技术教案地质版

通用技术教案地质版

技术与设计2

第一章结构与设计

一、常见的结构的认识：

结构（structure）是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排

列。

1.自然界：天体结构、植物的结构、动物的结构例：生产生活中

还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？如：锯子

（植物的叶）潜水艇（鱼）雷达（蝙蝠）等

2.技术领域：汽车的结构、微机的结构、数字控床的结构（案例：

魁北克大桥的坍塌P4）

3.社会领域：教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂

教学结构

二、结构与力

1.内力：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：是构件的单位横

截面上所产生的内力。用公式表示应力为：。=F/s,其中，F是内

力，S是受力面积，。是应力。

2.构件的基本受力形式：

①拉力：物体所承受的拉拽力

②压力：挤压物体的力

③剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物

体上的平行的力

④扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力

⑤弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力

三、结构的分类

物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别分为：实体结构，

框架结构，壳体结构

1.实体结构-----通常是指结构体本身是实心的结构。

受力特点：外力分布在整个体积中。主要承受压力如墙壁、柱子、

实心球等

2.框架结构---通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空

间却不充满空间。如窗户、画框、房子的架构等等

受力特点：实体结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压

力和拉力

3.壳体结构----通常是指层状的结构。如贝壳、头盔、汽车飞机

的外壳等

壳形结构受力特点：外力作用在结构体的表面上（壳形结构是通过

壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时、它能将力均匀扩

散）。

四、稳定结构的探析

1.结构的稳定性

结构的稳定性一结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

它是结构的重要性质之一。

影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地

面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。

①结构的重心（独脚茶几为重心降低，以提高稳定性）。

②结构的底座（建筑、桥梁这类大型的固定结构，底座越大越坚实，

稳定性越好）。

③结构的形状（照相机的支撑架常使用三角架而不用其他形状）

2.结构的强度

结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。

②影响结构强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方

式等因素有密切的关系。

②三角形是框架结构中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材

料最少。

结构构件的连接通常有以下两类：

a、较连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，

具体有松螺栓、松钾等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。

b、刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对

转动，具体有桦接、胶接、焊接等，如固定铁床架的连接、不可移动的

桌腿与桌面的连接等。

不同的材料有不同的连接方式。构件的连接方式不同，结构的强度

也不同。

③结构与功能（案例：自行车的结构与功能）

五、简单结构的设计

1.结构设计应考虑的主要因素有：符合使用者对设计对象的稳定

性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化

需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。

2.设计简单的案例要求（参考：如：设计相框）：

①设计项目②设计要求③设计分析④设计方案⑤呈现草图

六、精典结构欣赏

赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。

技术的角度主要有：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结

构造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度

等。

文化的角度主要有：结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，

反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。

第二单元：流程与设计

一、流程的涵义：

1、流程的概念：

流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。任

何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。

⑴环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可

将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。如：切种、布种、

掩种环节，冲片和印片环节等。

⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完

成。这种时间顺序关系，称为时序。时序体现了具体活动内容的先后关

系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是可以颠倒的，不些不可

颠倒。

2、流程的表达（流程图）：

依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、

图示表达、模型表达、动画演示等。

二、流程的分析：

1、生活与流程：

科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效

率，是我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障（例洗衣、

煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程

等）。

2、生产与流程：

