全国职业院校教师微课大赛教学设计表.doc

全国职业院校教师微课大赛教学设计表所在学校： 黎明职业大学 教师姓名王广利微课名称建筑结构漫谈之感悟结构联系方式课程类别公共基础类 R专业技能类制作类型录屏软件录制 数码设备拍摄 多媒体软件制作 R混合方式制作微课来源学科： 土木工程(土建大类) 年级： 二年级 教材版本：建筑结构（第二版） 微课描述一 微课特点结合生活中的生动实例配以多个形象的动画来解释建筑结构，通过通俗易懂的语言让学生感悟结构。本微课富有知识性、趣味性、启发性，能激发学生学习结构类课程的兴趣。二 微课教学内容包括结构与悬臂梁；结构构件受力与提水；结构中受压构件稳定与举重；结构中的楼层及梁柱设计与竹子；结构中的楼梯与木板、竹梯子；结构中荷载传递原则与落水自救、“能者多劳、 能者多得”；结构构件抗震设计与乘公交车；超静定结构与卧床等8个话题的讲解与讨论。三 微课教学目标能力目标：1、引导学生建立结构的概念；2、能通过生活中的实例来解释并解决结构中的一些问题；知识目标：理解并掌握结构及构件的特点及在实际生活中的具体体现；素质目标：1、培养学生自学、认真思考的学习态度；2、培养学生分析问题解决问题的能力；四 微课知识点、技能点、重点及难点知识点：通过生活中的生动实例来感悟建筑结构技能点：通过学习解释结构中的一些现象重点：领悟结构及构件的特点及在实际生活中的具体体现难点：解释并解决结构中的一些问题五 微课教学方法1、启发式教学：通过恰当的生活实例配以动画，如人提水、举重、竹子及竹节、木板及竹梯子、落水逃生、卧床来启发学生，采用比喻的方式，如将结构看做一根插在地面上的杆、将乘公交车突然启动看做地震发生等让学生感受感悟结构；2、互动教学：在教学中采取与学生具有互动性的语言，引发学生思考，并在课后设置了思考题。适用对象授课对象是建筑工程技术专业高职二年级学生，他们在知识基础、认知特点、学习心理特征方面的情况如下：1.知识基础：已经具备了力学基础和结构概念，进行过内力及必要的结构构件的分析，但不够系统，不能在实际工程中进行应用。2.认知特点：对公式、原理等理论内容学习起来比较吃力，加上对工程实际中的许多问题不了解，不少学生对老师的讲解似懂非懂，难以从结构理论本身把握并建立起结构概念。3.心理特征：对学习对象有很大的选择性，对理论知识抽象、公式繁多的结构类课程普遍存在厌学和恐惧心理，而对于实际生活中的问题比较感兴趣。如果结合生活中的生动实例配以多个形象的动画，再加上通俗易懂的讲解将提高学生学习热情，大大提高教学效果。本微课富有知识性、趣味性、启发性，能使学生明白结构来源于实际生活，也能激发学生学习结构类课程的兴趣。设计思路提出话题逐步引导引发思考概括提升。根据高职土建类专业学生的知识基础、认知特点、心里特征的了解和分析，结合生活中的生动实例配以多个形象的动画来对结构与悬臂梁、结构构件受力与提水、结构中受压构件稳定与举重、结构中的楼层及梁柱设计与竹子、结构中的楼梯与木板竹梯子、结构中荷载传递原则与落水自救“能者多劳、 能者多得”、结构构件抗震设计与乘公交车等8话题展开讨论，通过通俗易懂的语言让学生感悟结构，激发学生学习结构类课程的兴趣。教学过程设计一、课程导入由关于东方明珠塔的故事导入该课。二、教学过程1结构与悬臂梁：结构的最终本质就是悬臂梁；2结构构件受力与提水：拉压对材料来说是“最舒服”的受力模式，弯扭是“不舒服”的受力模式，尤其是扭最为不利；3结构中受压构件稳定与举重：受压构件设计时长细比不能过大；4结构中的楼层及梁柱设计与竹子：为提高结构承载力，有效抗侧力构件，就是剪力墙啊柱啊等应尽可能放在结构的外围，而不应放在结构的内部；5结构中的楼梯与木板、竹梯子：登高时使用的木板和竹梯子分别是板式楼梯和梁式楼梯的原始模型。其实结构来源于我们的生活实际，找结构的原始模型，有助于我们理解结构的受力、传力；6结构中荷载传递原则与落水自救、“能者多劳、 能者多得”：结构刚度犹如一个内力的“指挥棒”，指挥着内力的传递和分布；7结构构件抗震设计与乘公交车：将“刚柔相济”的思想运用到结构中，做到结构具备合适的刚度，既保证变形控制在允许范围内，又经济合理；8超静定结构与卧床：结构的超静定次数越多，结构也会感觉很“舒服”，承载能力越高，结构抵抗破坏的防线也就越多。三、课后练习1、将结构简化为一竖向悬臂构件，设其承受水平均布力，若增加结构的高度，以下各量中变化最快的是( )。