1.1初识结构(教案)

1.1初识结构
【教学目标】：
1、知识与技能：
了解结构的含义，从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

2、过程与方法：
能对生活中常见的简单结构实例进行归类。

3、情感、态度与价值观：
培养学生的分析观察能力，用科学思维认识结构，拓宽思维和想象空间。

【教学重点】：
结构的含义，结构的类型。

【教学难点】：
结构与力。

【学习方法】：
案例分析、交流讨论、模型展示、师生互动。

【课时安排】:1课时
【教学过程】：
【引入新课】
回顾技术与设计1的知识，展望技术与设计2的内容。

展示两种砖头堆法的设计方案，提问：
哪一种会使砖头垒的更高，并谈谈其缘由。

第一章结构与设计第一节初识结构
【新课教学】
一、初识结构
“结构”一词，对同学们来说并不陌生。

在学习其它学科中，也有提到过“结构”。

例如，在生物课中提到过：
人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：
文章的结构，在地理课中有地质结构。

其实结构是无处不在的，它存在于自然界、技术领域、社会领域。

（放映蜂巢、雪花、集团组织结构、公司人员结构、跷跷板、鸟巢等图片）
尽管它们各自的具体内容不一定相同，但是，它们的本质涵义却是相同的。

怎么样给“结构”归纳出一个总的表述呢？我们先看[古老的板凳]这个案例。

二、结构的含义和功能
分析案例[古老的板凳]（出示板凳的图片）：
1、提问：
板凳由哪些部分组成？形状有哪些特点？
答：
板凳由板面，板脚，横牚组成。

2、提问：
这些组成部分是如何连接？为什么要采用这种方式？
答：
采用榫接（榫接是两块材料一个做出榫头，一个做出榫眼，两个穿到一起，靠材料的摩擦力将两块材料固定在一起），使用榫接比使用螺丝连接更牢固。

总结：
组成结构的各组成部分，我们称为构件，它可以是一个零件也可以是部件。

结构的主体框架与构造形式，我们称为架构。

上面说到的这张板凳的功能是用来坐的或承重的，同样椅子也是。

展示两张图片（人坐在椅子上，行人和车辆在桥面上）
案例分析：
提问：
从受力的角度，分子椅子和桥的共同之处？
通过分析椅子和桥的共同之处：
（1）都需要承受外力的作用；
（2）在一定范围内都具有抵抗其形状和大小改变的能力。

引出从力学角度结构的含义：
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。

我们知道生活中很多结构在一定外力作用下就会遭到破坏其实上就是当其应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。

那么什么是应力呢？在第三节我们就将会学习。

讨论交流：
台灯上的蛇皮管为什么可以任意弯曲，并停留在某一个位置上？
蛇皮管的结构是方形扣和结构
蛇皮管灯，应便于调节，且调节后不反弹。

这说明结构是由物体的功能所决定，而物体的结构又决定了物体的性能和形态。

例如：
（1）同样是水，有液态、气态、固态；
（2）同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；（展示图片）
（3）同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬。

结构是多种多样的，结构的分类也是多种多样的。

三、结构的类型：
从力学构架与形态考虑，结构可作如下分类：
1、实体结构
2、框架结构
3、壳体结构
（1）、实体结构
受力特点：
利用自身来承受荷载，能承受较大的压力。

特征：
几何外形简单。

例子：
如xx、实心墙、实体物。

（2）、框架结构
受力特点：
支撑空间而不许充满空间。

特征：
结构体由细长的构件组成的结构。

由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。

例子：
窗户、画框、铁塔架、建筑用的脚手架等等。

三轴转台（结合自制模型帮助学生了解三轴转台）
（3）、壳体结构
受力特点：
受力合理，形态稳定。

特征：
壳体内空，在场馆建设中用得很多。

例子：
贝壳、油罐、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、鸡蛋、西瓜、头盔……[学生讨论]：
为什么头盔是圆弧形的？
现实中，有一些物体是由多种结构类型组合而成的，即组合结构
练习：
判断下列物体结构是属于哪种结构类型。

物体结构实体结构框架结构壳体结构组合结构
栅栏———
圆形陶瓷装饰品———
xx———
高层建筑的穹顶———
钢化玻璃锅盖———
竹排———
汽车外壳———
人的头盖骨———
xx斗兽场———
四、小结
五、作业
调查：
以小组合作的方式，对我们身边的建筑物或生活用品的结构特征进行调查。