《簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)》教學(xué)設(shè)計(jì)全解

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1、 《簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教材依據(jù)　　 通用技術(shù)蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》 第一單元《結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》 第三節(jié)《簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)》。 二、課時(shí)安排：1課時(shí) 三、設(shè)計(jì)思想 1、教材分析： 本節(jié)課是第一單元《結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》第三節(jié)《簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)》，這節(jié)課有兩個(gè)方面要求：一是能夠?qū)λ龅慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單分析，熟悉設(shè)計(jì)一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)所應(yīng)考慮的主要因素；二是進(jìn)行一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)圖并制作模型或原型。分析教材本單元的前后章節(jié)——《常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)》、《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》，這些章節(jié)中涉及到結(jié)構(gòu)與力、結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等知識(shí)點(diǎn)與本節(jié)課有很強(qiáng)的延續(xù)性，因此本節(jié)課重點(diǎn)應(yīng)放在如何

2、在設(shè)計(jì)簡單結(jié)構(gòu)的過程中，結(jié)合這些知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)出既符合要求又各具特點(diǎn)的簡單結(jié)構(gòu)。 2、設(shè)計(jì)理念： 簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于這個(gè)簡單結(jié)構(gòu)——“載體”的選擇。按照教材上的要求選擇簡易相框的制作，在實(shí)際教學(xué)中很難吸引學(xué)生的興趣?，F(xiàn)在的學(xué)生數(shù)碼相機(jī)的使用非常普遍。好的照片他們或許會(huì)用來作電腦桌面的壁紙，或許能放在手機(jī)中欣賞，卻很難會(huì)再打印出來放在相框中。甚至還有一些學(xué)生，他們擁有電子相框、MP4等電子設(shè)備，又怎么會(huì)有興趣來制作相框呢？所以必須另選一個(gè)新的“載體”來制作簡單結(jié)構(gòu)，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)他們對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的興趣。因?yàn)槭墙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以我很自然就會(huì)考慮到橋梁

3、的設(shè)計(jì)，考慮到上學(xué)期讓同學(xué)們分組用報(bào)紙自由發(fā)揮設(shè)計(jì)過不同結(jié)構(gòu)的橋梁，本學(xué)期學(xué)習(xí)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以后，提升了難度，讓同學(xué)們在給定的場景下設(shè)計(jì)出自己的橋梁，并用電腦軟件在交互式白板上當(dāng)堂設(shè)計(jì)，用軟件當(dāng)堂測試、評(píng)估，達(dá)到更好的教學(xué)效果，我決定選擇用軟件在電子交互式白板上設(shè)計(jì)橋梁。 3、教學(xué)策略設(shè)計(jì)： 第一個(gè)環(huán)節(jié)：本節(jié)課是簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從課題上看包含兩部分內(nèi)容，一是結(jié)構(gòu)，二是設(shè)計(jì)，因此，為了學(xué)生能更好的進(jìn)入設(shè)計(jì)的狀態(tài)，要做好結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)基本知識(shí)的溫習(xí)環(huán)節(jié)，尤其是設(shè)計(jì)。另外，要講清楚設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的主要因素和橋梁設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，由于本節(jié)課的時(shí)間是40分鐘，因此，這個(gè)環(huán)節(jié)分配10分鐘。 第二個(gè)環(huán)節(jié)：組織同學(xué)

4、前后桌分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同學(xué)前后桌分組，一組4—6人，每組同學(xué)根據(jù)導(dǎo)學(xué)案完成分組任務(wù)，此環(huán)節(jié)分配16分鐘。（小組任務(wù)規(guī)則：每小組根據(jù)導(dǎo)學(xué)案完成任務(wù)分配，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成橋梁整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并完成圖紙繪制，寫出設(shè)計(jì)分析，模型制作） 第三個(gè)環(huán)節(jié)：根據(jù)小組完成的情況，讓小組指定的人到講臺(tái)上利用電子交互式白板完成橋梁的搭建和測試、評(píng)估，此環(huán)節(jié)分配10分鐘。 第四環(huán)節(jié)：教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)，此環(huán)節(jié)4分鐘。 4、學(xué)情分析：　　 在學(xué)習(xí)完必修一的內(nèi)容，同學(xué)們已經(jīng)具備設(shè)計(jì)全過程的基本技術(shù)素養(yǎng)，再加上高中階段的學(xué)生已有一定的物理力學(xué)知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐的基礎(chǔ)，完成橋梁的設(shè)計(jì)情況應(yīng)該普遍較好。但是由于是第一次接觸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很多