运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产

品质量、保证安全生产、保护环境等。

流程中工序的作业方式一一串行和并行。上一道工序完成之后才能

进入下一道工序一一串行。几项工作同时进行一一并行。

3、简单流程图的识读：

识读流程图的要点：⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作

用；⑵弄清流程中时序的体现与特征；⑶流程是技术的核心概念之一。

不同的流程，产生的效益往往不同，"理解流程就是质量”、“流程就

是效益”等。

三、流程的设计：

1、流程设计的基本要求：

⑴提高效率。⑵提高质量。⑶节省资源。⑷安全生产。⑸提高经济

效益。⑹提高管理水平。

2、流程设计中的基本因素：

生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、

资金和环境等。

不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。

流程设计要依据事物内在属性和客观的变化规律，科学地设计时序

和环节，以达到设计目标。

3、流程设计的步骤：

第一步：首先要明确设计的目的和任务,明确流程所应遵循的内在

变化规律。第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境

等因素。第三步：列出流程涉及的主要事项,并进行初步的排列。第四

步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环

芭。第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图,对于有严格时间的

时序，要标注时间。注意：流程设计的基本要素是环节和时序。

4、学画流程设计的框图：

画流程设计框图的一般方法：⑴根据对事物的内在属性和规律的分

析，以及有关的考虑，将流程的全过程，按每个阶段的功能、作用的不

同，分解为若干小过程一一环节，并用方框表示环节。⑵按照每个小过

程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。

四、流程的优化：

1、流程的优化及目的：

在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这

种对流程修改的过程，叫做流程的优化。

目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少

环境污染、保证安全生产等。

2、流程优化的内容：

一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技

术优化、质量优化等。

对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指

标进行优化。经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使

另外的指标下降了。比如，技术优化，可能使成本提高。成本优化了，

也可能使质量下降。因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整

体优化的成效。

3、流程优化的条件：

流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高

的基础上，建立在对流程内在机理进一步研究的基础上。流程与材料、

设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条件。

第三章系统与设计

一、系统的涵义：

1、系统的概念：

由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组

成的具有特定功能的有机整体，称为系统。

构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上

的要素（部分）才能组成系统；第二，要素（部分）之间相互联系、相

互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是各

个要素（部分）的功能中所没有的。

2、系统的类型：

系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行

不同的分类。如，可把系统分为自然系统和人造系统，自然系统是自然

形成的系统（如生态系统），人造系统是由人工制造加工而成的系统（如

计算机系统和机械传动系统）；也可把系统分为实体系统和抽象系统，

实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统），抽象系统是非实物

形态的（如哲学系统）。

3,系统的基本特性：

系统的基本特性主要有整体性（全局、集合）、相关性（匹配、关

联）、目的性（功能）、动态性（更新）和环境适应性（自适应）等,

这些特性都体现了一定的思想与方法。（结合课本相关案例，学会运用

系统的基本特性，分析身边的系统）

二、系统的分析：

1、系统分析及其目的：

系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的

方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验,并在此基础上拟订一

套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。

目的：寻求解决问题的最佳决策。

2、系统分析的一般步骤：

明确问题，设立目标一一收集资料，制定方案一一分析计算，评价

比较一一检验核实，作出决策。（结合田忌赛马案例）

3、系统分析的主要原则：

系统分析应遵循整体性原则（丁谓修复皇宫）、科学性原则（三三

进九不如二五一十）和综合性原则（孝襄高速公路）。

三、系统的优化：

1、系统优化的目的：

系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化

目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。

最小的成本一一最大的利润；最短的工期一一更多的工程量；最少

的能耗一一更多的产品；单位面积土地一一更高的农业产量。（案例：

农业间作套种，家具利润问题等）

几个关键字：优化目标；目标函数；约束条件；影响因素。

2、系统优化的方法：

数学模型一一最优解；科学估算、试验一一满意解。

四、系统的设计：

1、系统设计的目的、方法与过程：

系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、

运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。

系统设计要考虑其目的与要求（以系统的整体功能的最优为目的）、

系统各部分之间的相互联系与相互作用、对系统设计方案进行优化（整

体优化，统筹兼顾）等问题。

2、系统设计的一般步骤：

系统设计的步骤包括：将系统分解为若干子系统，确定各子系统的

目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行

总体技术设计和评价等。

3、简单系统的设计:

