高中通用技术-学做结构设计教学设计学情分析教材分析课后反思

地址:山东省泰安市文化路52号邮编:271000单位:山东省泰山中学电话_mail:tazgx@126.com第2-页共6页PAGE教学设计：学做结构设计由地震想到的——简易防震结构的设计一、背景信息1．模块：技术与设计=2\*ROMANII2．年级：高二年级3．教材版本：地质出版社4．学时数：1学时二、教学目标知识与技能目标：1、通过简单模型或原型制作，初步掌握结构设计的基本思路，学会从功能角度分析结构的强度、稳定性和对材料的合理选择；2、通过结构设计，进一步明确结构设计的方法与步骤；3、学会简单结构设计。过程与方法目标：1、体验简单结构设计的一般过程、设计和制作技巧。2、体验利用结构设计解决现实问题。情感态度与价值观目标：1、让学生感受设计成功的喜悦，同时培养学生的团结协作精神；2、引导学生养成良好的设计、分析和操作习惯。三、内容分析本节内容有两部分，⑴通过简单结构的一系列问题的思考，明确简单设计方案，完成制作模型。⑵通过对模型设计的评价，总结出最佳设计方案。教师应该把握两部分内容的关系，前者让学生体验怎样进行结构设计，后者是通过对方案的评价，让学生感悟结构设计的方法和思路。本节内容是对前面知识的巩固和利用，也是我们学习的最终目标，教师要先明确结构设计的重难点，然后通过引导学生讨论，探索，以达到预期的目的。四、学生分析学生前面已经对于设计的原则、方法、过程以及结构有关知识有了较为深刻的认识，并急于实践，因此，教师要根据学生实际预设计案例并准备材料。通过联系实际生活和实践操作体会来实现对知识能力的学习和提高。针对学生不同的学习风格、认知基础，以及学生技术素养层次的不同，利用分组协作式学习，通过同伴的影响提高学生的认知水平。在教学过程中，应注意引导学生成为活动主体，创设平等和愉悦的氛围，这样能充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。五、教学重点、难点重点：1、了解结构设计的一般过程及注意的问题。2、能进行简单的结构设计和制作。难点：能独立完成设计方案并根据方案制作简单高质量的模型。六、教学策略教法：情景导入法、任务驱动等教学方法。学法：小组合作讨论法、自主探究法。七、教学准备多媒体课件、技术实验工具、材料等（根据各小组课前提供课题准备）。八、教学过程1、【情境导入，引出课题】大家都知道，这段时间，世界上地震频发，全球每年能造成破坏的5级以上地震都要发生大约1000多次。我国正好位于全球两大地震带之间，不仅是一个地震多发的国家，而且是世界上遭受地震灾害最为严重的国家之一。下面呢，我们就通过一个短片来了解一下。视频：《地震》短片。地震给人类的生命财产带来了极大危害。据专家统计，地震造成的伤亡，95％以上是由于建筑物倒塌造成的。所以，如何创新结构设计，提高建筑物的抗震性能，已成为摆在人们面前的重要课题！这节课，我们就运用结构与设计的知识来学习一下第四节《学做结构设计》——由地震想到的，简易抗震结构的设计。引出课题，《简易抗震结构的设计》2、【讨论总结，明确问题】一、抗震设计要明确的问题我们设计抗震结构，要实现的基本功能就是要保护人们的生命安全，防止地震造成的人身伤亡。具体呢就是要使建筑物在遭遇地震时，不会毁坏，结构物即使受到损伤但并不倒塌。二、结构设计主要应解决哪些问题？那么，我们在一般结构设计的时候，除了要明确结构的功能，主要还应解决哪些问题呢？大家首先回顾一下，我们本章学过的，影响结构强度和稳定性的因素主要有哪些？强度：材料、形状、连接方式；稳定性：材料、形状、重心位置的高低、支撑面的大小；结合前面的知识，小组讨论，代表发言，教师总结！除了要明确结构的功能，还要，构思方法，确定设计方案；从功能角度对结构进行强度和稳定性的分析；考虑，选择什么材料；如何进行连接等问题；根据尺寸、比例绘制草图或规范设计图纸；通过制作模型或原型来检验设计是否能达到要求，实现设计目标。大家看一下，要能够理解。大家在理解的基础上，我们还是通过口诀记忆法来巩固一下！大家一起读一下：明确功能定方案，分析强度稳定性，材料连接很关键，草图模型来检验。3、【小组讨论，确定方案】好，明确了这些问题，下面就请同学们，根据本小组的设计课题，展开小组讨论，（这些课题都是课前同学们提供的，老师根据课题准备材料）确定出设计方案，并记录到《设计记录卡》上。