技术与设计2___第一章_结构与设计

第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。

【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。

引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。

指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。

【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”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。

本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,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习“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。

课时安排：2课时。

【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。

但较为零散，模糊。

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。

【教学目标】1.知识与技能：（一）了解结构的含义。

（二）能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

（三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。

高中通用技术技术与设计2 《技术与设计2》第一单元结构与设计(讲稿) 苏教版必修2前言上学期，我们学习了《技术与设计1》模块，老师和同学们一起走进了技术世界，认识了技术及其主要特性；我们一起步入了设计殿堂，学习了设计的基本知识，体验了设计的初步过程，进行了设计的交流和评价。

应该说，在培养“技术素养”的进程中，有了一个良好的开端。

本学期，我们将继续学习本课程的第二个必修模块——《技术与设计2》。

本模块共有四个单元，这四个单元是：结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计。

同学们会发现，在第一模块中的八个内容是用“章”来表示的，而本模块的四个学习内容则用来“单元”来表示，这是因为，第一模块的八个内容是彼此相连，且有递进关系的内容，而本模块的四个内容相对比较独立。

但并不是说它们没有关联。

实际上，这四个主题，也是有着内在联系的。

这种联系可以理解为：系统是主体，结构是核心，流程是系统状态的变化，控制是对系统状态实施的干预。

在本模块的学习中，我们除了要继续加深对技术的认识和对设计知识的掌握外，同学们特别要对包含在这些专题里的技术思想和方法的领悟和理解，并将这些思想和方法迁移到我们的学习和生活之中。

由于本模块内容的知识性和专业性都比第一模块要强得多，同学们在学习中既要动手，又要动脑，并要学会灵活运用其它学科的知识来解决技术问题。

要通过本模块的学习进一步提高技术理论素养、技能素养和创新能力。

老师将和同学们一起为达成这样的教学目标而竭尽全力。

下面，我们开始学习第一单元第一单元结构与设计第一节认识结构一、结构的涵义“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。

请同学们想一想，在学习其它课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！；在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。

看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。

《技术与设计2》第一单元结构与设计一、结构从广义上讲，是指；从力的角度来讲，是指，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

二、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；其基本的受力形式有：、：、：、：、：。

构件的单位横截面上所产生的内力称为，其计算公式为，当其达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。

三、根据物体的结构形态，通常将结构分为以下三种基本类型。

：常见实例、、；：常见实例、、；：常见实例、、；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，可称为。

四、结构的稳定性是指，其影响因素主要有、、；如果结构的重心所在点的垂线落在结构支撑面的范围内就是稳定的；稳定性可进行对比。

（理解课本中的案例分析：独脚茶几、照相机的支撑架、A形梯）结构的强度是指，其影响因素主要有、、、、；（理解课本中的案例分析：吊兰的支撑架）五、结构与功能的关系：结构改变可能导致功能的变化。

（了解课本中的案例：伞和拐杖、多用起子、不同结构种类的自行车）六、结构设计时，需要考虑的主要因素有、、、、、等。

结构设计是为了完成某种任务或满足特定的需要，必须明确设计的目标和要求。

不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重，其中是最重要的。

正因为此，我们在结构设计是需侧重考虑结构的和。

目前，我们常用的材料主要有、、；不同的材料的连接方式也有所不同，常见的连接方式可分为以下两种，：不能相对移动，但可相对转动；具体有、、等（实例：、）：不能相对移动，也不能相对转动；具体有、、等（实例：、）七、优秀的结构设计需要把和恰当地结合起来。

古今中外都有一些经典的结构，赏析结构设计作品，可从以下两个角度进行，各个角度又可分成不同方面：：、、、、、：、、、、（了解课本中的案例分析：赵州桥、飞檐、蛋形椅，如何从不同角度欣赏）。

第一章《结构与设计》练习题班级______________ 姓名______________1、结构是指（B）。

A、构成物体自身的空间形态B、物体的各组成部分之间的搭配和排列C、承受力和抵抗变形D、可承受力的非架构形态2、下列哪个物品的结构是受自然界事物的启发而产生的？（B）A、钢笔B、潜艇C、课桌D、黑板3、下列选项中，属于框架结构的是（B）。

A、房屋的墙体B、教室的门窗C、化工厂的储油罐D、煮饭用的高压锅4、如图所示的物品中，不属于．．．壳体结构的是（C）。

A、安全帽B、电饭煲C、阳台护栏D、天文台穹顶5、下列结构中属于壳体结构的是（B）。

A、电扇外罩B、灯罩C、文化墙D、雷达天线6、如图所示为竹、木混合材料的躺椅，其结构的主要类型是（C）。

A、实体结构B、壳体结构C、框架结构D、其他结构7、下列物品中属于实心结构的是（B）。

A、摩托车头盔B、水库大坝C、输电铁塔D、国家体育场“鸟巢”8、如图所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下保持稳定。