了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程，写出系统设计

或系统优化设计的书面方案，包括必要的设计草图以及量化数据。（案

例：手电筒照明供电部分的设计）

第四单元控制与设计

一、控制手段与应用

1、人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望

的目标发展，这就是控制。

理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么,控制要达到什么

目的和采取什么控制手段。例如，人力三轮车转弯过程中的方向控制问

题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶

的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带

动后轮。

从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制

（有无人直接参与）。

按照执行部件的不同，控制可分为机械控制、气动控制、液压控制、

电子控制等。当然，在很多控制事例中，控制的手段又可以是综合的。

二、控制系统的工作过程与方式

任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一

个系统，称为控制系统。控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。

控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统。

1、控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系

统称为开环控制系统。

对于开环控制系统，通常可以用下面的方框图来描述：

输入量-----＞控制器-----11执行器-----＞被控对象-----*输出量

2、控制系统可以把输出量返回到输入端与给定值进行比较，构成

一条闭合回路。我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影

响的控制系统称为闭环控制系统。

三、闭环控制系统的干扰与反馈

1、干扰因素

在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种

因素称为干扰因素。有的干扰因素是由于环境造成的，有的干扰因素是

人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。

在控制系统中，干扰因素可能有一个，也可能有若干个。

控制系统在工作过程中必须克服干扰，使被控量稳定。

2、反馈：控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入

端并与输入量进行比较的过程，就是反馈。

利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行

为，使系统沿着预期的目标运行的方法，称为反馈方法。

闭环控制系统的工作过程

从反馈来看，闭环控制系统就是指在系统的输出与输入端之间存在

反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统的核

心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。

由于某种干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时，闭环控制

系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与

给定值进行比较，控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而使系

统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。所以，一个闭环控制系

统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。

闭环控制系统与开环控制系统的比较

开环控制系统本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿。也就是

说，由于某种干扰信号的作用使输出信号出现非正常状态时，系统本身

没有自动纠正的能力，要进行纠正，必须借助于人工。所以，开环控制

系统的控制精确度（或称控制精度）相对比较低。但如果控制系统中各

组成元件的特性比较稳定，而且外界的干扰相对较小，则开环控制系统

也可以保证一定的精度。开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度

要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。

闭环控制系统的优点是控制精度高,不论何种原因造成系统的输出

量偏离给定量，闭环控制系统都会产生控制作用来减小这一偏差。与开

环控制系统相比，闭环控制系统的设计比较麻烦，结构也相对复杂，构

成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种控

制方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。

四、控制系统的设计与实施

要设计好一个控制系统，应该明确这个系统要达到的目的是什么，

所要控制的对象是什么，被控对象有哪些重要的特性，被控量和控制量

分别是什么，外界的主要干扰因素有哪些，选择怎样的设计方案既能达

到目的，又经济、易于实现，如何选择设备和元件，等等。

设计一个控制系统，是选择开环控制还是闭环控制，应根据对控制

精度的要求以及条件的可行性而定。控制系统的设计方案，还包括画出

必要的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸、撰写设

计说明书等。

开环控制系统的设计

开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对

象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。

闭环控制系统的设计

第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。

第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定

值之差应控制在允许的范围之内。

第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。

在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛

盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。

《无处不在的结构》教学设计

一、教学目标分析

（-）了解结构的含义。

（二）能从力学的角度理解结构的概念。

（三）通过学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。

展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。

二、教学内容分析

本课时是《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。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。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。

通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，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”。要让学生知道为什么要学牙'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。

教学重点：结构概念

教学难点：应力概念

三、教学媒体、资源的运用

纸板承受压力试验需要废旧纸盒的纸板和给纸板加压的重物，由于是第一个

课时，不要求学生准备材料，教师应提供足够的材料。

四、学生学习状态分析

学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学

生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但

是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，

所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭

转力和弯曲力等。

五、教学策略

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。

（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。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教

