通用技术技术与设计212结构受力分析教学
苏教版(2019)高中通用技术必修《技术与设计2》课程目录与教学计划表
苏教版（2019）高中通用技术必修《技术与设计2》
课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领，是教与学的路线图。
不管是做教学计划、实施教学活动，还是做学习计划、复习安排、工作总结，都离不开目录。
目录是一本书的知识框架，要做到心中有书、胸有成竹，就从目录开始吧！
课程目录教学计划、进度、课时安排必修《技术与设计2》
第一单元结构及其设计
一常见结构的认识
任务一感知丰富的结构
任务二认识结构的受力
任务三辨析结构的类型
本课综合与测试
二稳固结构的探析
任务一探析结构稳定性
任务二探析结构强度
本课综合与测试
三结构功能的实现
任务一感悟结构与功能的关系
任务二欣賞经典结构的案例
本课综合与测试
四简单结构的设计
任务一分析结构设计应考虑的主要四素
任务二设计并制作站立式办公桌
本课综合与测试
本单元综合与测试
第二单元流程及其设计
一流程的探析
任务一感知生活、生产中的流程
三闭环控制系统的工作过程
任务一解析闭环控制系统工作过程
任务二辨析反馈在控制系统中的作用
本课综合与测试
四控制系统的设计与实施
任务一探究控制系统的设计要素
任务二设计与实施雨水收集池水位控制系统本课综合与测试
本单元综合与测试
本册综合。
通用技术与设计2教案(全册)
通用技术技术与设计2全册教案目录第一单元结构与设计第一节常见结构的认识第二节稳固结构的探析第三节简单结构的设计第四节经典结构的欣赏第二单元流程与设计第一节生活和生产中的流程第二节流程的设计第三节流程的优化第三单元系统与结构第一节系统的结构第二节系统的分析第三节系统的设计第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用第二节控制系统的工作过程与方式第三节闭环控制系统的干扰与反馈第四节控制系统的设计与实施第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”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。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,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。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
通用技术必修2技术与设计2教学设计
第一章结构与设计第一节认识结构一、教材分析1、本节主要内容介绍本节内容主要介绍结构的涵义，是学生能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
进而，使学生能结合1～2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的，并且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。
最终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。
二、重点难点分析教学重点：从力学的角度理解结构的涵义教学难点：通过分析案例，充分让学生参与讨论、动手实验、演示实验等多种方法。
三、教学过程教学流程设计教师活动学生活动教学设计意图引入上学年学习了设计的基本知识，熟悉了设计的一般过程，这一年将进一步学习技术设计的几个重要思想与方法，包括结构、流程、系统和控制。
举例：用一些典型的、生活中的例子让学生对结构、流程、系统和控制有初步的认识，打破其神秘感。
让学生对本学期的知识有个初步的认识。
一、了解结构过渡：我们身边存在着各种各样的结构。
这些结构普遍存在于自然界的物体中，也存在于人类创造的各种物体中。
多媒体展示：选取蜂巢、雪花、贝壳、桥梁、长城等图片让学生感受结构的形态，它们的共同点是：（1）各自都有组成部分（2）是有序的搭配和排列生活中常见的结构都要承受一定力的作用。
那么结构与力有什么关系呢？。
充分感受结构的魅力并初步总结出结构的涵义。
从而引出结构的含义，广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
接着给出构件的概念。
在工程中，结构的各个组成部分称为构件。
运用多媒体展示，让学生具体感受到结构的形态，使知识的接受更形象、具体。