5、很好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往在制作過程中會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)與制作的脫節(jié)而“流產(chǎn)”。但是不斷的修正設(shè)計(jì)——?jiǎng)邮种谱鞯倪^程本身就是一個(gè)良好的創(chuàng)新實(shí)踐過程，在這個(gè)過程中每個(gè)用心的學(xué)生都能體會(huì)到自己設(shè)計(jì)的樂趣。限于學(xué)生對橋制作的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不同、掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平能力的不同，學(xué)生們最終制作出的橋完成設(shè)計(jì)要求的結(jié)果差異性也很大。動(dòng)手能力強(qiáng)、思維靈活的同學(xué)更容易設(shè)計(jì)出承載比較高的作品，這樣可以讓他們把自己成功的經(jīng)驗(yàn)向其他同學(xué)們分享。動(dòng)手能力較弱、思維比較遲緩的同學(xué)可能更多的體驗(yàn)解決問題過程的艱辛，這個(gè)過程同樣是一份可貴的經(jīng)驗(yàn)，而且他們對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解尤為深刻。　　 四、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能目標(biāo)：　　 （1）理解結(jié)構(gòu)的

6、涵義、結(jié)構(gòu)與力之間的關(guān)系?！　? （2）理解設(shè)計(jì)一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的主要因素?！　? （3）能夠?qū)蜻M(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)分析。　　 （4）能繪制橋結(jié)構(gòu)的草圖，并制作橋結(jié)構(gòu)模型?！　? 2、過程與方法目標(biāo)：　　 （1）在制作過程中，能夠?qū)τ绊憳蚪Y(jié)構(gòu)的各個(gè)因素進(jìn)行合理的分析與恰當(dāng)?shù)男拚? （2）初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)給定條件下簡單的橋結(jié)構(gòu)，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。 3、情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：　　 （1）形成和保持學(xué)生了解結(jié)構(gòu)，研究結(jié)構(gòu)的興趣與熱情?！　? （2）體驗(yàn)解決問題過程的艱辛和獲得成功的喜悅。　　 （3）認(rèn)識(shí)技術(shù)的創(chuàng)造性特征，培養(yǎng)勇于創(chuàng)造的個(gè)性?！　? 五、教學(xué)重點(diǎn) 完成橋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并

7、畫出草圖；選擇合適的構(gòu)件類型和連接方式搭建橋結(jié)構(gòu)模型。 六、教學(xué)難點(diǎn) 設(shè)計(jì)出給定條件下具有一定穩(wěn)定性和強(qiáng)度的橋?！　? 七、教學(xué)準(zhǔn)備　　 教學(xué)資源準(zhǔn)備：導(dǎo)學(xué)案，多媒體教學(xué)設(shè)備、教學(xué)課件PPT、一次性木筷、橡皮筋等。八、教學(xué)過程 1、溫故而知新 （1）設(shè)計(jì)的一般過程設(shè)計(jì)的一般過程 發(fā)現(xiàn)與明確問題 制定設(shè)計(jì)方案 制作模型 測試、評(píng)估及優(yōu)化 編寫規(guī)格說明書 （2）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、強(qiáng)度的主要因素 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 重心位置 支撐面大小 結(jié)構(gòu)體的形狀 影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 構(gòu)件的形狀 構(gòu)件的材料 構(gòu)件連接方式 剛連接 鉸鏈接 2、新課 教師：

