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桥梁结构的优化与改进一、教材分析本节课为人民教育出版社《通用技术（必修）——技术与设计2》第1单元“结构及其设计”第3节“结构的设计”中的内容。
本单元第3节“结构的设计”要求学生结合生活中的实际需求进行简单的结构设计，经历结构设计的一般过程。
对于结构设计的一般过程，“优化与改进”环节既是结构设计的一般过程的最后一环，又是工程问题迭代优化的一个新起点。
二、实验器材（1）实验制作材料与工具：基础桥梁结构模型、限定规格与数量的桐木条、502胶水、塑料扎带、美工刀、剪刀、砂纸、钢尺、切割垫板（如图1所示）。
图1 实验制作材料与工具（2）实验测试工具：加载设备、2kg增坨砝码、激光位移计。
（如图2所示）图2 实验测试工具三、实验创新要点/改进点（一）实验载体的创新教材第一单元“结构及其设计”的实验活动的载体见表1，包括蛋壳、硅胶棒、三脚架、人字梯等，从单元整体设计的角度来看，其实验活动内容较为零散。
另外，教材第21-22页对于“优化和改进”这个环节描述是：“基于检测和评价的结果，应对设计方案进行改进。
改进可以从以下几个方面进行：针对检测出现的问题提出改进；尝试一些新的创意，优化和完善结构设计；对外观设计进行改进。
”教材中相应的内容比较单薄，具体教学实施中缺少抓手。
表1 教材“结构及其设计”单元实验活动载体教材内容教材实验活动结构的认识结构的分类探索蛋壳的受力结构与力硅胶棒受力与形变结构的功能稳定性三脚架强度不同横截面杆件的受力形变功能多功能人字梯结构的设计人字梯模型的设计从我校学生学情出发，同时考虑立德树人根本任务的落实，本节课所在的单元大项目设计为“修路造桥助发展——桥梁结构设计：设计并制作一座桥梁结构模型，要求符合跨度、宽度等尺寸要求，能够承受特定的跨中荷载，且在荷载作用下跨中形变不超过限定值。
”，它源于真实世界真实情境，通过对“桥梁”载体的深入学习，让学生感受“中国桥”的实力与魅力，向学生渗透“中国桥”背后逢山开路、遇水架桥的奋斗精神，提升学生的民族自豪感。
通用技术水平考试知识点1.1.1 技术源于人类生存的基本需要、改变自身生存的条件和改造自然的愿望。
（P3）1.1.2 技术是人类为了满足自身的需求、愿望，以便能更好地适应大自然，而采取的方法和手段。
从广义的角度来看，它即可以指工具、人类发明的产品和人工制品，如：自行车是一项技术，牙膏、牙刷也是一项技术，也可以表示制造这些产品所需的知识体系。
如：制造这样的自行车的材料选用，样式设计的制作工艺等。
它也可以表示技术知识体系产生的过程以及技术产品开发过程、协议、程序，例如：材料选择时需要通过实验观察，对比等，它也可以表示包括产品、知识、人员、组织规章制度和生活在内的整个系统。
技术可以是上述中任意一点，也可以是以上的综合。
1.1.3 技术在人类发展历程中起到越来越重要的作用。
（P4-P7）1.2.1 技术的发展需要发明和革新，技术创新常常表现为技术革新和技术发明。
（P14）1.2.2 技术发明是一项新技术的产生。
（P14）1.2.3 技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进。
历史上一些重要的技术发明对技术发展都具有巨大的推动作用。
（P14）1.2.4 技术的发展离不开设计。
设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。
一项技术的创新需要设计，一个技术产品的更新需要设计，一项新工艺的改进也需要设计。
（P23）技术是设计的平台，没有技术作基础，设计将难以表现和实现。
技术的进步直接制约着设计的发展，先进的技术可以使人们的设计得以实现。
1.2.5 技术设计侧重于功能、结构、材料、程序、工艺等，围绕技术的目的而展开，如电饭煲的设计、候车亭的设计；艺术设计侧重于欣赏、审美，更强调感觉的需要，如雕像的设计、装饰钟的设计。
在很多情况下，技术设计和艺术设计紧密地联系在一起。
1.2.6 技术的根本目的是解决实际问题，而设计正是产生解决问题的方法的主要途径。
（P23）1.2.7 技术水平对设计的制约作用或影响。
1.3.1 技术具有跨学科的性质，综合性是技术的内在特性。
