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单元教学设计《结构及其设计》领队：授课教师：粤教版高中通用技术必修《技术与设计2》第一章《结构及其设计》单元教学设计一、单元介绍1.实施学科：通用技术2.实施年级：高二3.课程模块：通用技术必修2“结构及其设计”4.教材章节：粤教版必修《技术与设计2》第一章5.单元名称：《结构及其设计》6.单元课时：10 课时二、单元分析1.单元概述依据普通高中通用技术课程标准（2017 年版2020 年修订）和安徽省《普通高中通用技术学科教学指导意见》分析，“结构及其设计”单元属于《技术与设计2》模块。
此单元内容要求主要包括以下 3 点：1.从力学的角度理解结构对技术产品及其功能实现的独特价值，了解结构的一般分类和简单的受力分析，并从技术和文化的角度赏析经典结构案例。
2.通过技术试验或技术探究分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出技术试验报告。
3.结合生活中的实际需求进行简单的结构设计，并绘制设计图样，做出模型或原型。
可以进一步细化为五大部分，即认识结构、探究结构、结构设计、典型结构的欣赏、综合学习活动。
2.概念提取本单元的大概念相对比较明确，即“结构”，单元始终围绕结构及其设计的相关概念进行学习。
3.项目选定经过仔细研究并结合教材体系，本单元将选用的大项目为“桥梁模型的设计与制作”。
下为此大项目与“结构”大概念、教学内容联系分析图。
4.学情分析经过高一学习，学生已经了解了技术性质与技术发展历史，认识了技术设计的一般过程，掌握了常用工具及其使用方法、常见材料及其加工方法、方案构思及其方法、图样识读与绘制、模型制作及其工艺等方面的基本知识与基本技能，形成了基本的学科核心素养。
高二学习主要围绕结构、流程、系统、控制等技术学科基本概念展开。
此单元为第一个基本概念——结构，旨在帮助学生领悟与结构相对应的技术原理的内涵与应用，进一步提高技术分析和解决实际技术问题的能力。
5.开放性学习环境1.教学白板，智慧教育平台并配相关教学软件及课件。
三、拓展题1. B 2. C 四、作图识图题划线 —►锯割下料 — 五块板料锯割而刨平E 紧固板与侧面支撑板钉接一凳中与支撑架钉接 表面修饰一凳面与支撑架钉接五、 读图作图题小李挖小树坑斜小明扶定小树小李培土小明提水小李用小竹竿对 小树固定浇水六、 20. 理的加工流程:刀VI 旧热处理提高硬度，需要较高的温度，如果对装有塑料套柄的剪刀进行热处理，塑料必定熔化。
比较合 第一章结构与设计答案一、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B C D A C C D C C D 1112 13 14 15 16 17181920ACDCBC二、技术实验题1、 试验名称：雨伞性能试骑试验目的：测试雨伞性能，试验准备：待测雨伞、水、水盆等（学生需写出用 到的器材）试验方法：%1 抗风性能试验：撑开雨伞，握住伞柄，举高后用力快速向下拉，观察雨伞是否翻转或变形，并作记录。
%1 防水性能试验：撑开雨伞，在雨伞伞面上泼大景的水，或者在大雨下撑伞，观察雨伞是否漏水，并作记 录。
2、 试验目的：测试纸张的结构造型与强度的关系试验结果：1、物体的结构造型对强度有影响。
2、 相同材料的物体结构不同，强度不同3、 相同结构造型的材料，间距不同，强度不同4、 我们可以改变结构来增强物体的结构强度实例：工字钢型材、矿泉水瓶上的凹凸纹第二章流程与设计答案 一、选择题1. C2. C3. D4. D5. A6. B7. C8. B9. A 10. D二、设计题2、由于101胶水在空气中瞬间凝固，且渗透性强，若采用小明的设计方案，达不到粘接的目的。
合理的流程如下：加热城压刀身—>热处理以提高刀身的硬度刀身钗接—>安装塑料套柄输出灯光设定温度第三章系统与设计答案1 2 3 4 5 6 7 89ACDDCADCA10、⑧、⑤⑦、①③④11、 目的性：都江堰是一座大型的水利工程：整体性：主体由鱼嘴分水堤、宝瓶口、飞沙堰溢洪道三部分组成相关性：鱼嘴分水堤把汹涌的岷江分隔成外江和内江，外江排洪，内江通过宝瓶门流入成都平原。
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）。
第一草结构与设计《技术与设计》（n）[ 知识要点]、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；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。
应力作用在单位面积上的内力，称为应力。