A轴力 B剪力 C弯矩 D变形2、结构和构件最不利的受力状态为( )。A受拉 B受压 C受弯 D受扭3、竖向荷载为主的多层框架结构，从框架柱和框架梁的受力特点考虑， 两者截面的取值大小关系正确的是( )。A框架柱截面相对小，框架梁截面相对大 B框架柱截面相对大，框架梁截面相对小 C以上均可 D无法判断4、提高结构中受压构件的稳定性最有效措施是( )。A增大截面尺寸 B减小构件计算长度 C采用弹性模量大的材料 D增大截面惯性矩 5、结构中梁柱设计时，为提高承载力，应尽可能将纵筋布置在截面的( )。A外围 B内部 C中间 D任何位置均可6、由板式楼梯的原始模型登高用的木板的受力、传力可知，板式楼梯的梯段板是( )。A单向板 B双向板 C可能是单向板也可能是双向板 D既不是单向板也不是双向板7、矩形平面的井字梁楼盖，正交正放时，短向梁和长向梁产生的内力大小，说法正确的是( )。A短向梁产生的内力小，长向梁产生的内力大 B短向梁产生的内力大，长向梁产生的内力小 C短向梁和长向梁产生的内力一样大 D无法判断8、从抗震的角度考虑，在结构设计时结构的刚度是( )。A越大越好 B越小越好 C适当就好 D无法判断9、在框架柱柱端及框架梁梁端设置箍筋加密区，该抗震构造措施是为了( )。A增大该区域的延性 B增大该区域的抗剪能力 C增大该区域的抗弯能力 D以上均正确10、在框架结构设计时结构的侧移过大，为了满足侧移限值，以下最有效的措施是( )。A增大柱截面高度 B增大柱截面宽度 C增大梁截面的高度 D增大梁截面的宽度教学反思1 本教学丰富资源及谈论话题式的、启发式的教学能让学生感悟结构，激发学生学习结构类课程的兴趣。2 学生都比较积极主动地完成课后练习。从考核结果来看，大部分同学都能理解并运用所学知识解释结构中的一些现象，解决结构中的一些问题，总的来说，教学效果良好。 附件 建筑结构漫谈之感悟结构微课教学教案主讲教师：王广利 实施步骤讲解内容媒体表达备注课程导入由关于东方明珠塔的故事导入该课相信大家都知道东方明珠塔，首先我给大家讲一个关于东方明珠塔的故事。据说设计者设计之初结构方案是一个圆柱状，但经分析按该方案想要达到468米的高度是不可能的。设计者冥思苦想，最终在马路上散步时看到一棵树，于是找到了灵感。 讲授内容1（过渡）今天我就从一些常见的生活实例和生活经历谈一谈结构，让大家思考并感受感悟一下结构，本次交流我准备讲8个话题。第一个话题：结构与悬臂梁。大家首先看一下这两幅图，左边是东方明珠塔，右边是一根悬臂梁，请大家想一想，这两者在直观感觉上有没有相似之处呢？哦，我听到有的同学说没有。好的，我们再来看下面两幅图，这两幅图放在一起，它们的相似之处就非常明显了，大家注意我用红框框圈起来的就是东方明珠塔。对，它们的相似之处就是两者都是插在地面上的一根杆。我们不免感慨再高的结构在空中俯视时是显得那么的渺小，只不过是一根悬臂梁而已，可以说结构的最终本质就是悬臂梁。“会当凌绝顶，一览众山小”，我们知道只有站在山顶上才能将山下的美景尽收眼底。其实想看清某个物体的本质，我们往往要从宏观的整体的角度去认识它。讲授内容2第二个话题：结构构件受力与提水。我们知道结构中一般有受压、受拉、受弯及受扭四种基本构件。大家看一下这几幅人提水的图，当人手臂处于自然下垂状态，手臂受拉，并不感觉吃力，而弯起手臂将水桶挂于前臂，此时手臂受弯，会倍感吃力，如果再转动手臂，让手臂再受扭，人将受不住。这是为什么呢？这是因为轴力在构件截面上引起的应力是均匀的，因而产生的应力较小，而弯矩、扭矩在构件截面上引起的应力并不是均匀的，所以产生的应力较大。这说明，拉压对材料来说是“最舒服”的受力模式，弯扭是“不舒服”的受力模式，尤其是扭最为不利，这一点啊从擒拿术中大多数都是扭的招数中可见一斑。由此我们可以想到如果将弯矩转化为轴力，可降低杆件所受的应力，提高构件的承载力。我们在力学中接触到的像拱、桁架等均是将弯矩部分或全部转化为拉压，从而提高结构承载力和刚度。不知道大家注意到了没有先前的东方明珠塔，我用红框框圈起来的这三根斜撑就起到了把弯矩转化为轴力的作用，才使得东方明珠塔有了现在468米的高度。讲授内容3第三个话题：结构中受压构件稳定与举重。压杆稳定性是指压杆保持其原来直线平衡状态的能力。我们知道举重运动员大多体型矮壮，我们通俗地说是因为他们的重心低，容易站稳。