大家在讨论设计方案时，要考虑渗透我们学过的设计的基本原则（科学性、实用性、创新性、安全性、经济性、美观性、道德性、技术规范性、可持续发展等原则），还要可虑设计实现的可行性。备选课题（学生提供）（1）弹簧装置减震小屋（2）气球悬浮小屋（3）橡胶地基防震小屋（4）防震衣柜（5）抗震床护架设计（6）抗震逃生舱……让学生以小组为单位讨论，确定设计方案。学生活动：学生分组讨论完成任务。活动中间，学生会产生一些疑难和问题，教师巡视适当做分析和指导。指导过程中，特别强调设计实现的可行性。激发大家讨论，总结一些共性的问题展示给学生。4、【小组合作，完成设计】根据小组设计方案的不同，让学生自选材料，并制作成模型。教师注意巡视指导，引导学生认识技术指标和数据在结构设计中的重要性，并记录到《设计记录卡》，特别要注意技术实践中的安全问题。各小组方案都确定好了吗？接下来，就请大家根据设计方案，动手制作设计模型。动手制作之前，先请大家看一下老师的手！（展示老师缠着创可贴的手和创可贴，引起学生的警惕）制作时要注意什么问题啊？安全！5、【展示作品，评价总结】各小组派1至2名代表依次上讲台展示自己小组的作品，同时其他小组对作品进行简单评价。教师对各组作品进行合理的评价，并提出自己的意见，对完成较好的小组进行鼓励。好了，同学们！各小组都做得差不多了，接下来，我们就请各小组派代表依次上台展示一下自己的制作模型，并作相关的介绍和说明。其它小组注意评价。对于其他小组的作品我们请同学来评价一下！（老师总评价）大家展示的虽然只是简单模型，但制作的都很精美，想法都很有创意，设计也很新颖，可以看出，同学们课前花了不少功夫，老师很受感动！更令老师感动的是同学们表现出的团结协作、相互信任的精神，这种恰同学少年的激情和为人类谋福祉的远大志向，给自己鼓掌！接下来我们再一起欣赏一些典型抗震结构案例，看看他们是怎么做的？6、【展示案例，启迪创新】展示经典抗震设计，启发学生创新思维。（1）我国山西省应县木塔是世界上现存最古老、最高的木结构佛塔，始建于1056年，历史上经历过多次大小地震，主结构依然完好，主要原因是什么呢？谁能试着推测分析一下？（先启发学生进行思考，推测分析原因：木结构、卯榫结构、塔的梯形形状等）就是其斗拱和卯榫结构柔性连接，使它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。当遇到大风和地震等外力作用时，构件之间会产生一定的位移和摩擦，可以吸收和损耗部分能量，起到调整变形的作用。（2）这是我国第一幢橡胶支座隔震楼——位于汕头市（陵海路38号），建于1993年。橡胶垫能隔开地震能量，使建筑物在支座上轻微水平滑动，抗震能力提高4--8倍。世界上其他国家，我们知道，日本也是一个地震多发的国家，日本建造房屋，大家看一下有什么特点？（先启发学生进行思考、分析原因：木结构、三角形框架结构等）。（3）日本：在日本建造房屋多为高抗震的木结构及轻钢结构。这是日本专家设计的防震漂浮小屋。（4）英国：在英国人们发明了一种裂纹能自动愈合的抗震房屋。利用纳米聚合粒子在墙体挤压下会自动流入裂缝中并变硬，形成固体材料，从而对房屋的裂缝进行自动填补。（5）美国：美国建造了一种可以防震的“滚珠大楼”，在每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠，当发生地震时，富有弹性的钢梁会自动伸缩，于是大楼在滚珠上会轻微地前后滑动，从而大大减弱地震的破坏力。……世界上还有很多巧妙的抗震结构设计，课后大家可以再搜索一些案例，进行分析。参考这些经典抗震结构案例和大家的评价意见，各小组把自己设计满意的地方和还需要改进的地方填充到《设计记录卡》上。让学生进一步认识抗震结构设计。学生修改设计放案，体现创新思想。7、【课堂小结】这节课，我们通过设计简易抗震结构，学会了设计简单结构，了解了一般结构设计时需要注意的问题。可以看出大家都很有设计的天赋，希望大家在生活中能养成创新设计的习惯，老师也更希望你们一直保持这种创新设计的精神，将来能成为真正的设计师，为人类造福！8、【课后探究】大家也都知道，地震极易引发火灾、水灾、海啸、有毒及放射性物质泄漏等次生灾害。像这次日本地震就引发海啸、核泄露，那么针对次生灾害，你的设计还应考虑什么问题？如何进一步改进完善？这呢，作为我们大家课后继续探究的任务！好！同学们，我们今天这节课就上到这里！谢谢大家！下课！九、教学反思在本节课的教学设计过程中，学生制作课题的选取十分重要，课前我听取了各组同学的意见，然后把他们的想法统一到“简易防震结构设计”这个主题下。