如果不断地扩大支撑杆与自行车之间的夹角θ，结果是（C）。

A、支撑面越来越大，结构越来越稳定B、重心越来越低，结构越来越稳定C、稳定性从差逐渐变好，又从好逐渐变差D、稳定性从好逐渐变差，又从差逐渐变好9、结构的构件受力多种多样，基本的受力形式有（D）。

①受重力②受拉、受压③受剪切、受扭转④受弯曲A、①②④B、①③④C、①②③D、②③④10、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切．．．的是（C）。

A、拉力指物体所承受的拉拽力B、压力就是挤压物体的力C、剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力D、弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力11、体操运动员在单杠上做大回环动作时，会使杠体产生的变形是（B）。

A、拉伸B、弯曲C、压缩D、断裂12、固定空调室外机铁架的镙钉的受力形式为（D）。

A、受重力B、受扭转C、受剪切D、受弯曲13、水泥梁在受力后会发生形变，如图所示，此时它的上、下表面（沿表面）的受力（B）。

技术与设计2——教材问题及部分习题参考答案第一单元结构与设计第一节常见结构的认识1．本节重要概念：结构、构件、实体结构、框架结构、壳体结构。

2.教材第2页中的几幅图生动、形象地说明结构广泛存在于自然界中。

3.教材第3页“案例分析”中的三个实例，均说明自然界动物、植物中存在的各种各样的结构可以用来为人类服务，人类可以从中获取感悟而解决某些技术问题，实现一些发明创造。

4.教材第3页“马上行动”受自然界事物结构的启发而产生的产品有船桨（鱼鳍）、人工冷光（萤火虫）、风筝（鹰）、锯（蝗螂臂或锯齿草）、车轮（随风旋转的飞蓬草）、潜水艇（海豚）、声呐（蝙蝠）、潜水用的脚蹼（鸭子）、潜水艇的流线型设计（鱼类）等。

本栏目的设置目的是让学生内化“自然界结构对技术领域的启发”，要养成对日常生活细心观察的意识和创新意识，知道解决技术问题不仅需要正确的方法，更要有持久的恒心和毅力。

5.无论是自然界的结构现象的举例，还是技术领域中的结构现象的举例，教材都注重了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。

6.教材第4页“阅读”1907年的魁北克大桥坍塌，被列为20世纪十大技术失误之一。

这里用反面例子来说明合理结构的重要性，给人以心灵的震撼，引起人们对结构的重视。

“阅读”为选学内容。

7.教材第4页“马上行动”自然界：地球的结构、金刚石的结构、树的结构……技术领域：汽车的结构、自行车的结构,2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”的结构……社会领域：教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构……8.从力学角度理解结构是一个难点，建议教师查阅有关结构力学和理论力学书籍，研究结构构件的受力以及基本受力形式。

应注意结构概念不能只局限于建筑结构的理解上。

9.教材第5页的插图，形象地说明了构件的受力形式。

10.教材第5页“马上行动”11．教材第6页“案例分析”这里侧重分析简易桥梁桥面的静态受力。

12.教材第6页“马上行动”吊兰的支撑架承受吊兰的拉力；桥墩承受来自桥面、桥上负载的压力，两端被托住的梁受到支撑力等。

技术与设计2复习提纲第一章结构与设计一、结构的涵义1、结构是指物体的各组成部分之间的和。

2、结构的本质：结构是可承受一定的架构形态，可用来抵抗引起和改变的力。

简单地说，结构是为了和，这便是结构的本质。

3、架构：物体的主体框架与构造形式。

4、构件：结构的各组成部分。

例题1、结构的本质是（）A、构成自身的空间形态B、物体各个组成部分的叠加C、承受力和抵抗变形D、物体的主体框架和构造形式二、结构的类型并举例说明（从力学的架构与形态考虑）例题1、分析下列物体的结构类型，判断哪个属于实体结构。

（）A、电灯泡B、乒乓球C、橡皮檫D、篮球2、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于实体结构：（）A、太湖大堤B、冰山C、长城D、栅栏3、下列选项中，属于框架结构的是（）A、房屋的墙体B、中国万里长城C、化工厂的储油罐D、教室的门窗4、我们所用的板凳属于（）结构。

A、实心结构B、框架结构C、空心结构D、壳体结构5、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。

（）A、摩托车头盔B、圆形陶瓷饰品C、贝类D、金字塔6、摩托车事故中驾乘人员死亡的70％以上都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。