学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认

识。

（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。引导学生从力学的角度

理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。

六、教学过程：

（一）通用技术必修2学习介绍：

1、通用技术必修2是一门什么课程？

同学们，我们生活在科学技术高度发达的时代。我国载人航天成功，实现千

年邀游太空梦；长江三峡顺利截流发电，高峡出平湖；水稻育种结硕果，世界

领先……我们今天努力学习技术，是为了明天把我们的国家建设得更加美好。

我们将要学习的通用技术必修2,应用广泛，具有宽广的迁移价值。“技术

与设计2”中的“结构与设计"''流程与设计"''系统与设计”“控制与设计”等

四个主题都是具体的、通用的技术，它们具有典型意义，并与技术的发展密切相

关联。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法，将使我们终身受益。同时也

将使我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要，成

为有用的人才。

2、学习通用技术必修2课程要注意的几点：

（1）围绕教材内容，以技术设计为主线索，认真钻研各主题的技术与设计要

点。充分调动自己的感知、思维、想像，进行调查研究、批判性思考、创新性

想像,努力提高技术理论素养,增强各种思维能力。

（2）参照教材中的案例，触类旁通，举一反三。密切联系实际，挖掘技术

实例，既动脑又动手，做好剖析、试验、实习、设计制作、交流、评价各环节，努

力提高技术实践素养，培养动手解决技术问题的能力和技术应用能力。

（3）发扬在老师引导下的团队合作精神，把学习技术课程的过程，变为一

个创新的过程。在学习过程中要以多种视角、多种思路、多种方法，去探究一个

个技术问题，完成一项项设计任务，努力造就我们的创造品质，提高我们的创

新能力。

4学习技术课程，尤其是“技术与设计”，会遇到困难，会感到辛苦，我们

要以坚强的意志力，鼓起战胜困难继续前进的勇气，努力增强我们的耐挫力，

磨炼我们的意志品质。

同学们，努力吧！

（二）案例引入

（板书）【第一单元结构与设计】

1、放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。

（板书）【一、无处不在的结构】

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。

2、引导学生观察结构图。

引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里？

3、让学生归纳结构概念：

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。

4、让学生阅读案例：

苍耳子与尼龙搭扣；

鸟与飞机；

鹰眼与导弹跟踪系统。

5、让学生思考：为什么要研究结构？

（三）思考与分析：

1、启发学生回答：通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，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，更好地服务于人类。

2、讨论以上三个案例，重点讨论“鹰眼与导弹跟踪系统”。

鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物,这是因为它的眼部结

构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，叫做中央凹。而老鹰眼中

的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰

头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样,老鹰的视觉范

围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹

系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。

3、进一步拓展：

除了根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统以外，你还受到哪些

启发？

如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化?

将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽,有这种可能吗？

看来我们人类好多地方不如动物，不能象鸟一样在空中自由飞翔，不能象鱼

一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动

物界的统治者呢？

启发学生回答：凭大脑,凭学习，人类把几千年知识在几年十几年中继承过来

并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻

一番。

教育学生：人与人之间有竞争，而且可能很激烈，能否立于不败之地,在于不

断学习。

生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？

羊毛衣，潜水艇……。

让学生阅读案例：魁北克大桥的坍塌。

大桥坍塌的原因是什么？

擅自改变桥的结构。

在社会领域,也普遍存在着结构现象。

一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企

业的运行与效率。

请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例？

（四）学习”2结构与力”

1、（板书）［2结构与力】

从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起

形状和大小改变的力。

2、分析一块豆腐的受力情况，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。应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。用公

式表ZK应力为。=F/s,其中,F是内力,S是受力面积，。是应力。

3、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。

4、案例分析：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通行的桥面受到

的力。

5、指导学生概括五种基本受力形式：

拉力物体所承受的拉拽力

压力挤压物体的力

剪切力两个距离很近，大小相等,方向相反,且作用于同一物

体上的平行力

扭转力反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的

力

弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力

学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。

展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片。

（五）指导学生做“纸板承受压力试验”：

比较不同形状的纸板承受压力的大小。

试验准备、试验过程（略）

回答问题：

1.哪种情况下纸板的抗压能力最强？

2.举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。

3.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化？

（六）探究：观察右图，说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。

进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形?