这其实是稳定问题，（临界力公式）临界力与长度的平方成反比，所以矮壮运动员有利于出成绩。受压构件稳定设计原理与此相同，由于矮胖构件的临界力大于细长构件的临界力，因而其稳定性好，承载力也较高，因此我们要注意受压构件设计时长细比不能过大。有的同学可能会说，钢筋混凝土框架结构的柱子从底层到顶层很长，稳定性应该很差。其实啊，在框架结构中各层框架梁约束了框架柱，减小了框架柱的计算长度，保证了框架柱受压时具有良好的稳定性。讲授内容4第四个话题：结构中的楼层及梁柱设计与竹子。大家首先看一下这两幅图，左边是西安的大雁塔，右边是一根竹子，请大家观察一下，这两者在直观感觉上有没有相似之处呢？对了，塔的楼层和竹节非常相似。竹子上这一道一道的就是竹节。竹节即为竹子的“楼层”，竹子能成为植物界中的“高层结构大师”，应该说这些竹节功不可没。这些“楼层”不仅能增强竹子的抗弯强度，也能提高竹子横向抗剪切的能力。结构中楼层的作用与此如出一辙。请大家接着看下面两幅图，左边是竹子的内部结构，右边是柱子的配筋示意图。竹子内部是空心的，表面被强度高、韧性好的竹皮包裹着（我们知道竹皮常用来编织篮筐，足见其强度、韧性非同一般），这种结构保证了竹子在不增加自身重量的情况下，大大提高其抗弯、抗扭强度。我们试想一下，假如人的骨骼是实心结构，无疑会导致人体笨重，造成行动迟缓，也会大大增加骨折的危险性。由此，在梁柱设计时我们往往把钢筋布置在构件外围，可大大提高构件的抗弯、抗扭强度。在结构布置时，也是同样的道理，为提高结构承载力，有效抗侧力构件，就是剪力墙啊柱啊等应尽可能放在结构的外围，而不应放在结构的内部。讲授内容5第五个话题：结构中的楼梯与木板、竹梯子。请大家看这几幅图。很清楚上面两幅是板式楼梯和登高用的木板，下面两幅是梁式楼梯和竹梯子。从这些图中可以看出，登高时使用的木板和竹梯子分别是板式楼梯和梁式楼梯的原始模型。其实结构来源于我们的生活实际，找结构的原始模型，有助于我们理解结构的受力、传力。我们知道在汶川地震中啊，造成了大量楼梯破坏，甚至楼梯板断裂而使得逃生通道被切断。所以啊，结构中楼梯虽不起眼，但其重要性却不容忽视。讲授内容6第六个话题：结构中荷载传递原则与落水自救、“能者多劳、 能者多得”。我们知道荷载传递有两个原则，一个是按最短路径传递，另一个是按刚度分配。落水之人为保命必朝最近的岸边游去，其理同于荷载按最短路径传递的原则。而荷载按刚度分配的原则，正是我们常提起的“能者多劳、能者多得”的社会理论。那么什么是刚度呢？其实刚度问题很复杂，刚度一般有截面刚度、杆件刚度和结构的整体刚度。通俗的讲刚度就是能限制作用力产生变形的性质，即刚度大，变形就小，刚度小，变形就大。想像人手握柔软的树枝，使树枝处于水平，当树枝伸出长度较短时基本感觉不到其弯曲，随树枝伸出长度的增加其弯曲程度越来越明显，这说明构件长度越长，其抗弯刚度越小，弯曲变形越大。我们在上次课提到的，结构中四边支承的矩形板是单向板还是双向板，表面看起来是取决于两个方向的跨度比，实际上是由两个方向刚度比决定，两个方向跨度相等或接近（这时啊两个方向刚度相当），则荷载沿双向传递；两个方向跨度相差较多（这时两个方向刚度相差悬殊），则荷载主要沿短向传递，而沿长向传递很少。此外，在超静定结构中“能者多劳、能者多得”体现为，哪里刚度大，哪里内力大，结构刚度犹如一个内力的“指挥棒”，指挥着内力的传递和分布。讲授内容7第七个话题：结构构件抗震设计与乘公交车。我们知道结构构件抗震能力主要取决于利用其变形，即通过延性耗能的能力。人直立在公交车上，而公交车突然启动，我们可把公交车突然启动形同地震发生，这时如人能有充分的身体变形可站立不倒，如保持立正状态，则有跌倒的危险。这是为什么呢？这是因为人的膝关节及各关节在身体变形时跟着转动，此时它们就像能耗能的塑性铰，可以将能量耗散。老子中说：“柔弱胜刚强”，目前，不少地震频发国家广泛采用隔震、消能减震结构，其道理也就不难理解。那么到底结构是变形小好，还是变形大好呢，也就是越刚越好还是越柔越好呢？大家都听过“刚柔相济”这个词，它是中国文化的基本特征之一。俗话说，刚中有柔，柔中有刚，二者相互依存，缺一不可。中庸之道强调，无论是为人处世、人生规划、企业管理都要遵循“刚柔相济”的原则，做到恰到好处。“道”是相通的，我们可将“刚柔相济”的思想运用到结构中，做到