无处不在的结构

---探究结构

 

一、课标要求：

    “结构与设计”是技术设计中任何事物都是按一定的顺序搭配和排列，而对结构的认识是对任何事物进行设计的前提。它对学生理解设计中事物的结构，建立中发现结构存在的问题、认识对结构了解必要，形成对结构与力的敏感性以及初步具有重要的作用。本节内容是本册教材分阶段探讨设计过程的第一章的部分内容，是学生确立设计项目，进入独立设计活动的第一步。本节内容有助于提高学生的认识能力和分析能力，是一种在日常生活有广泛运用，且可以形成能力迁移的课程内容。

　　本节内容让学生经历将人们的需求和愿望确认为值得解决的技术问题，初步学会从技术的角度提出问题，提高学生的认识能力和分析能力，让学生对于力对结构影响与计算。

二、教学目标：

知识与技能

1．了解结构稳定性、结构强度的涵义，理解应力、内力的涵义与关系，了解连接方式对结构的影响

2．能进行简单的应力计算

3．掌握应用技术试验分析问题的能力，并能书写试验报告。

过程与方法

1．通过A形梯的事例，理解结构的稳定性。

2．通过两个技术试验，分析影响结构强度和稳定性的主要因素，写出试验报告

情感、态度与价值观

　　1．通过因结构不稳定而坍塌的广告牌的事例，让学生树立质量管理的观念和对产品安全性负责的社会责任感。

　　2．技术试验的过程可以培养学生善于观察、勇于实践、认真分析的技术品质。

三、教学重点：

　理解结构稳定性、结构强度的涵义，能应用应力的公式进行简单的计算。

四、教学难点：

　　通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。

五、教学方法：

　　举例法
六、教学主要设想：

　　让学生学会以下：

1.了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

2能结合1～2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。

3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出报告

4.能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。

七、教学过程：

【新课引入】

 师：播放“因温州市区车站大道财富中心楼下巨型广告牌被大风吹倒，19辆轿车受损。”的视频，再展示全国各地都不时有广告牌被风吹倒造成伤亡、损失的图片。

问“为什么经常会出现这些因广告牌被风吹倒造成伤亡、损失的事故呢？”

学生讨论、思考“影响结构稳固的因素有哪些呢？”并回答。

意图：让学生了解结构的稳定性在技术设计中的重要性。

让学生树立质量管理的观念和对产品安全性负责的社会责任感。

【新课讲解1】结构的稳定性

教师拿出一个A形梯，让一位学生展示应该如何使用A形梯。

问“为什么要把A形梯的横档放平直呢？不要这个横档可以吗？为什么？”

 学生思考

引入三角形的稳定性。

让一位学生把一个较重的书包放在A形梯顶端，尝试推一下梯子，感觉梯子的摇晃情况；

把一个较重的书包放在A形梯中间两横档上铺的木板上，尝试用同样大小的力推一下梯子，感觉梯子的摇晃情况；

比较两次摇晃的大小差异。分析其原因。

问：保证A形梯结构稳定的原因有哪些方面？

*结构的稳定性与它的几何形状、支撑面积大小和重心位置密切相关。

引入影响结构稳定性的因素

【新课讲解2】结构的强度

学生两人为一组分组试验：

在两叠相同高度相隔20CM的书中间悬挂四条直棒（1号棒（粗圆实心泡沫棒，直径：2cm），2号棒（细圆实心泡沫棒，直经：0.5cm），3号棒（粗圆空心泡沫棒，直经：2cm），4号棒（细木棒，直经：0.5cm），其中2号与3号棒材料的横截面积相同），分别在四直棒上面同时依次悬挂1个-3个钩码。观察四直棒的变化，记录变形情况。

（填附表1）

学生实践并观察、思考、分析原因

1、在不断增加挂码时，直棒的形状是否有变化？是什么导致这样的变化？

观察形状变化

意图：引入结构强度和内力的概念

*结构强度和内力的概念。

2. 1号棒与2号棒直径相同材料不同的直棒在挂上同等数量钩码时变形情况是否有不同？那么相同直径直棒的变形情况与什么因素有关？

学生思考分析

引入应力。

*在外力与材料不变的条件下，构件被破坏的程度与它的截面积有关。

*应力：构件的横截面积所受的内力称为构件的应力。

*公式：δ＝N/A，

（强调各符号的含义和单位）

学生思考，并根据公式进行计算。

练习：课本P15，建筑物的支柱是怎样承受压力的？求支柱所受的应力。

提示学生观察课室内的支柱，对其进行受力分析。

3、2号棒与4号棒直径相同材料不同的直棒在挂上同等数量钩码时变形情况是否有不同？那么相同直径直棒的变形情况与什么因素有关？

*结构强度与材料也有关系。

通过试验发现材料对强度的影响。

4、2号棒与3号棒材料的横截面积相同，挂上同等数量钩码时变形情况是否有不同？为什么？

*结构的强度与材料本身的形状有关。

课本P19页图1-42

了解不同形状与强度的变化特点。

意图：通过试验发现材料的形状对强度的影响。

结构的强度与哪些因素有关？

意图：归纳影响结构强度的因素。