（七）课后作业：pOll练习1、2题

七、教学反思：

我反思本课时的闪光点主要有三点：

(-)对教材进行了挖掘。顾建军主编的江苏教育版的教材精选了一些很好

的案例。“鹰眼与导弹跟踪系统”就是其中之一，很值得深挖。我让学生自学了

这个案例之后,并不是要学生回答案例中的相关知识就完事。而是要学生讨论并

回答三个问题：一是为什么要研究鹰眼的结构？这个问题较易回答，通过对鹰眼

结构的分析研究把成果运用到技术领域，开发出新的产品，如导弹跟踪系统,更好

地为人类服务。第二个问题是如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽，世界

将会如何变化。问题一提出，教室里非常安静，随后课堂气氛开始活跃，同学们

议论纷纷，几个同学迫不及待地回答：

“人会具有老鹰的辨别力”。

“人会变成‘超人

“会出现新的犯罪工

第三个问题是：将来运用技术手段在人的视网膜上造出两个凹槽，有这种可

能吗？课堂气氛进一步活跃，又是几个同学抢着发言：

“有这种可能，现在我们能够破译人的遗传密码”。

“可以通过把老鹰的基因移植到人体上来，使人类视网膜具有两个凹槽”。

课上到这里我仍然继续发挥:“看来我们人类好多地方不如动物，不能象鸟一

样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打斗力气不

如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢?学生回答,凭大脑,凭学习，人类把几

千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经

济时代，人类知识总量几年就要翻一番。然后乘机教育学生，人与人之间有竞争,

而且可能很激烈，能否立于不败之地，在于不断学习。

(二)对教材进行了拓宽。高一学生已对物体受力分析有了较好的基础，我

出了一道这样的题，当在一个水平桌面上的A物体上面加上一个B物体时,A物体

所受的合外力与未加B物体前一样仍然是零,从所受的合外力来看似乎与它上面

不加B物体是一样的。这时我提出问题,对于A物体来说,上面加了B物体,难道

真的对它没有影响吗？学生回答有影响,然后我再问，会影响到A物体的什么引

导学生回答出“架构形态如果A物体是块豆腐，上面的物体又很重，那么它原

来的架构形态将不复存在。在这里,我通过对教材进行了拓宽让学生较好地理解

了架构形态。同时进一步指出，物理学与通用技术研究力的角度不同，物理学往往

研究外力,把物体当质点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。

而技术学则关注一个物体内部受力情况。

（三）培养学生的空间想象能力。在探究石磨的推杆为什么要用一根绳子吊

起来时，我进一步提问，石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？

启发学生回答出“圆锥形”，有意识培养学生的技术空间想象能力。

不足的是在小试验中给纸板加压的重物不规范，也未对重物的质量进行测

量，应尽快建立试验室，购足试验仪器，为教师教学提供方便。

八、案例点评：

拓宽深挖法就是通过适当的讲授，拓展教材的广度，挖掘教材的深度。徐老

师这节课除拓展教材的宽度外，还挖掘了教材的深度。徐老师通过分析一块豆腐

的受力情况，讲解“架构形态”和应力概念，对教材进行了拓宽。通过“鹰眼与

导弹跟踪系统”的案例分析，对教材进行了深挖。通过探究石磨的推杆为什么要

用一根绳子吊起来，启发学生回答石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个

“圆锥形”，有意识培养学生的技术空间想象能力。从以上生动的例子可以看出，

通用技术教师教学的创造性首先体现在对教材的处理上。教材往往把知识以定论

的形式直接呈现在学生的面前，学生看到的是思维的结果，看不到思维活动的过

程。具有创造性的教师应该使课本上的知识“活”起来。导演对剧本的处理是一

种再创造,与此同理,教师并不是教材和参考书的“留声机”，而是要针对学生的

心理特点和已有知识，对教材进行科学和艺术的处理，从而形成可以操作的教学

思路。这就是一个教学再创造的过程。这也是人们常说的“用教材教，而不是教

教材”。

认识常见的结构（第一课时）

海口四中文家凤

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一一结构理念，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。止匕外，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