多媒体展示：选取桥梁和椅子的受力来分析两者的受力情况看展示二、结构与力通过分析椅子和桥的共同之处：（1）这些结构都具有一定的形状（2）都需要承受外力的作用（3）在一定范围内都具有抵抗其形状和大小改变的能力。
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。
普通高中通用技术课程“技术与设计2”标准解读
普通高中通用技术课程“技术与设计2”标准解读“技术与设计2”模块是在“技术与设计1”模块的基础上，对技术与设计过程中所涉及的一些基本问题的进一步深入，其目的是培养学生对技术与设计的思想与方法的懂得与应用技术解决实际问题的能力，使他们具备利用与评价技术的方法与策略，与受用终身的技术管理能力。
模块内容构成了技术设计过程中特有的、具有广泛的应用价值与能够有效迁移的思想方法，它远超出了人们通常意义上的习得性的知识与技能，使对事物的事实认定，上升为指导实践的规律并渗透在人们处理各类问题的过程中，即对事物的价值认定。
一、简要说明“技术与设计2”模块共设“结构与设计”、“流程与设计”、“系统与设计”、“操纵与设计”等四个主题。
尽管从技术角度来看，这4个主题分属不一致的专业，但是这些环节是一个技术设计过程必不可少的基本内容，它们自成体系，相对独立，但又相互呼应，具有内在的联系。
结构是系统的构成形式，流程是系统按时间顺序的描述。
被操纵的事物与操纵装置本身是一个系统，操纵就是对系统状态所施加的干预。
因此，将它们集中放在这一个模块中进行讲述，既能表达出技术与设计的整体性，有能表达出各部分的联系与侧重点，其目的是让学生从宏观与微观两个层次把握技术与设计的基本内容与思想方法。
“结构与设计”强调从力学的角度懂得结构、结构的强度与稳固性等问题，关注简单的结构设计；“流程与设计”强调对流程与流程优化的懂得，与简单流程与流程改进的设计；“系统与设计”则侧重对系统的懂得，与运用系统的思想解决一些生活中问题的设计；“操纵与设计”应注重懂得操纵的涵义与操纵的应用，与生活生产中的简单操纵系统的设计。
本课程内容的四个主题之间既有一定的独立性，又具有一定的关联性。
其中所运用的一些思想与方法：比如，“系统与设计”中整体与部分、独立与关联、优化思想与方法；“操纵与设计”中的反馈调节方法；“流程与设计”中流程改进的思想等等具有广泛的应用价值与可迁移性，均可运用在其他主题的一些技术问题的解决中。
广东科技出版社高中通用技术《结构及其设计》单元教材教学分析
6、能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。
重点、难点与关键
重点：结构受力分析；影响结构稳定性和强度的主要素。
难点：结构受力分析；强度和稳定性试验。
关键：设计制作生活中的简易结构。
教学方法和手段的设计
分组探究法；技术试验法；讲授法；多媒体。
课时安排
第一课时：认识结构：让学生通过感知不同结构，理解结构的含义，了解结构的分类，能对简单的结构进行受力分析。
第二课时：分组活动，根据课桌的尺寸，设计一个放在课桌上使用的书架，要求用普通的废旧报纸制作，承重不小于5千克，要写出简单的设计说明书并绘制技术图样。
第三课时：利用学生制作的简易书架进行技术试验，探究影响结构稳定性和强度的主要因素，对学生设计进行评价，对学生设计的简易书架提出改进意见。
学生思想教育和行为习惯的培养及学习方法
1、通过对中国经典结构的欣赏，培养学生的文化自信，增强民族自豪感；
2、通过让学生设计简单的结构，体验设计的一般过程，了解设计的一般方法；
3、让学生制作设计的原型或者模型，从而增强学生的物化能力；
4通过设计、制作、试验探究，提高学生学习的能力，培养学生的创新设计、图样表达、物化能力。
广东科技出版社高中通用技术《结构及其设计》单元教材教学分析
学段及学科
高中通用技术
教材版本
广东科技出版社
单元名称
《结构及其设计》
单元教材主题内容与价值作用
1、本单元为必修内容《技术与设计2》的第一章节；
2、从力的角度理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值，了解结构的一般分类和简单的受力分析，并从技术和文化的角度欣赏经典结构；
北京市第二十四中学高中通用技术《技术与设计2》1.2《稳固结构的探析》教案 苏教版
二十四中教学案例纸教学过程教师：（观看幻灯片）来看一下这些图片，在日常生活中，我们时常会看到翻到在地的物体。
是什么原因出现了图上所示的现象？学生发言：这些物体失去了平衡。
