高中通用技术《技术与设计2》第1章1.2 典型结构案例分析
高中通用技术-结构与设计教案-苏教版必修2
第一单元结构与设计第一节常见结构的认识（第1课时）一、教学内容分析本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。
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。
本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。
通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，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。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
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。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
二、教学对象分析学生对结构有一定的了解。
对结构的功能和分类也有一定的基础。
另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。
但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。
三、教学目标（一）知识与能力：解结构的含义。
（二）过程与方法：度理解结构的概念。
（三）情感态度与价值观：桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。
展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。
四、教学重点和难点重点：结构概念难点：应力概念五、教学策略从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
（一）教法在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。
【公开课教案】高中通用技术苏教版必修2 技术与设计2 第一章第二节 稳固结构的探析
《稳固结构的探析》教学设计技术与设计2 第一单元结构与设计第二节稳固结构的探析第2课时1.教材分析本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”中的第2课时，学习结构的强度。
教学内容主要分为：“结构的强度”和“影响结构强度的主要因素”两部分组成。
首先，从生活案例出发阐明结构强度的含义。
其次，结合案例分析、试验和探究等活动，学习影响结构强度的主要因素。
探究影响结构强度的主要因素是本课的重点，其中，结构的形状对结构强度的影响是重要内容。
教学重难点是：结构形状、构件之间的连接方式对结构强度的影响。
结构的“稳定性”与“强度”都是影响结构质量的重要因素，是结构的基本知识，是结构设计时必须考虑的基本问题。
这一节在本章中起到承前启后的作用，只有清楚了它们的影响因素，才能有可能进行后面的简单设计结构，这部分内容是进行结构设计的基础，所以让把握好这部分内容是关键。
2.设计理念在教学中应发挥学生的学习主体作用，让学生学会学习。
在教学设计中，主要由学生观察、参与演示试验、讨论和分析案例等方式，去探究影响结构强度的主要因素。
学生通过感悟和体验，探索总结相关的结论，效果比教师纯粹讲授结论要好得多。
3.学情分析通过前面的学习，学生了解了结构的概念、结构与力、结构的分类，探究了结构的稳定性，影响稳定的主要因素，学生有了较好的知识基础，对进一步学习结构知识有一定兴趣。
这些对于探究影响结构强度有一定的帮助，希望通过本节内容学习，让学生在原有基础上提高，通案例分析和技术试验把握技术思想和方法，为后面结构设计奠定必要的基础。
一、教学目标1.知识与技能（1）知道结构强度的含义，知道内力、应力和σ=F/S，能够解释简单结构的一些日常现象；（2）理解影响结构强度的主要因素：使用的材料、结构的形状、构件之间的连接方式；（3）能用所学知识分析生活中简单结构的问题。
2.过程与方法通过案例分析、试验观察和讨论，归纳影响结构强度的因素；3.情感态度和价值观培养学生的观察能力、思维能力、主动参与意识，体验学习的乐趣，培养学习兴趣。
高中通用技术《技术与设计2》1.2《稳固结构的探析》教案 苏教版
课题名称
稳固结构的探析（3课时）
课标要求
理解结构稳定性的概念，明确结构在静止或运动状态下稳定条件的不同。
能通过技术试验分析影响结构稳定性的主要因素并写出试验报告。
考纲要求
能通过技术试验分析影响结构的稳定性和强度的因素，并写出试验报告或总结。
教学目标（知识与能力、过程与方法、情感态度价值观）
第二节稳固结构的探析
新课内容：