学生的设计制作需要前期做好准备工作，所以让他们以小组为单位，课前就行动起来，利用课余时间搜集资料，筹划方案，我帮他们准备实验工具和材料，做好课前准备，但在实际操作中，各小组准备工作出现了不均衡的现象。课堂上让学生进一步自主讨论，相互点评，使学生展开想象，发挥部分学生的特长，制作出相对高质量的模型。在实际制作中，学生的热情和潜能弥补了教学条件和课堂教学的局限，教学效果比较理想。当然也应该清醒地认识到，我们的设计制作还处于比较粗浅的层面，操作不够规范；因为条件的关系，无法实现技术性测试等问题。都还需要我们进行改进。最后，衷心希望我们通用技术课能在学生的心底，播下一粒种子，更希望这粒种子能生根发芽，成长为设计发明、创新生活的大树。十、参考资料：1、太平洋家居网（/）；2、《装饰》网（/）等网络媒体资料。技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称弹簧装置减震小屋小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）由地震原理想到的。我们知道地震波主要是纵波和横波。纵波是推进波，最先到达震中，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波，第二个到达震中，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。物理课上，老师告诉我们，弹簧具有减震作用，因此我们设计小屋地基用弹簧装置起到减震目的。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）利用弹簧装置的减震作用，使小屋的振幅减小，从而减弱地震波的破坏力，减少损失。主要用于矮层建筑或者简易防震小屋住房。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称气球悬浮小屋小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）我们看过一部3D电影《飞屋环游记》，影片讲述的是78岁的卡尔老先生，为了信守对爱妻的承诺，决心带着他与妻子艾利共同打造的房屋一飞冲天的动人故事。很多热气球飞行的故事也给我们以启发。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）使轻质小木屋悬浮于地面，上面用气球拉绳，下面用绳索固定在地面，防止房屋漂移。主要用于预防震后余震或者地震频发地带临时住房。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称橡胶地基抗震小屋小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）汽车的轮胎设计对汽车有减震的作用。橡胶具有良好的弹性，通过支座的耗能起到减震、隔震作用，可减少活载与地震力对建筑物的冲击作用。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）建筑地基采用叠层橡胶隔震支座。其原理是在建筑物底部设置水平柔性的隔震装置，过滤掉地震震动能量的50%-90%，使上部建筑物的地震反应降低到最低程度，即达到“隔震消能”的目的。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方橡胶的支撑能力和老化问题需要进一步研究。备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称防震衣柜小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）我们的家庭一般都有大衣柜，除了储藏衣物的功能以外，还可不可以开发其它新功能，由此我们想到了救生功能，产生了可以改装设计成为临时避险的衣柜。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）在木质衣柜的内部架构坚固的钢架框架，可以部分缓解外力击打。平时储存少量的食物和水，以备应急之需。