一、知识性水平及标准1、了解：说出、知道、了解、认识、熟悉2、理解：说明、理解、解释、比较、权衡、找出、选择、识别、调查3、迁移应用：掌握、分析、归纳、概括、确定、判断、优化、改进二、技能性水平及标准1、模仿：模仿、尝试2、独立操作：会、能、学会、进行、完成、识读、绘制、画出、检测、安装、操作、运用、使用、选择1.1 架构：物体的主体框架与构造形式，一般称为架构。
（教材P4）结构：结构是指物体的各组成部分之间的他配合排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。
结构的各组成部分，通常称为构件。
（教材P6，结构的涵义）结构是可承受一定力的架构形态，它可用来抵抗引起形态和大小改变的力。
简单地说，结构是为了承受力和抵抗形变，这便是结构的本质。
（教材P6，从力学的角度理解）结构的分类：1、从力学的架构与形态来分⑴实心结构⑵框架结构⑶壳体结构。
（教材P6）2、从结构的几何形态来分⑴缆索结构⑵桁架结构⑶空间桁架结构⑷球形空间桁架结构。
（教材P9）注：牚——读“撑”或“称”,在教材中应读作“称”桁——读“横”1.2 构件受外力作用发生形状或大小的改变称变形，拉力产生的变形称拉伸，压力产生的变形称压缩，杆件受与杆纵轴线垂直的外力作用产生的变形称弯曲，发生弯曲变形的构件称梁单杠：使杠体发生弯曲变形的外力称弯曲力，经杠体传到立柱上端将会对立柱产生弯矩M，使立柱产生弯曲变形的趋势，此时地基和拉杆对立柱的反作用力产生一个平衡的弯矩M’结构承受的负荷称荷载，荷载有恒载与活载之分，荷载不随时间变化而变化的叫永久性荷载，荷载随情况变化而变化的叫可变性荷载。
例如，房屋的屋顶与雪载、风载等结构在承受荷载时：因荷载分布不均匀、不对称而产生的力称扭力，如桥等；在结构的交接处承受的剪切力，如梯子的横梁与支柱、大坝因水深变化而要承受的剪切力关于粱：梁受力与形变的拉应力和压应力的表示是“+”和“-”，梁的中性面；梁受力时弯矩最大的截面上应力也最大，该截面称危险截面梁受力时：梁越长变形越大，梁的变形和它的剖面尺寸有关，梁抗变形的能力和材料有关，梁的变形和材料的弹性系数成反比，越靠近梁的中央变形量就越大关于拱：拱是一种曲线形结构，拱在竖向荷载作用下的水平反力方向是指向内的（称为推力），拱结构一般比梁结构经济，拱结构可以跨越较大的跨度，并且美观拱的结构形式有三种①三铰拱②两铰拱③无铰拱；常见拱多为圆弧拱、抛物线拱；拱的应用有拱门、拱桥、棚室顶盖等1.3 内力：是用来抵抗外力与形变，并力图使变形部分复原的力。
第一单元任务二《欣赏经典结构的案例》教学设计江苏版通用技术（2019）必修《技术与设计2》本节课引领学生从建筑类、生活用品类、生产机械设备类等三个方面赏析优秀的结构设计，从技术和文化两个角度认识经典结构，其中技术的角度包含结构的使用功能的实现，稳固耐用性，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；文化的角度主要含结构的文化寓意与传达，美学原则，体现时代、民族、习俗方面的特征以及个性特征等方面。
一、学科核心素养要求技术意识：结合实践活动，让学生分析我国传统及现代特色建筑，理解历史、文化、环境等对技术的影响。
能从技术和文化的角度欣赏并评价特色建筑的典型结构。
工程思维：以特色建筑物的结构进行学习与案例分析，领悟结构与工程的之间的关联性，激发学生结构设计的兴趣和对技术世界的热爱。
：通过插接装置设计日常用品的小组合作探究活动，使学生经历观察、分析、设想、搭建、测试简单的技术实践过程，更好的培养学生良好的合作能力和创新能力。
图样表达：能用简单的草图表达和交流结构物化能力：小组合作完成微型桥梁的搭建二、教材分析教材分析《欣赏经典结构的案例》是通用技术必修“技术与设计2”第一单元的内容，通过对岳阳楼的赏析，引导学生从技术及文化角度欣赏典型建筑，结合实践活动，让学生分析我国传统及现代特色建筑，理解历史、文化、环境等对技术的影响。
能从技术和文化的角度欣赏并评价特色建筑的典型结构，领悟结构与工程的之间的关联性，激发学生结构设计的兴趣和对技术世界的热爱。
通过分析蚂蚁椅的典型经典结构，结合插接装置设计日常用品的小组合作探究活动，使学生经历观察、分析、设想、搭建、测试简单的技术实践过程，更好的培养学生良好的合作能力和创新能力。
