。
(引发学生对结构与力的思考——结构的形状与结构的受力之间的关系)
搭建一座平桥。
在平桥上逐个放置砝码,观察桥面的变化,记录桥的承载重量。
搭建一座拱形桥。
在拱形桥上逐个放置砝码,观察桥面的变化,记录桥的承载重量。
拱桥与平桥相比,可以承受更大的力。
结构的形状不同,其所能承受的压力的大小也不同。
【师】那么对于更加复杂的结构来说,结构的形态与结构的受力有着怎样的关系呢?
结构的类型
呈现多种不同结构类型的实物图片,引导学生对其进行归类。
【师】结构的类型有哪几种?
(让学生对结构的类型有个初步的认识)
根据物体的结构形态,通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构三种基本类型。
实体结构:
通常指结构体本身是实心的结构。
它的受力特点是,外力分布在整个体积之中。
框架结构:
通常指结构体由细长的构件组成的结构。
其特点是,支撑空间而不充满空间。
壳体结构:
通常指层状的结构。
它的受力特点是,外力作用在结构体的表面上。
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,如埃菲尔铁塔,它的塔腿由石砌礅座组成,塔身由钢铁部件的框架组成。
(展示图片)
演示试验2:
鸡蛋承受压力试验
了解壳体结构的受力特点。
将3只矿泉水瓶盖以三角形状摆放在桌面上。
将鸡蛋分别立于瓶盖上,再在鸡蛋上盖上另外3只瓶盖。
取一木板放在瓶盖上面,轻轻将砖头或石板压在木板上(砖头或石板应放在鸡蛋所组成的三角形的中部)。
蛋壳属于壳体结构,其两端的拱形使压力沿拱形分散,从而能承受较大的压力。
壳体结构的抗压能力很强。
拓展:
如果鸡蛋的放置方式不同,试验结果还会一样吗?
(三)课堂小结
1.结构:
从力学角度来说,结构是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
2.构件:
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称为构件。
构件的受力形式多种多样,基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力,很多情况下,构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。
3.结构的类型:
实体结构通常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。
框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构,其受力特点是支撑空间而不充满空间。
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。
(四)巩固活动设计
利用竹签搭建一个框架结构
给每组学生分发规格相同、数量相同的竹签,让学生利用给定的竹签设计并搭建框架。
看哪一组学生搭建的框架覆盖面积大,而且承受力的本领好。
说明:
竹签的数量要足够多。
(五)布置作业
1.对相片架进行结构设计,画出设计草图,并进行受力分析。
2.指出表中所列物体的结构类型,在对应栏下打“√”,并写出受力特点。
物体结构
实体结构
框架结构
壳体结构
组合结构
受力特点
栅栏
圆形陶瓷装饰品
冰山
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
表1.1-2物体的结构类型
3.生活中,有哪些物体的结构分别属于实体结构、框架结构和壳体结构?
有哪些物体的结构是由多种结构组合而成的?
4.利用我们身边的材料,如秸杆、火柴棍、橡皮泥、蛋壳等,制作实体结构、框架结构和壳体结构模型,并简述这些结构的受力特点。
5.请分析,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驶员的?
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