教师：在台风来之前它是稳定的！是什么原因出现了不平衡状态？学生发言：是台风把它们吹倒了！[引出问题]：那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？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）物体受到的外力不稳定的主要因素广告牌重力、风力底座小、重心高、受风面积大落地灯重力、撞击力底座小、重心高重力、撞击力底座小、重心高底小口大的空竹篓（一）影响结构稳定性的主要因素：[实验探究1]：学生拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。
同样的一本书，把它的下端各书页展开一定的角度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。
因素一：支撑面积的大小1.稳定性与支撑面积的大小有关，支撑面越大越稳定，越小越不稳定。
A.落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们都有一个比较大的底座。
[引导学生得出结论]：结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定。
B：为什么大坝的横截面总是建成梯形？生：思考回答师：大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。
大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。
通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。
当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。
[引导学生得出结论]：结构的稳定性与重心位置有关。
人教版高中通用技术教案 必修二 技术与设计教案全套
人教版高中通用技术《必修二技术与设计2》教案全套第一单元：结构与设计第一节：认识常见的结构（第一课时）一、教学目标分析1．从广义上了解结构的含义。
2．能够从自然界、技术领域和社会领域列举出具体的结构。
3．展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，培养学生的感性认识。
4．能够说明三种结构类型的各自特点。
二、教学内容分析本课时使用的是苏教版教材，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。
1．本课时要通过讲解列举关于自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子，并对结构的分析和研究,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”。
2．本课时还要通过总结自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子，来归纳三类结构类型的特点。
3．本课时意在培养学生对身边存在结构的感性认识，留意身边的各式各样的结构，培养学生设计过程中的一个重要的设计思想——结构理念，通过讲解自然界中形形色色的结构给学生无限的创造灵感和启示。
教学重点：结构的含义（能够从自然界、技术领域和社会领域列举出具体的结构）教学难点：结构的类型（能够从结构本身外形和受力的角度来分析结构的特点）三、学生学习状态分析学生对身边存在结构有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础，但是不能准确把握结构的定义。
此外，学生不能准确地区分三类结构类型，特别是壳体结构的特点。
四、教学策略兴趣是学习最好的动力。
从身边常见的结构开始,通过学生熟悉的事例, 培养学生的学习兴趣。
（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。
并及时让学生自主总结和归纳。
（二）学法鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展五、教学过程六、教学反思本课时对苏教版教材的内容编排加以调整，按照我们日常的思维习惯，教学过程中的顺序为：讲解相关的例子——总结概念——概念延伸——细化讲解，也就是先把无处不在的结构和结构的类型放在一起来讲解，学生也很容易理解。
豫科版高中通用技术必修技术与设计2全套PPT课件
如图1.16所示，用两个 大小相等方向相反的力(方向 相背时称作拉力，图1.16拉 伸和压缩受力图相对时就是 压力)，作用在一根直杆的两 端，这时杆件变形，由于这
里所说的拉力或压力都是沿
着杆件的中心线，所以又叫 作轴向拉伸或压缩。
