简单结构的设计参考教案

第三节简单结构的设计

一、教学目标

通过教学，能使学生达到以下目标：

知识与技能

1. 熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。

2. 能对相片架进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。

3. 通过相片架的结构设计，进一步熟悉结构设计的方法、步骤等。

过程与方法

1. 通过设计个性相片架，经历将人们的需求和愿望确认为值得解决的技术问题、并形成设计方案的过程，初步学会从技术的角度提出问题、解决问题，能多角度提出解决问题的方案，发展创造性想象的能力。

2. 通过制作个性相片架和搭建相片架模型，经历技术方案实现的过程，初步学会原型或模型的制作、装配、调试的方法，体验意念具体化和方案物化过程中的复杂性和创造性，发展动手实践能力。

3. 通过设计制作相片架原型或模型的实践活动，经历技术设计中交流与评价的过程，初步学会一些技术交流的方法，发展技术的表达和评价能力。

情感、态度、价值观

1. 通过设计制作相片架原型或模型，能够安全而又负责地参加技术活动，具有良好的合作和交流的态度，养成严谨、负责、进取的良好品质。

2. 通过设计制作相片架模型或原型，认识技术的创造性特征，培养富于想象、敢于表现个性、勇于创新的个性品质。

二、教学重难点

教学重点：

1. 熟悉结构设计应考虑的主要因素。

2. 熟悉结构设计的方法和步骤。

教学难点：

1. 确定结构设计方案。

2. 制作结构模型或原型。

三、教学分析

教学思路：

通过“如果没有丰富的结构设计，我们的生活将会怎样？我们能离开结构设计吗？”这个问题引发学生的讨论和思考，从而导入新课。

第一部分：通过播放有关结构设计的视频，引导学生讨论、思考和感受结构设计的重要性。

第二部分：通过“儿童自行车设计”的案例分析，使学生理解结构设计的目标及要求。

第三部分：通过“20世纪十大技术失误”的案例分析，加深学生对结构设计应考虑的主要因素的理解。

第四部分：通过个性相片架的设计制作活动，使学生了解简单结构设计的过程和方法，强化学生对知识的理解与整合，提高学生的动手实践能力。

最后，通过设计并搭建相片架模型，以及对课桌的设计，使学生对结构设计的方法、步骤有进一步的了解。

四、教学案例

（一）新课导入（引入课题）

如果没有丰富的结构设计，我们的生活将会怎样？我们能离开结构设计吗？

（二）新课教学

第一部分：结构设计的重要性

播放有关结构设计的视频，结合视频提出问题：结构设计在我们的生活、生产中有着怎样的意义？

结构设计对于我们的日常生活和生产活动都非常重要。日常生活中，没有丰富的结构设计，产品将会造型单一、功能单调，那些大型建筑物、交通运输工具等更是无法产生；生产活动中，产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等，也都离不开结构设计。

如何确定结构设计的目标和要求呢？

第二部分：结构设计的目标及要求

人们设计结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。

结构设计的目标及要求：结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。比如，儿童自行车的结构设计，首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标，同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求，否则设计应视为不合格。

在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，同时必须抓住主要因素开展工作。

在结构设计中如何实现其目标及要求呢？

第三部分：结构设计应考虑的主要因素

结构设计应考虑的主要因素有：

图1.3-1 结构设计应考虑的主要因素

a. 符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求；

b. 安全因素；

c. 公众和使用者的审美需求；

d. 使用者的个性化需要；

e. 对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。

在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度，使结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能实现一定的功能的同时，还要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，也就是说，力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。

案例分析：20世纪十大技术失误

不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重。但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。

讨论：你认为在相片架的结构设计中需要考虑哪些因素？

第四部分：简单结构的设计案例

现以个性相片架的设计为例，说明简单结构设计的过程与方法。

（通过活动，使学生明确结构设计的目标，学会分析结构设计应考虑的主要因素，熟悉结构设计的一般步骤，培养学生的探究欲望和创新能力。）活动项目：个性相片架

活动目标：熟悉设计个性相片架时需要考虑的主要因

素，进行个性相片架的结构设计，并制作模型。

活动步骤：

第一步：明确设计要求。

●能方便地取放相片。

●相框不易变形，支架不易松动；相框与支架连接

牢固。

●使用的材料要易于加工，并达到环保要求。

●具有一定的装饰性。

●能进行功能拓展。

●相框的长度、宽度、厚度的尺寸要求为175mm×

125mm×10mm。

图1.3-2 个性相片架第二步：进行设计分析。

相片架的设计分析可分为三部分，功能设计分析、结构设计分析和外观设计分析。

（1）功能设计分析

（2）结构设计分析

相框的结构设计

当我们取放相片时，相框的构件需要承受一定的外力，所以在设计相框的结构时，需要考虑：

●相框的几何形状的选择，使相框不变形的措施。

●相框构件之间的连接。

●相框构件的截面形状。

支架的结构设计

支架的作用在于能支撑起相框并不易翻倒，故在支架结构设计中，需要考虑：

●支架的支撑方式的选择，使支架不易翻倒的措施。

●支架构件的截面形状以及连接。

相框与支架之间的连接

根据不同的设计方案，相框与支架间可以是铰链接或固定连接。在批量制造中，还可采用不需要连接的塑料整体成型的结构。

（3）外观设计分析

分析放置相片架的环境及展示的相片内容，使相片架的设计与环境、相片内容协调。

第三步：绘制设计草图。

第四步：确定设计方案。

设计方案见教材P27。（除了教材中的方案，你还能想出什么方案？）

第五步：设计准备。

●合适的制作材料和连接材料，制作材料如木条、竹片、细竹竿、三合板、刨花板、硬纸板、玻璃等，连接材料如小螺钉、小铁钉、小塑料片、玻璃胶等。