8、仔細(xì)觀察下面三幅圖片，思考設(shè)計(jì)以下結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮的主要因素是什么？ 圖二 圖一 圖三 學(xué)生思考并回答…… （1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素 A、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及要求 例如：如下圖中兒童自行車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能是代步，目標(biāo)是鍛煉兒童的手腳協(xié)調(diào)能力。同時(shí)，要滿足童車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。 教師：根據(jù)以上所學(xué)內(nèi)容，橋的功能和目標(biāo)是什么？國家規(guī)范要求是什么？ 教師：橋的功能是橋可以作為路的一部分，供車輛行駛，行人行走。 橋的目標(biāo)是跨越自然或認(rèn)為障礙到達(dá)目的地。 《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTJ021-89） 　　《公路鋼筋混凝土及

9、預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTJ023-85） 　　《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》 （JTJ041-89） 　　《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 （JTJ001-97） 　　《城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》 （CJJ11-93） 　　《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTJ027-96） 教師：橋梁一般講由五大部件和五小部件組成： 五大部件是指橋梁承受汽車或其他車輛運(yùn)輸荷載的橋跨上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu),是橋梁結(jié)構(gòu)安全的保證.包括(1)橋跨結(jié)構(gòu)(或稱橋孔結(jié)構(gòu).上部結(jié)構(gòu))、(2)支座系統(tǒng)、(3)橋墩、(4)橋臺(tái)、(5)墩臺(tái)基礎(chǔ)。 五小部件是指直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部件,過去稱為橋面構(gòu)造.包括(1)橋面鋪裝、(2)防排

10、水系統(tǒng)、(3)欄桿、(4)伸縮縫、(5)燈光照明。 橋的資料： 一、橋梁的分類：? 　　按用途分為公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋。? 　　按跨徑大小和多跨總長分為小橋、中橋、大橋、特大橋。? 　　按結(jié)構(gòu)分為梁式橋,拱橋,鋼架橋,纜索承重橋(斜拉橋和懸索橋)四中基本體系,此外還有組合體系橋 　　按行車道位置分為上承式橋、中承式橋、下承式橋 　　按使用年限可分為永久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋 　　按材料類型分為木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋 　　橋梁分類 多孔跨徑總長L（米） 單孔跨徑L0（米）? 　　特大橋 L≥500 L0≥100? 　　大橋 L≥100

11、 L0≥40? 　　中橋 30

12、要缺點(diǎn)是橋面伸縮縫較多,不利于高速行車.連續(xù)剛構(gòu)主梁連續(xù)無縫,行車平順.施工時(shí)無體系轉(zhuǎn)換.跨徑我國最大已達(dá)270m(虎門大橋輔航道橋) 　　纜索承重橋(斜拉橋和懸索橋) 是建造跨度非常大的橋梁最好的設(shè)計(jì).道路或鐵路橋面靠鋼纜吊在半空，纜索懸掛在橋塔之間。斜拉橋已建成的主跨可達(dá)890m,懸索橋可達(dá)1991m. 　　組合體系橋 有梁拱組合體系,如系桿拱,桁架拱,多跨拱梁結(jié)構(gòu)等.梁剛架組合體系,如T形剛構(gòu)橋等. 　　桁梁式橋：有堅(jiān)固的橫梁，橫梁的每一端都有支撐。最早的橋梁就是根據(jù)這種構(gòu)想建成的。他們不過是橫跨在河流兩岸之間的樹干或石塊。現(xiàn)代的桁梁式橋，通常是以鋼鐵或混凝土制成的長型中空桁架為橫