结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。
台风过后，部分结构却完好无损，这又说明，有的结构稳定，有的结构不稳定。
想一想：
结构的稳定性与什么因素有关？填表说明下表中的物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因。（P012）
1.知识与技能：
1）能通过技术试验分析影响结构的稳定性和强度的因素，并写出试验报告或总结。
2）理解结构与功能的关系。
2.过程与方法：
1)简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法。
2)探究、实验、讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识。
3.情感态度价值观：
1）通过分析讨论等得到结论，培养学生的探究、实验、分析问题的能力，体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育。
师：落地扇为什么不易倾倒？
生：思考回答
师：落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低。
因素二：重心位置
2．结构的稳定性与重心位置有关。物体重心越低，越稳定。
A.不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？
师：研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不在是不倒翁了。
【课件】第一章+结构及其设计+课件-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
社会 领域
文章结构、人员结构、城乡结构……
结构影响着产品的性质和功能
魁北克大桥
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。
结构与力
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。
分析结构的受力情况时，首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用。
力偶的作用。
压力
扭转力 弯曲力
结构的受力特点
拉力 扭力
剪切构面力件内两的端力偶受作到用两，个两在力垂偶直大于小轴相线等平，
转向相反。
压力
扭转力 弯曲力
马上行动
拉力 压力 剪切力 扭转力 弯曲力
物体所承受的拉拽力 （状态是膨胀）
物体受到挤压的力 （状态是收缩）
两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体 上的平行力 （状态是断裂趋势）
练一练
8.如图所示是一款平衡吊，吊臂为平行四边形结构，能在铅垂面
内运动。在图示位置，构件1、构件2的主要受力形式是( D )
A．构件1受拉，构件2受弯曲 B．构件1受拉，构件2受拉 C．构件1受弯曲，构件2受拉 D．构件1受弯曲，构件2受压
练一练
9.如图所示为一款壁灯。当杆1与杆2成90°时，杆1与杆2的主要
练一练
11.空调外机通过三角架和膨胀螺丝固定在墙面上，如图所示，
上面的这一颗膨胀螺丝的受力形式为（ C ）
A．受拉、受压
B. 受压、受弯曲
C．受拉、受剪切
D. 受扭转、受弯曲
练一练
12.如下图所示为起重机上吊钩的受力示意图，其中销钉和连杆
的主要受力形式是( B )
A．受拉；受剪切 B．受剪切；受拉 C．受压；受弯曲 D．受扭转；受拉
高中通用技术苏教版必修2 技术和设计2 第一章第二节 稳固结构的探析 (共34张PPT)
wlxmy
常见构件的横截面形状
wlxmy
设计试验
参考教材p7小试验，改变纸板的结构测试 不同结构形状下承受压力的大小，做好记 录，承重最大的获胜，上台演示
结论：结构的形状是影响结构强度的 主要因素。
在花生与核桃的承重试验中，条件 相同时一定是核桃的承重大，原因 是核桃的材料坚硬。
刚连接
被连接的构件在 连接处既不能相 对移动，也不能 相对转动
焊接件、木凳 的榫接、胶合 物品的连接
wlxmy
铰连接
铰连接：
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刚连接：
榫接
wlxmy
wlxmy
胶接
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焊接
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连接方式
材料
强度
形状
wlxmy
设计试验2 10本教材堆成书塔
试验要求：4人一组，合作堆一个书塔，通过 改变书籍的结构形状、连接方式，提高书堆 的强度，比赛哪组同学堆的书堆最高，最稳 固。书塔最高且在同学都以坐好不扶的情况 下坚持十秒的组获胜。任何同学不得在试验 和比赛过程中故意破坏本组和他组同学堆的 书塔（时间3分钟） 试验评价：获胜组派代表总结自己小组获胜 的经验
