1.3 结构设计 教案-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

“第三节结构设计”教学设计 一、学情分析 本章第一节中也从力学的角度对结构进行了全面了解，在此基础上学习结构的设计应该比较容易入手。但学生在制订结构设计 方案时，还不太会对方案进行分项表达，也不熟悉如何对设计方案和作品进行自评和互评。学生改进方案、完善方案的能力还较弱。 二、教材分析 1.本节主要内容及在本章中的地位 本节的主要内容有：明确设计目标及要求，形成初步设计方案，模型制作，检测、优化和改进设计，作品评价。要求学生根据具体的设计要求，综合运用所学知识进行设计和制作，体现出理论与实践相结合，注重发展学生的核心素养。 2.教学重点、难点 重点：理解结构设计必须遵循的方法和过程。运用所学进行“抗压桥梁模型”的结构设计，绘 制设计图纸，并做出模型。难点：运用所学，尽可能地提高桥梁模型的抗压性能，提高桥模的承重效益数值(即桥最大荷 载与桥自重的比值)。 三、学习目标 （1）能综合运用所学知识进行结构设计，制订设计方案，绘制设计图纸，并做出模型或原型。 （2）以小组合作的方式完成桥梁模型的设计，学习过程中建构桥模设计的技术意识。 （3）学习从材料力学性能出发，应用已学知识对桥模结构各构件的受力及构件间连接的稳固性等进 行分析，最终推出桥模结构设计的思路和原则，弓I出抗压桥模的纵向立面和整体结构的设计方案。 （4）在模型或原型结构的设计、制作中，培养学生运用技术基础知识的能力(如选材、连接方式、 工艺、加工水平、测试方法、评价与优化)，提高综合设计能力，提高解决实际问题的核心素养(技术 意识、工程思维、创新设计、图样表达及物化能力)。 （5）通过设计与制作活动，培养学生勇于实践，不怕困难、不怕吃苦的精神，增强其合作意识。 四、教学理念与方法 木节教学是在学生了解结构设计应遵循的设计方法和过程的前提下，通过明确设计目标及要求，调査、收集与分析相关信息，然后确定将要设计制作的模型或原型（如桥梁模型）。以合作学习的方式产 生多个设计案例，让学生经历结构设计与制作的全过程，在学中做，在做中学，并体验方案和作品的交 流与评价。 五、教学过程 教师在教学时，需引导学生从技术和人文的角度看待设计，体验设计是为了满足人们的需要而产生 的，设计与人们的生活紧密相关。 提问：什么叫作结构设计？ 结构设计属于设计的一种类型，它也遵循一 般的设计方法和 过程。 播放短视频：①介绍赵州桥的结构设计；②介绍中国国家歌剧院的穹顶设计。 导学思考：赵州桥的结构设计增加了桥梁的稳固性，保证了 桥的安全性，方便了车辆、行人通行。赵州桥的结构设计给了 你哪些启发？ 引导学生阅读与分析教材第28页的“防烫锅盖扳手的发明” 在实际生活中，工程师在进行桥梁设计时必须考虑以下几个因素 （1）桥梁的跨度。跨度就是指桥梁上两相邻支撑点（如两 河岸、桥墩）之间的距离。 （2）桥梁上能承受的荷载。荷载就是桥将能承受的重物 质量。 （3）桥梁的负载类型。设计时一般要考虑动荷载和静荷载 两种类型的负载。动荷载是指在桥梁上预期承受的车辆和人的 质量；静荷载即桥梁自身的质量。 （4）河岸、河流的地质和水文资料。 （5）可能影响桥梁的环境因素。比如桥需要承受的强风， 冰、雪、极热、极寒的程度。 （6）新桥梁桥上（如需几条车道、车的载重等）、桥下 （如计划能让多大的船通过）有什么通行要求，建桥的预算以 及桥的建造工期，桥的使用寿命等。 实践：模型桥结构设计 1.制定设计方案 收集和整理信息：在设计模型之前，先收集一些桥梁的资料，分析这些桥梁的结构类型和再进行设计 发现问题：桥面受到压力时会弯曲变形，如果把作用在桥面上的力传递到其他地方，就可以避免桥面过分弯曲变形。 2.制作模型桥 挑选材料（选择合 ... ...