现在需要分析计算拉 应力和压应力，必须首先 假设轴向载荷均匀分布在 整个截面上，这样杆件所 受的应力就可以按下面的 式子来计算，
对于应用于工程建设(如建筑、机械、 冶金、化工)的结构，目前我们主要依据由 伽利略、牛顿奠基的经典力学原理来评定
其宏观作用，结构要能安全地使用，必须
有足够的承载能力，这能力包括以下三方 面的要求：
(1)应保证在一定的载荷作用下不致发生破 坏(包括材料的塑性变形)，也就是具有足够 的强度；
(2)应在使用过程中不产生过大的弹性变形， 也就是具有足够的刚度；
(三)实体Байду номын сангаас构
指三个方向的尺度大约为同 一数量级的结构，如图所示的挡 土墙另外，在生产中有时需要设 法将多个物体或材料连接起来， 形成一个整体，共同发挥作用， 就可以用下列两种结构。
(四)捆扎结构
用缠绕或捆绑的方式对容易溃散或滑移的物体 施加约束，可以保持整体结构的稳定性，如建筑工 程的钢筋混凝土中常用到的箍筋结构，可以有效地 维持钢筋作为受力骨架的作用，限制混凝土裂缝的 扩展。
探究与交流
哪一种梁的承重能 力强
这里有一个很有意思的 题：我们取两根大小完全相 同的矩形梁，一根平放，一 根竖放(图1.20)，请你判断一 下，哪一种放法梁承受的质 量大？这里的答案是“竖 放”。如果你观察一下古代 的建筑，你就可以看到所有 矩形截面的木质梁都是竖放 的，这说明几百年前的古人 也知道竖放比平放好。其中
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立柱受力
立柱将会抵抗住压缩 与弯曲两类变形
梁的受力 拱结构
防止梁过分弯方法 →可以增加支撑点
圆拱把力传到 四周的支撑上
跨度较大的建筑物
多采用拱结构，利 于承载又美观
【小结】
1、结构的本质是为了承受力和变形。 2、分析受力情况 • 受到哪些力的作用 • 构件能否安全、可靠地工作，进行承载能力分析 3、基本受力形式 • 拉力、压力------拉、压变形-------杆 • 剪切力------------剪切变形 • 扭转力------------扭转变形----------轴 • 弯曲力------------弯曲变形----------梁 • 构件可能同时受到几种不同形式的力的作用
【观察与思考】
日常生活中，我们所见到的许多结 构的构件都要承受相应的力，请说说书 包带、椅子腿、单杠横杆、螺丝刀、剪 刀剪的纸条各受什么力？
【观察与思考】
如图所示，在设计长条板凳时和设
计跳板时有什么不同的要求？这是基于 怎样的考虑？
功能
单支点梁
【案例分析】单杠结构与受力
1、单杠的结构类型，在对应栏中 打“∨”，并写出受力特点〉
物体结构
栅栏 圆形陶瓷 装饰品
冰山 高层建筑 的穹顶 钢化玻璃
锅盖 竹排 汽车外壳
实体 结构
∨
框架 结构 ∨
∨
壳体 结构 ∨
∨ ∨
∨
受力特点
结构支撑空间而不充满空间 外力作用在结构体的表面 外力分布在整个体积中 外力作用在结构体的表面
【讨论与交流】
1、上节课让同学们回家做的三个鸡蛋承载 实验做了吗？请说说你的试验过程以结果。
因拱形结构能使圆顶屋和拱形物能承受巨 大的重量。压力沿拱形结构（蛋壁）分布 开，而不易使结构断裂。
2、雏鸡为什么用微弱的力就能破壳而出？
【观察与思考】古老板凳结构？
• 哪个最简单？ • 哪个最结实？哪个最稳定？ • 为何为斜腿？横牚的作用？ • 连接形式？ • 何为榫卯连接？和螺钉连接比较？
外力作用在结构体的表面 结构支撑空间而不充满空间 外力作用在结构体的表面
【练习】构件的基本受力形式(连线)：
拉力
作用于物体 ,使它产生弯曲的力
压力
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
剪切力
挤压物体的力
扭转力
物体所承受的拉拽力
弯曲力
反方向向物体两端均匀施力 ,使物 体发生扭转形变的力
一、结构与力
• 结构的本质是为了承受力和变形。 • 受到哪些力的作用？ • 构件能否安全、可靠工作，进行承
载能力分析 。
结构会受到哪些力？
【实践】请同学们按图示感受一下
构件基本受力形式（种类）
拉力、压力----拉、压变形--杆 剪切力---------剪切变形 扭转力--------扭转变形--------轴 弯曲力-------弯曲变形---------梁
2、单杠的受力
杠体的受力
立柱的受力
【案例2】棚室屋架结构与受力
前坡面 后坡面
梁
立柱
棚室载荷 • 恒载：屋面、梁的自重------永久性载荷 • 活载：雪载、风载-------------可变性载荷
棚室载荷 恒载：屋面、梁的自重------永久性载荷 活载：雪载、风载-------------可变性载荷