13、梁。這使橋梁輕而堅(jiān)固。利用這種方法建造的橋梁叫做箱式梁橋。 　　懸臂橋：橋身分成長而堅(jiān)固的數(shù)段，類似桁梁式橋，不過每段都在中間而非兩端支承。 　　拱橋：借拱形的橋身向橋兩端的地面推壓而承受主跨度的應(yīng)力?，F(xiàn)代的拱橋通常采用輕巧、開敞式的結(jié)構(gòu)。 　　吊橋：是建造跨度非常大的橋梁最好的設(shè)計(jì)。道路或鐵路橋面靠鋼纜吊在半空，鋼纜牢牢地懸掛在橋塔之間。較古老的吊橋有的使用鐵鏈，有的甚至使用繩索而不是用鋼纜。 　　拉索橋：有系到橋柱的鋼纜。鋼纜支撐橋面的重量，并將重量轉(zhuǎn)移到橋柱上，使橋柱承受巨大的壓力。 　　玻璃橋：純玻璃制成的一種橋梁。（平板橋） 　　廊橋：加建亭廊的橋，稱為亭橋或廊橋，可供游

14、人遮陽避雨，又增加橋的形體變化。 　　三、中國橋梁的歷史 　　歷史和現(xiàn)狀上看，絕大多數(shù)橋梁均架設(shè)在水面上，只有閣道橋和現(xiàn)代城市的行人天橋和行車天橋，是架設(shè)于高樓崇閣之間或通衢大道之上。? 　　從對天生橋的利用到人工造橋，這是一個(gè)歷史的飛躍過程。從簡單的獨(dú)木橋到今天的鋼鐵大橋；從單一的梁橋到浮橋、索橋、拱橋、園林橋、棧道橋、纖道橋等；建橋的材料從以木料為主，到以石料為主，再到以鋼鐵和鋼筋混凝土為主，這是一個(gè)非常漫長的發(fā)展過程。然而，中國橋梁建筑都取得了驚人的成就。? 　　著名的科學(xué)技術(shù)史學(xué)家、英國劍橋大學(xué)李約瑟博士（ J. Needham ）在《中國科學(xué)技術(shù)史》中說，中國橋梁「在宋代有一

15、個(gè)驚人的發(fā)展，造了一系列巨大的板梁橋」。到了當(dāng)代中國，所建造的武漢、南京長江大橋等，更受到世人稱贊。可見，中國的橋梁，經(jīng)過了一個(gè)從童年、少年、青年到壯年的發(fā)展過程，愈趨成熟。中國在發(fā)展橋梁方面于 14 世紀(jì)以前處于領(lǐng)先地位，今天，她依然是世界上舉足輕重的橋梁大國。 B、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素 …… 人的個(gè)性化需要 美觀 壽命 安全 穩(wěn)定性 強(qiáng)度 成本 功能 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （2）根據(jù)導(dǎo)學(xué)案開始分組任務(wù) 教師：組織同學(xué)前后桌分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。同學(xué)前后桌分組，一組4—6人，每組同學(xué)根據(jù)導(dǎo)學(xué)案完成分組任務(wù)，小組任務(wù)規(guī)則：每小組根據(jù)導(dǎo)學(xué)案完

16、成任務(wù)分配，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成橋梁整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并完成圖紙繪制，寫出設(shè)計(jì)分析，模型制作。根據(jù)小組完成的情況，讓先完成任務(wù)的小組指定本小組人到講臺(tái)上利用電子交互式白板完成橋梁的搭建和測試、評(píng)估，并把任務(wù)完成情況記錄小組完成情況記錄在導(dǎo)學(xué)案上。 小組任務(wù)：前后左右桌相鄰?fù)瑢W(xué)分成若干小組（每小組不超過6人），設(shè)計(jì)給定條件下的橋梁，并按比例縮小橋的尺寸，繪制在草圖上，然后利用一次性木筷，橡皮筋制作橋的模型。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成草圖和模型的小組得滿分10分，只完成其中一項(xiàng)的得5分，都未完成的得2分。（小組分是小組成員每人得到的分值） 九、課堂小結(jié) （1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素 A、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)及要求 B、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素 功能，成本，強(qiáng)度，穩(wěn)定性，安全，壽命，美觀，人的個(gè)性化需要，…… （2）小組任務(wù)點(diǎn)評(píng) 十、教學(xué)反思 8