质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为：（）A、合格头盔制作优良，戴在头部空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构。

B、合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用。

C、合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能有效保护头部。

D、合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生。

三、变形1、变形:构件受外力作用时,要发生形状或大小的改变,这种改变称为 .2、变形的种类⑴ :拉伸所产生的变形为拉伸，组成材料（麻或钢丝）的粒子被拉开。

⑵ :压力所产生的变形为压缩，组成材料（木料或其他）的粒子被推近。

⑶ :当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时,杆件产生的变形为弯曲.例题1、在举办运动会的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（ ）变形。

第一章结构及其设计第一节初识结构一、教学目标(1)理解结构的本质和含义。

(2)能对生活中常见的简单结构进行分类，能指出三种不同结构的应用场合。

(3)能初步认识到结构在日常生产、生活中广泛应用的重要性，拓宽思维和想象空间。

二、教学策略1．学情分析高中生已具备一定的物理知识，可以从物体受力的角度去理解结构的作用。

学生在日常生活中，常看到一些诸如生活、学习用具、生产器械等，也知道它们都具有一定的结构特点，但不能从理论上科学地对其定义。

通过本节内容的学习，学生对于结构的概念和分类比较容易理解掌握，但要对生活常见的实例进行归类可能会有困难。

因为现实中的结构往往是多种结构类型的结合，需要探讨交流，获得共识，教师应从力学架构与形态分类的角度对引导学生学习。

2.教学准备教学中，应尽量结合实例对生活中常见的简单结构进行归类，区分三种结构的不同应用场合。

教师选用不同结构类型的实物模型给学生观摩，如小板凳、台灯、球形建筑等；利用多媒体播放不同结构的图片和视频介绍故宫、赵州桥等，体会物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。

三、教学重点结构含义及其分类结构的受力分析四、教学难点结构分类五、教学过程：利用多媒体播放典型结构，探索结构的奥秘。

引出图片所示物的技术核心是结构，它们的共同特点是承受和抵抗各种各样的作用力，抵抗可能由此引起的变形或损伤。

它们都是结构设计的成果。

引导学生，激发学生们对结构探究的兴趣。

从身边的生活入手，让学生们自行设计、制作一个简易衣帽架！要达到我们所提出的要求，那么选用什么架构、材料、几何形状与尺寸，采用怎样的连接、装配与安装方式呢？为了解决这一些技术问题，我们应先从基础学起——结构及其设计。

引导学生从“架构”的角度进行归纳总结：板凳（a）4条腿，“八”字形态，由两根橫橕分别把左右2 条腿连接在一起。

板凳（b）在（a）的基础上去掉了2根橫橕。

板凳（c）在（a）的基础上加了1根橫橕，将左右两端凳腿之间的橫橕连接在一起。

第一章结构与设计《技术与设计》（Ⅱ）[知识要点]一、结构的含义.架构物体的主体框架与构造形式，一般称为架构。

2.构件结构的各组成部分，通常称为构件。

3.结构指物体的各组成部分之间的搭配和排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。

二、结构的功能与分类.结构的功能结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。

2.结构的分类从力学的架构与形态考虑，结构可分为：实心结构房屋的墙体、水库的大坝、古代城墙等，都属于实心结构。

它的特点是能承受较大的压力。

这类结构的特征是几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。

框架结构教室的门、窗，常用木框架、铁框架、塑料框架、塑钢框架。

自行车车体是钢管桁架式框架；输电铁塔是铁质桁架式框架等，都是框架结构。

它们由梁、柱、杆、管等组成。

框架结构的特征是几何外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载。

框架结构的制作较为方便，又节省用料，在实际中被广泛采用。

壳体结构日常使用的各式各样的饮水杯、储水壶、文具盒、储蓄盒、钢板制成的装甲车。

用于太空飞行的舱体，工业储油的球形大油罐，运油的圆柱形车载大油罐，航道标识用的浮标等，从架构与形态看，都同属壳体结构。

壳体结构的特征在于壳体内空，受力合理，形态稳定。

三、结构的受力.荷载含义作用在结构上的外力，称为结构的荷载。

分类①恒载不随时间变化而变化的永久性荷载②活载随情况变化而变化的可变性荷载。

如雪载、2.梁的受力荷载作用传到梁上，梁受力变形如图所示：图中，梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。

防止梁过分弯曲的最简单方法，是在梁的下面增加支撑点。

[:学。

科。

网]3.拱结构即中间高四周低呈弧形的曲面。

荷载压力作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。

在较大的跨度情况下，建筑物多采用拱结构。

这样的结构既有利于承载，又美观。

四、结构的性质.强度内力外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力。

内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。