在教学过程中，将分析能力迁移至生产生活中，拓展学生对结构设计的理解和评价。
三、学情分析高中学生有一定的生活经验，结合前面两节课的学习，对赏析经典结构有一定的知识储备，本节课通过建筑类、生活类、生产类三个方面，引导学生主动参与、小组合作、头脑风暴，形成系统性的赏析报告。
高中学业水平测试技术素养试卷（通用技术部分30分）一、选择题（2分X8=16分）1. 奥运火炬的设计既考虑到技术因素，也考虑到了文化因素，以下哪个方面是体现文化因素的设计（）A．能在极端天气下正常燃烧B.能在空气稀薄的环境中正常燃烧C.祥云图案、卷轴结构设计D.火炬轻便安全【答案】C 水平层次：A【说明】结构的欣赏。
考查从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计2.某同学对台灯设计制定了如下技术评价角度，你认为不合适的是（）A.功能创新B.稳定安全C.使用寿命D.造型色彩【答案】D 水平层次：B【说明】设计的种类。
考查学生了解技术设计和艺术设计在设计中的运用情况。
3.以下产品的存放、使用或维护，操作正确的是（）A.将药品放在阳光下存放以防止各种药品变质B.妈妈在准备早餐时直接用微波炉加热生鸡蛋C.小明同学直接切断电源来关闭电脑以省时间D.老李常擦拭自己的电瓶车并及时给车胎充气【答案】D 水平层次：A【说明】产品使用说明，考查常用产品的操作、使用、维护方法和注意事项4.某空心圆柱体零件的长为10cm，外圆直径为5cm，内孔直径为3cm，以下分别为圆柱外径和内径标注尺寸，写法正确的是（）A.φ50、φ30B.φ5cm、φ3cmC.50、30D.5cm、3cm【答案】A 水平层次：B【说明】技术语言极其应用。
考查学生识读常见的技术图样能力5.以下对流程表述错误的是（ ） A.科学的流程等于效率和质量 B.某些流程可以通过改变时序达到优化 C ．所有流程都是由环节和时序组成的 D.流程只能用方框图法表达 【答案】D 水平层次：A【说明】流程的涵义。
考查流程的概念、基本组成、知道用流程框图来描述流程。
6.将铁椅损坏的靠背拆除加工成凳子，合理的加工方法是（ ） A.锯割锉削 B.凿削 锉削 C.钻孔 锯割 D.钻孔 锉削【答案】A 水平层次：A【说明】工艺的含义和常用材料的加工工艺。
考查学生能否根据设计方案选择合适的工艺。
金属非金属地下矿山人员定位系统是矿山安全管理的重要技术手段，其通用技术要求是保障矿工人身安全和提高矿山生产效率的重要保障。
本文将从系统架构、定位精度、通信稳定性、防爆防尘性能、应急救援等方面探讨金属非金属地下矿山人员定位系统的通用技术要求。
一、系统架构1.1 系统整体架构清晰，功能模块分工明确。
1.2 系统硬件设备稳定性高，能够适应恶劣环境下的长时间工作。
1.3 系统软件界面友好，操作简便，支持多评台数据传输和展示。
二、定位精度2.1 定位误差小于1米，能够满足地下矿山复杂环境下的定位需求。
2.2 定位更新率不低于1Hz,确保实时监测矿工位置。
2.3 定位系统应具备高度适配性，能够有效应对地下矿脉变化对定位精度的影响。
三、通信稳定性3.1 通信距离覆盖范围广，信号穿透能力强，能够满足地下矿山通信需求。
3.2 通信信道稳定，抗干扰能力强，保证数据传输的准确性和及时性。
3.3 支持多种通信方式，如互联网、卫星通信等，以满足不同地下矿山的通信需求。
四、防爆防尘性能4.1 系统硬件设备应具备防爆防尘等级认证，确保在地下矿山高风险区域使用时的安全性。
4.2 设备外壳材质应具有防腐蚀、防水、防尘等特性，以适应矿山恶劣的工作环境。
五、应急救援5.1 系统应具备应急求救功能，能够实时传输矿工的求救信号和定位信息。
5.2 系统应支持紧急通信功能，能够在地下矿山突发情况下及时建立紧急通信联络。
金属非金属地下矿山人员定位系统的通用技术要求包括系统架构、定位精度、通信稳定性、防爆防尘性能和应急救援等多方面的内容。
借助先进的技术手段，不断提高系统的可靠性和稳定性，将有助于提高矿工工作时的安全性和生产效率，促进矿山管理和生产的现代化进程。
金属非金属地下矿山人员定位系统是矿山安全管理的重要技术手段，其通用技术要求是保障矿工人身安全和提高矿山生产效率的重要保障。
本文将从系统架构、定位精度、通信稳定性、防爆防尘性能、应急救援等方面探讨金属非金属地下矿山人员定位系统的通用技术要求。