2、如果一个构件在5平方米的横截面
积上，受到外力的作用，产生了20N
的内力，那么该构件的应力是（ C ）
A、25Pa
B、15Pa
C、4Pa
D、100Pa
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影响结构强度的主要因素
技术试验 地上放一块泡沫板，拿3个花生在上面摆 成等边三角形，花生上面放一块木板，取 水桶不断加水，观察花生是否被压坏。
wlxmy
引发联想：人也是由某种材料构成的，从肉 体上讲可能抵抗被外力破坏的能力都差不 多，但从精神层面而言，人的各种能力相 差甚远，所以我们要不断地锻炼自己，使 自己的“各方面强度”增大，成为更加优 秀的人。
高中通用技术苏教版必修2 技术和设计2 第一章第二节 稳固结构的探析 (共30张PPT)
二﹑我们经常看到在表演自行车走钢丝的精 彩节目时，在表演的自行车的下面增加 了一重物，这一设计的目的是（ ）
A.降低表演的重心，以提高自身的稳定性 B.看起来更美观 C.增加自行车的强度 D.改变自行车的功能
七﹑板书设计：
一﹑结构的稳定性概念 二﹑影响结构的稳定性的主要因素
结构的重心高低 结构的支撑面的大小 结构的形状 三﹑结构的稳定性的应用
课题：稳固结构的探析
结构的稳定性。
影响结构稳定性的主要因素。
本节课学习目标
一﹑ 说出影响结构稳定性的主要因 素
二﹑结合简单的技术试验，分析影 响结构稳定性的主要因素，写出试 验报告。
本节课授课内容
二 稳固结构的探析
风中摇坠的行人
1 结构与稳定性 翻倒的自行车
（请同学们翻到课本P012页）
思考：同样在台风的破坏下，为什么有一些 树、房子或广告牌等被刮倒，而其它的却稳如 泰山一点都不受台风影响呢？
木块
铁块
试验：用嘴吹放置在桌面上同样形状和大 小的铁块和木块，看看那块先倒？
自测练习
1.房子﹑桥梁的桁架大多数是由多个三角形 构成的。这是运用了三角形的什么原理 （）
A 三角形简单 B三角形美观 C 三角形用料少 D三角形稳定﹑牢固 2.家用落地风扇的底座一般做得比较重，这 是为了（ ）
A 增加风扇的强度 B增加风扇的稳定性 C安装电线的需要 D更加美观
你能说出生活中应用三角型稳定 性的事例吗？
三. 结构稳定性的应用
一方面人们利用稳定的结 构抵抗外力、承受负载 。 另一方面人们又利用不稳定的结构实现 某些功能。
例如在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物 体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现
四.知识拓展
高中通用技术苏教版必修2 技术和设计2 第一章第二节 稳固结构的探析 (共26张PPT)
形状 连接方式
材料 截面
稳定性
强度
结构的稳定性
结构在
的作用下维持其 的能力。
结构的强度
结构具有的抵抗被
的能力。
一辆白色轿车掉到河里，一辆救援车来营救。
意外发生了，救援车承受不住轿车重量，被带到河里。
没办法，只好找来一辆更大的救援车。
轿车顺利上岸。
再去营救第一辆救援车。
什么情况？
………………
翻转条件： 重心的垂线移出支撑面
材料 截面
下图采用铰连接的是：
某同学发明一种可改变 重心位置的积木。这一 发明将原来实心积木块 改成密封的塑料外壳内 装适量沙子。沙子在里 面可以倒来倒去，不仅 增加了拼装的难度和趣 味性，而且能搭出一些 一般积木难搭出的图形。
这一设计主要是改变了
积木的（
）
稳固结构
稳定性强度Fra bibliotek支撑面
形状
重心的高低
静态自行车 不倒的原因。
稳固结构 稳定性
支撑面
形状
重心的高低
稳固结构
稳定性
强度
连接方式
常见的连接方式：
• 铰连接：被连接的构件在连接处不能相对 移动，但可以相对转动。
教室门 眼镜腿 剪刀
• 刚连接：被连接的构件在连接处既不能相 对运动，也不能相对转动。
榫接、胶接、焊接
形状
稳固结构 强度
连接方式
1.3.2欣赏经典结构的案例教学设计-高中通用技术必修《技术与设计2》
第一单元任务二《欣赏经典结构的案例》教学设计江苏版通用技术（2019）必修《技术与设计2》本节课引领学生从建筑类、生活用品类、生产机械设备类等三个方面赏析优秀的结构设计，从技术和文化两个角度认识经典结构，其中技术的角度包含结构的使用功能的实现，稳固耐用性，造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度等；文化的角度主要含结构的文化寓意与传达，美学原则，体现时代、民族、习俗方面的特征以及个性特征等方面。
一、学科核心素养要求技术意识：结合实践活动，让学生分析我国传统及现代特色建筑，理解历史、文化、环境等对技术的影响。
能从技术和文化的角度欣赏并评价特色建筑的典型结构。
工程思维：以特色建筑物的结构进行学习与案例分析，领悟结构与工程的之间的关联性，激发学生结构设计的兴趣和对技术世界的热爱。