教学过程设计

教学内教师活动学生活动

容

一、导入（-）课程导入一一四种重要的设计思想

从产品设计的角度对通用技术必修2作简要的介绍，并联系2-3分钟

技术与设计1来谈谈产品设计中要掌握的四种重要的设计思

想：结构、流程、系统和控制。

（二）无处不在的结构

二、新课

1、放映自然界存在的各式各样的结构，如蜂窝、蜘蛛网、大

树等结构。

引导思考：世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定欣赏结构

着事物存在的性质。图片，激

发学生兴

2、展示技术领域存在的各种结构，让学生思考：

趣；

这些结构的优点在哪里？他们与自然界存在的结构有何相似

12-15分

之处。

钟

让学生阅读案例：

苍耳子与尼龙搭扣；

鸟与飞机；

鹰眼与导弹跟踪系统。

3、讲解社会领域存在的结构

比如：本章书的内容结构

4、让学生归纳结构概念：

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构

不仅在自然界中存在；技术领域也存在结构（人类自己创造

的结构）；社会领域也普遍存在结构现象。

（三）结构的类型

我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态,

通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构。

1.实体结构

通常是指结构体本身是实心的结构。其受力特点是外力分布

在整个体积中，如墙壁、柱子、实心球等等。（结合图片举

例分析、利用实体泡沫演示）。

总结加深

2.框架结构

学生的系

通常是指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是支撑空统性理解

间却不充满空间，如窗户、画框、房子的架构等等。（结合图

片举例分析、利用框架泡沫演示）。

3.壳体结构

15-18分

壳体结构通常是指层状的结构。其受力特点是，外力作用在

钟

结构体的表面上，如头盔、汽车飞机的外壳等等。（结合图片

举例分析）。

在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上

的基本结构类型组合而成的,

总结三类结构的各自特点实体结构

容易理

结构类型定义特点例子

解，可以

点到为止

实体结构

框架结构

通过具体

事例加以

壳体结构

说明

练习：P11马上行动，加深理解。

物体结构实体框架壳体组合受力特点

结构结构结构结构总结加深

学生的系

栅栏支撑空间却不充

V统性理解

满空间

圆形陶瓷装饰品V结构体的表面

冰山外力分布在整个

体积中

练习加以

高层建筑的穹顶V结构体的表面

巩固

钢化玻璃锅盖V结构体的表面

竹排V支撑空间却不充

满空间

三、小结

汽车外壳V结构体的表面

人的头盖骨V结构体的表面

古罗马斗兽场V支撑部分空间，

分布在部分体积

3-5分钟

中

（四）总结

本部分是

1、无处不在的结构课堂的机

动部分，

2、结构的类型

按照实际

思考

（五）的教学时

练习：当出现交通事故时，摩』用车手的头盔是如何避免外力间合理安

对头骨的撞击的？汽车的安全/气囊又是如何保护驾驭员的？排，可作

为课堂作

参考：摩托车手头盔的某一部彳【立受到一个大的撞击力，由于

业

头盔的壳体结构，使得所受力委出速分布到其表面，形成整个

头盔表面均匀受力，而不4是某一点受很大的力……

当汽车前端发生强烈碰撞时，1安全气囊就会瞬间从汽车方向

盘内弹出来，垫在方向盘与驾?仪者之间，防止驾驭者的头部

和胸部撞击到方向盘或仪表板刍等硬物上。除了驾驭员侧有安

全气囊外，有些汽车前排也i安装乘客用的安全气囊……

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：讲解相关的例子一一总结概念一一概念延伸一一细化讲解，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。

认识常见的结构（第二课时）

一、教学目标分析

1.能够理解力学的角度上理解结构的涵义。

2.掌握结构的功能本质。

3.了解内力和应力的概念。

4.知道组成结构的构件的基本受力形式。

二、教学内容分析

本课时从力学的角度讲解结构的内涵，还讲解了内力和应力这两个新的概念，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。此外，教学的主要内容在于构件的基本受力形式：拉力、压

力、剪切力、扭转力和弯曲力，

重点：从力学的角度理解结构的涵义和构件的基本受力形式

难点：构件的基本受力形式。

三、学生学习状态分析

学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础，

但是要让学生区分开技术学的力与物理学的力，学生没有对结构进行受力分析的

习惯，只掌握从物理学的角度把结构看作一个质点来进行受力分析，这里需要分

析说明构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

四、教学策略

本课时需要通过教师的正确引导，让学生学会对简单的结构进行受力分析。引导

学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和

联系。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学

相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。

五、教学过程

教学内容教师活动学生活动

一、导入(-)导入导入适合而

止

总结上节课的教学内容，对本节内容的过渡加以说明

1-2分钟

二、新课(-)结构与力

1、力学的角度上理解结构的涵义。

5-8分钟

展示书本上两张图片

让学生共同

案例分析：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通

参与分析力

行的桥面受到的力。

学角度结构

引导思考：这两种结构设计的外形特点。的定义

从力学的角度：结构是指可承受一定应力的架构形态，它

可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

引导出结构的功能本质：为了承受力，抵抗变形。