结构所容许承受的最大应力，叫容许应力。
应力可用下式：表示，式中，为内力，S为构件截面积。
应力的计量单位为N/mm2或N/ cm2。
强度①含义物体结构抵抗变形的能力。
②强度与应力的关系用应力来衡量强度，既科学又确切。
结构所受应力就越小，强度就越大。
③影响结构强度的因素 a 形状：构成的形状略有改变，强度就会改变。
b 材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。
形状相同，材料不同，强度就不同。
c 材料的连接方式：不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。
④结构构件的连接方式 a 铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。
具体有松栓、松铆等，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。
具体有榫接、胶接、焊接等。
2. 稳定性稳定与不稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状。
不能回到原有平衡状态，为不稳定。
结构稳定性的含义结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。
影响结构稳定性的因素①结构的形状个物体是否容易被翻倒、推倒，与它的支撑底面形状、底面积大小有主要关系。
如“ A”字形比“ V”形结构稳定。
②重心的位置重心位置越低，结构越稳定。
如不倒翁。
③结构所受的运动和力。
增加结构稳定性①减小长细比：长细比，指的是结构的纵向长度与横向截面的最大尺寸（如圆的直径）之比。
如梁，长细比越大，越易弯曲；如果是杆件，长细比越大，也越易变形。
②利用三角形框架及其组合结构，可以有效地增加结构的稳定性。
如自行车车体。
五、结构设计. 设计考虑的主要因素强度、稳定性、成本、功能、人的个性化需要、寿命、安全、美观等。
2. 一般过程选择一个设计对象或项目。
先从功能的角度进行强度和稳定性分析，再结合其它方面思考设计方案和选择材料。
构思时，要从画草图开始，并与其他人员共同商讨。
方案确定之后，应绘制出比较规范的设计图纸，并做出原型或模型。
六、欣赏和评价典型结构设计对经典结构应从技术和文化的角度欣赏。
. 技术的角度：结构使用功能的实现，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，工艺制造的精美程度等。
2.文化的角度：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。
[ 典型例题分析]1.每项设计都要考虑到结构问题，把结构问题处理妥善不仅产品牢固，而且外形美观、使用方便。
物体的主体框架与构造形式，一般称为A. 框架B.结构 c. 架构D. 构造水库的大坝是A. 实心结构B. 框架结构 c. 壳体结构D. 缆索结构在日常生活中，你所见到的以下哪一结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的A. 游乐设施的跷跷板功能结构B. 房间门口的活页功能结构 c. 学校运动场的篮球架结构D.圆珠笔的笔尖结构列结构是受自然界事物结构启发而产生的是A. 钢笔 c. 课桌D. 黑板结构是指物体的各组成部分之间的解答：cAcB 搭配排列2.壳体结构是我们常见的结构之一，壳体结构的物体与我们的生活息息相关。
列物体不属于壳体结构的是A. 饮水杯B. 油罐 c. 红砖D. 篮球自然界中壳体结构的物体很多，如：至少举 4 种）壳体结构的特征是解答：c壳体内空，受力合理，形态稳定。
[ 探究互动]、选择题. 分别在一根竹竿和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不断裂，此实验证明影响结构的强度A. 形状B. 材料 c. 构件间的连接方式D. 重心位置 2. 在自行车家族中，有性能各异的不同车型。
如装有辅助小轮的童车、双梁载重车、弯梁女式车、双座比脚蹬的双人车等，这些特殊功能的实现，是因为设计者改变了A. 车的自重B. 车的材料 c. 车的结构D.车的大小3.钢筋混凝土梁与无钢筋的水泥梁相比，哪方面强度更A. 抗弯B. 抗压 c. 抗拉D.抗剪4.我们常用的 A 形梯不直接采用铝合金片，而用长方形截面的铝合金构件，这说明影响梯子结构强度的是A. 构件的材料B. 构件的形状 c. 重心的高低D. 连接方式5. 下列物体的结构类型中，属于实心结构的是A. 电灯泡B. 乒乓球 c. 橡皮擦D. 篮球6.钻石有令人难以置信的强度，就是因为它的分子结构为四面体，每个四面体都有四个角、四个面和六条边，每个面都是一个三角形，说明钻石的强度与有关A. 结构的形状B. 使用的材料 c. 构件之间的连接方式D. 稳定性7.家用落地扇的底座一般做得比较重，这是为了A. 增加风扇的强度B. 增加电风扇的稳定性 c. 安装电线的需要D.更加美观8.我们在日常生活学习中，所使用的物体数不胜数，比如：板凳，我们在设计其时这所以让其构件采用榫卯连接方式，而不用钉连接。