：通过插接装置设计日常用品的小组合作探究活动，使学生经历观察、分析、设想、搭建、测试简单的技术实践过程，更好的培养学生良好的合作能力和创新能力。
图样表达：能用简单的草图表达和交流结构物化能力：小组合作完成微型桥梁的搭建二、教材分析教材分析《欣赏经典结构的案例》是通用技术必修“技术与设计2”第一单元的内容，通过对岳阳楼的赏析，引导学生从技术及文化角度欣赏典型建筑，结合实践活动，让学生分析我国传统及现代特色建筑，理解历史、文化、环境等对技术的影响。
能从技术和文化的角度欣赏并评价特色建筑的典型结构，领悟结构与工程的之间的关联性，激发学生结构设计的兴趣和对技术世界的热爱。
通过分析蚂蚁椅的典型经典结构，结合插接装置设计日常用品的小组合作探究活动，使学生经历观察、分析、设想、搭建、测试简单的技术实践过程，更好的培养学生良好的合作能力和创新能力。
在教学过程中，将分析能力迁移至生产生活中，拓展学生对结构设计的理解和评价。
三、学情分析高中学生有一定的生活经验，结合前面两节课的学习，对赏析经典结构有一定的知识储备，本节课通过建筑类、生活类、生产类三个方面，引导学生主动参与、小组合作、头脑风暴，形成系统性的赏析报告。
苏教版高中通用技术《技术与设计2》课件-第一单元第一节 常见结构的认识
学科
通用技术
版本 苏教版《技术与设计2》
导入新课
请将“这 人 个 表 好 现”六个字排列成一句有意思的话
“这个人表现好”“这个人好表现”
新课教学
乱石
石 头 拼 画
这一堆乱石是结构吗？石头拼画是结构吗？
什么是结构？
从广义来说，结构是指事物的各个组成
部分之间的有序搭配和排列。结构
的各组成部分，通常称为构件。
例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；
（金刚石和石墨的化学成分都是碳元素C，它们的区别在于碳原子的排列,金刚石的碳原子呈四面体排列, 碳原子位于四面体的角顶和中心,具有高度的稳定性,所以,金刚石相当的坚硬.石墨的碳原子排列呈六边形排 列,通俗的讲,就是片状的,分子间可以移动,所以质地非常的软）
启示：进行结构设计要具有
高度的责任感。
工程师之戒
(Iron Ring)
社会领域中是否也存在结构？能否举例说明？
请说说学校存在的社会结构。
校委员 班委员 家长委员会 年级组等
结论：在社会领域,也普遍存在着结构现象。如：文章结人事 结构、人员的学历结构、人员的职称结构、书法结构等
请说说为什么社会领域中，结构也很重要？
飞机的设计，主要是从小鸟滑翔的时候翅膀的状态得出的启示。约在公元1800年， 气体动力学创始人之一的英国科学家凯利，曾深入地研究过飞行动物的形态，寻找 最具流线型的结构。他模仿鸟翼设计了一种机翼曲线，与现代飞机机翼截面曲线几 乎完全相同。法国生理学家马雷曾写过一本研究鸟类飞行的《动物的机器》的书， 介绍了鸟的体重与翅膀负荷（即单位翅膀面积所负的重量）的知识。后来，俄国科 学家茹可夫斯基在研究鸟类飞行的基础上，提出了航空动力学的理论，正是通过对 鸟类的一系列的研究，终于找到了人类上天的关键所在。在人们模仿鸟类翅膀，采 用大功率轻便发动机带动螺旋桨之后，美国莱特兄弟终于在1903年发明了飞机，实 现了人类梦寐以求的飞上天空的愿望。
高中通用技术苏教版必修2 技术和设计2 第一章第二节 稳固结构的探析 (共21张PPT)
2 几何形状影响强度
a
结构的外部形状
b
结构构件的截面形状
目的: 观察结构连接方式，判断结构强度。
每张桌子上，有若干个不同种类的构件， 请同学们选择其中任何一种构件，进行连接。 然后，仔细观察，分析总结影响强度的相关 因素。
复习
稳定性
结构在负载的作用下，维持其原有平衡状态的能力；
改进
问题2：
请你对图片中的塑料凳子结构进
行评价？
一、 强度定义
结构抵抗外力破坏的能力。
“破坏”的含义： 是指在外力作用下，构件发生变形，外力去
除后构件出现明显的不能恢复的变形，即称构 件破坏。
强度大的结构未必稳定。
稳定的结构未必强度大。
四、知识应用
01
分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料
杆上不断加挂同样质量的重物，竹杆比脆性塑料
杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（ A ）影
响结构的强度。
A、材料
B、结构的形状
C、构件 的几何形状
D、连接方式
塑料杆
竹杆
四、知识应用
02
吊兰的支撑架使用三角形支架结构，而不用由一根直杆挑 起的结构，这说明以下哪个因素
（ B）影响着结构强度？
A、材料 B、形状 C、构件 D、连接方式
04
五、实践应用1
03
矿泉水的瓶子外形如图所示，矿泉水瓶的表 面有不同壳形的结构，请问这种结构的设计目的 是什么？ 这种结构的设计可以抵抗外力向内挤压的能力。 利用结构的几何形状，增大了瓶子的强度。
04
五、实践应用2
如图所示，使用纸质材料 制作的相片框架，请同学们观 察作品，找出不足，并请提 出科学合理的改进方法？