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方钢架结构的支撑能力备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称抗震床护架设计小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）地震，严重威胁着人类生命安全，并造成重大伤害。科学统计还发现，地震多发生于夜间，大地震主要集中在两端，一是晚间18点－21点，一是凌晨0点－5点。人在“抗震床护架”内部，能免于灾难，能有效的保障人的生命安全。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）根据力学原理，数学中三角形的稳定性原理设计，它由六个支撑面组合而成：（上、下、左、右、前、后）它是用角钢、螺栓制造组装联接而成，由此形成一个长方体钢架空间。制造材料：角钢和螺栓。它是在角钢上打孔，使用螺栓把角钢联接起来，组装而成的钢制骨架。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方钢架结构的支撑能力备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称抗震床护架设计2小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）科学统计发现，地震多发生于夜间，大地震主要集中在两端，一是晚间18点－21点，一是凌晨0点－5点。我们看倒有些谍报片中，特制的床，一摁按钮，人就翻到床体内部，给我们已很好的启示。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）根据力学原理，数学中三角形的稳定性原理设计，它由六个支撑面组合而成：（上、下、左、右、前、后）它是用角钢、螺栓制造组装联接而成，由此把床题形成一个长方体钢架空间。制造材料：角钢和螺栓。它是在角钢上打孔，使用螺栓把角钢联接起来，组装而成的钢制骨架。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方钢架结构的支撑能力备注说明技术设计记录卡日期：年月日确定设计课题名称抗震逃生舱小组分工组长：组员：解说演示：确定课题创意来源（怎么想到的）我国的神舟载人飞船成功发射，中国已成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，极大地鼓舞着我们，搭载航天员的太空舱也给我们以启发。设计方案主要构思方法草图法模仿法联想法奇特性构思法其它方案构思（设计定位）当然，抗震逃生舱不可能达到太空舱的高度，我们认为地震很多时候造成人员伤亡，主要是被建筑物砸伤所致。而考虑到壳体结构能够均匀受力，把力分散的特点，能避免人们受到击打伤害，起到保护人的目的。也可以在里面预存储少量食物和水及救急设备，延长等待救援时间。体现设计原则科学性实用性创新性安全性经济性美观性道德性技术规范性可持续发展原则其它自我评价满意的地方需改进完善的地方材料成本备注说明五、学情分析学生前面已经对于设计的原则、方法、过程以及结构有关知识有了较为深刻的认识，并急于实践，因此，教师要根据学生实际预设计案例并准备材料。通过联系实际生活和实践操作体会来实现对知识能力的学习和提高。针对学生不同的学习风格、认知基础，以及学生技术素养层次的不同，利用分组协作式学习，通过同伴的影响提高学生的认知水平。在教学过程中，应注意引导学生成为活动主体，创设平等和愉悦的氛围，这样能充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。八、效果分析在本节课的教学设计过程中，学生制作课题的选取十分重要，好的选题能够激发兴趣和热情，课前我听取了各组同学的意见，然后把他们的想法统一到一个主题下。学生的设计制作需要运用通用技术、物理、数学等多方面知识，所以让他们课前就行动起来，搜集资料，我帮他们准备实验工具和材料，做好课前准备。课堂上多采用小组讨论、合作探究、评比展示等调动学生的参与积极性，引导学生进入学习状态。同时让学生自主讨论，相互点评，教师点拨，使学生展开想象，发挥部分学生的特长，制作出了相对高质量的模型。在实际制作中，学生的热情和潜能弥补了教学条件和课堂教学的局限，教学效果比较理想。四、教材分析本节内容有两部分，⑴通过简单结构的一系列问题的思考，明确简单设计方案，完成制作模型。⑵通过对模型设计的评价，总结出最佳设计方案。教师应该把握两部分内容的关系