八年级上册第五章第一节《建筑结构与工程》教案 一、核心概念与跨学科概念 1.核心概念 物质与运动：建筑结构是承受和传递荷载的体系；不同结构形式决定受力与形变特征。 技术与工程：框架、壳体、实体结构是人类应对不同功能需求的空间创造。 2.跨学科概念 系统与模型（把“荷载→结构→形变”视为受力系统） 稳定与变化（荷载增加→形变增大→结构失效） 二、教学目标 维度 目标内容 科学观念 说出框架、壳体、实体三种结构特征及受力特点；能解释“形变-荷载”正相关。 科学思维 能用“受力-形变”模型比较三种结构；能用控制变量法测试框架形变与荷载关系。 探究实践 完成“三种结构承重对比”实验，测荷载-形变数据，误差≤5%；完成“框架形变与荷载”定量测试。 态度责任 认识结构安全对生命的保障；愿意在社区科普“安全建筑与抗震知识”。 教学重难点 重点：三种结构受力特征及比较；形变与荷载正相关实验得出。 难点：壳体结构“曲面传力”微观解释；实体结构“整体承压”与框架“杆件受弯”差异。 四、教学准备 教师：木条框架、塑料蛋壳、泡沫实体块；定量测试：弹簧测力计、位移传感器、砝码、铁架台 学生：任务单、计算器、红蓝贴纸 五、教学过程 1 情境导入 播建筑都有结构，如房屋的结构、桥梁的结构、塔的结构等。建筑结构展示了人类的智慧和创造力，带来了美的享受。那么，建筑结构有什么特点？这样的结构对其功能的实现有什么独特的价值？→提问：“鸟巢为什么用框架而不用实心？” 学生答“轻、强” 结构是指组成事物的各个部分之间的有序搭配和空间排列，结构普遍存在于自然界和人类创造的各种事物中，不同的事物往往具有不同的结构，不同的结构具有不同的功能。 设计意图：国家工程情境 2 三种结构 框架结构：以刚性的杆作为梁和柱组成的结构刚性的杆按一定的规则在空间排布，支撑空间而不充满空间，共同承受所受的力。广泛用于房屋建造、桥梁工程、航空工业等,材料可以是木材、金属、塑料等。 壳体结构：层状结构，由若干块薄板组成的、薄板做成具有曲面轮廓的外形，看起来造型轻巧而优雅。拱形曲面可以把受到的力均匀分散在结构体的各个部分，能承受较大的力，使结构更加坚固。 实体结构：结构体本身是实心结构，利用自身来承受力，承受的力分布在整个实体上。桥墩、房屋基座、雕塑基座、城墙等都属于实体结构。建筑物基座通常由石头、混凝土等材料做成实心的结构，承担基座上方建筑物所受的重力。 展示模型：木条框架、塑料蛋壳、泡沫实体→贴卡片分类 用卡片贴分类 3 受力对比实验 建筑都有它特定的架构形态，以体现它的结构特性。一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。建筑是由建筑材料按一定规则组成的受力结构体系，各个部分（如梁、柱等）相互联结成为一个整体，起着承受外力（又称荷载）作用，并将其传递到基座。其他结构：剪力墙、筒体、拱、桁架、网架、悬索 4结构受力与形变 从受力的角度看，结构是指能够承受一定力的架构，它能通过形变来抵抗力的作用。每个结构需要承受一定大小的力的作用。用相同材料制作的形状不同的结构，或不同材料制作的形状相同的结构，其能够承受力的大小是不同的。分析作用在结构上的力，以及这样的结构能否承受这些力的作用，以确定结构的稳定性、可靠性。 探索活动：1.图甲，取一根长20cm、直径2cm的弹性橡胶棒，将橡胶棒当作结构的构件。 2.用两手抓住橡胶棒两端，用力向外拉伸，图乙，观察橡胶棒因受拉力而产生的形变。 3.用两手抓住橡胶棒两端，用力向内挤压，图丙，观察橡胶棒因受压力而产生的形变。 4.将橡胶棒两端支起来，中间悬空，用力向下压橡胶棒的中部，图丁，观察橡胶棒因中部受压力而产生的形变。 实验表明，当物体受 ... ...
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