主要原因是前者的连接方式比后者更A. 结实B. 稳定 c. 稳定和结实D. 以上都不是9.下列物体中，不属于壳体结构的是A. 鸡蛋B. 油罐 c. 自行车D. 便携式饮水杯0. 下列结构中分类错误的是A实体：墙体B 桁架：加油站的顶棚 c 框架：窗户1.现实生活中的艺术品可发说是数不胜数。
比如：不倒翁，它在某些艺术家的眼中被称为是“幽默的线条”。
原因总是“不倒”，那么我们看其“不倒”的原因是A. 构成其材料的强度大B. 其形状美观 c. 其重心低D.其重心低，并且底面是光滑的弧面2.以下关于荷载的说法不正确的是A. 同种荷载有可能在不同的状态下使物体的构件产生不同的变形方式。
B. 同一结构的中构件有可能成为其它构件的荷载。
c. 龙卷风属于偶然荷载，房梁属于恒载。
D. 同一构件，无论任何状态下，其变形方式是固定的3.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4.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A. 拉伸B. 弯曲 c. 压缩D.断裂5.下列属于恒载的是A. 雪载B. 风载 c. 雨载D. 房梁6.下列属于拱结构特点的是①矩形平面②美观③有利于承载A. ①②B. ①③ c. ②③D. ①②③7.影响结构稳定性的因素有①物体的形状②材料③材料之间的联接方式④物体重心的位置A. ①②③B. ②③ c. ①④D. ①②③④8.分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构A. 西瓜B. 圆形陶瓷饰品 c. 贝类D.金字塔9.任何构件在设计和使用过程中都要考虑构成材料的各种性能，下图中上部钢筋混凝土构件使用最优的是20. 构件的稳定性和承载性是技术工作安全的保障，相同构件P,采用A、B、c、D四种不同的连接方式（如图所示）,在其上部图示位置施加外力F。
四种结构承载力最大，稳定性最好的是二、填空题. 我国的硬木家具之所以受到世界瞩目的主要原因是2.铁路路基的断面都呈梯形，上窄下宽，这是增大路基3.结构的本质是。
结构从力学的架构和形态分为4.荷载按时间分为，与之对应的例子分别有5.结构稳定性指的是6. 结构是指，也可以称为是之和。
7. “嫦娥一号”是用长征三号甲运载火箭送入太空的。
长征三号甲运载火箭属于结构。
8. 南方雪灾导致国家主干电网部分输电塔覆冰垮塌，这些输电塔属于结构。
从稳定性角度分析，除冰的顺序最好是从9. 影响结构强度的因素有0. 有的矿泉水瓶子上有若干凸起的横向纹路，它的作用1.结构构件的连接通常有两类。
、填表小明在挑选座椅时采用了以下试验方法，请你为他填写所测试的内容。
测试方法测试内容亲自坐在椅子上感受一下在椅子上使劲摁一摁、压一压用手晃一晃椅子四、简答题. 作为设计师，在设计任何一种产品时应考虑多方面的因素，其中就包括材料的合理性选择，我们在选材时应考虑材料的固有特性应满足设计产品的使用功能和使用寿命等要求。
从此段话中我们可以看出什么是影响结构强度的因素。
除此因素之外，还有什么因素能够影响结构的强度？2.有一个筷子，这个筷子的容许应力为40N/cm2，此处截面积为4cm2,如果外界给它一个外力，使它产生180N的内力，筷子会不会断，为什么？3.篮球架结构的稳定性直接影响篮球运动的安全。
如图所示，分析球架是如何保持稳定性的（至少两点）4.礼炮采用竖筒炮架燃放，不仅炮架很不稳定，而且还具有一定的危险性，请你运用所学知识，对竖筒炮架提出改进建议并说明其合理性。
[ 参考答案]、选择题.B2.c3.c4.B5.c6.A7.B8.A9.c10.D11.D12.D13.B14.B15.D16.c17.c18.D19.B20.A21.A、填空题. 它采取了榫卯的构造形式 2. 稳定性3.承受力和抵抗变形实心结构框架结构壳体结构4. 恒载活载5.结构阻碍翻倒或移动的特性6.物体各组成部分的搭配和排列构件架构7. 壳体8. 框架9. 形状材料材料之间的连接方式0. 增大瓶子的强度，不易变形；增大手与瓶子之间的摩擦力，不易滑落1. 铰连接刚连接、填表①舒适度②强度③稳定性四、简答题. 材料，除此因素之外，影响结构强度的因素还有形状、材料之间的连接方式。
