資源簡介

(共73張PPT)
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能：
（1）通過壁掛式簡易衣帽架原型制作，初步掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思路。在進(jìn)行設(shè)計前，能對衣帽架從功能角度進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析，從既能滿足功能需求，又做到輕便、美觀等角度去思考設(shè)計方案和選擇材料。
（2）通過對秋千模型結(jié)構(gòu)設(shè)計的評價，進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和步驟。
（3）掌握壁掛式簡易衣帽架原型制作方法，學(xué)會改進(jìn)秋千結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法。
（4）學(xué)會簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
2、過程與方法：
（1）交流體驗，多元評價，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。
（2）通過學(xué)做結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生感受到，要想做事情做得完美，就必須有豐富的理論基礎(chǔ)和過硬的基本功以及交流與團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
3、情感態(tài)度與價值觀:
①增強(qiáng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)涵的理解，激發(fā)設(shè)計興趣和欲望；
②培養(yǎng)學(xué)生探究的思想和意識，培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)，提高審美意識；
③引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的設(shè)計習(xí)慣。
二、教學(xué)重點、難點
1、教學(xué)重點：制作前的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案分析。
2、教學(xué)難點：制作前的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案分析。
【活動】
請同學(xué)們欣賞下面創(chuàng)意設(shè)計
【問題思考】
設(shè)計的一般過程是怎樣的？
①發(fā)現(xiàn)和明確問題；
②制定設(shè)計方案；
③制作模型或原型；
④測試、評估及優(yōu)化；
⑤ 產(chǎn)品的使用和維護(hù)。
一、壁掛式簡易衣帽架原型制作
請同學(xué)們看下面圖片并思考衣帽架哪些構(gòu)成？
1、衣帽架的構(gòu)成
由4根或6根或8根桿件構(gòu)成。有的桿件上，兩端安裝小橫樁，供掛衣帽用；每根桿件的中間有孔，供桿件間連接固定用。本方案的優(yōu)點是：
結(jié)構(gòu)簡單，只由幾根桿件組成，且可以根據(jù)需要增減桿件的數(shù)量；
不占地面，使用方便；
古樸、美觀。
問題思考
1、這種衣架屬于什么結(jié)構(gòu)類型？
框架結(jié)構(gòu)
問題思考
2、當(dāng)小橫樁一掛有衣物時，各桿件要承受哪些力？
要承受拉力
問題思考
3、從強(qiáng)度的角度看，它的最薄弱處在哪里？
每個桿件中間和兩頭有孔，供桿個間連接固定用，但孔處桿件橫截面積減小，應(yīng)力變大，桿件的抗彎能力降低，連接處就容易損壞。
問題思考
4、這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定嗎？為什么？
不穩(wěn)定。因為它采用的是矩形框架結(jié)構(gòu)，并采用鉸接的連接方式，所以無法穩(wěn)定。
問題思考
5、桿件的長度、橫截面尺寸與結(jié)構(gòu)的什么性能有關(guān)？
與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度有關(guān)
問題思考
6、應(yīng)采用什么形狀的桿件？
應(yīng)采用方形倒楞桿件
問題思考
7、這種衣帽架有些什么缺點？
載荷量小，穩(wěn)定性差
2、確定設(shè)計方案
（1）根據(jù)使用的需求，確定桿件的數(shù)量。
（2）根據(jù)荷載的分析，選定制作桿件和小橫樁的材料尺寸。
（3）畫藍(lán)圖，標(biāo)明比例尺。
（4）小組討論，考慮問題7，做必要改進(jìn)，確定方案。
【活動】學(xué)生繪制正規(guī)圖紙
【活動】制作原型
【問題探討】
明確結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)解決哪些問題？
1、明確結(jié)構(gòu)的功能是什么。
2、從功能角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的分析。
3、確定設(shè)計方案。
4、選擇什么材料（包括材料的種類、形狀、尺寸）。
5、連接方式如何。
6、如何根據(jù)尺寸、繪制草圖。
7、怎樣組織學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)設(shè)計并繪制比較規(guī)范的設(shè)計圖紙。
8、如何通過最后的制作檢驗設(shè)計的有效性。
二、秋千模型結(jié)構(gòu)設(shè)計
我們先看下面的幾幅圖片
1、今天先進(jìn)行簡易秋千的設(shè)計，請看圖片，并完下面表格
表1——6秋千參考設(shè)計方案的優(yōu)缺點
性能 優(yōu)點 缺點
復(fù)雜性
易實現(xiàn)性
安全性
其他
問題
①秋千的各構(gòu)件分別承受了怎樣的力它們是怎樣抵抗變形的？
橫梁受彎曲力、剪切力，立柱受壓力、彎曲力、剪切力，拉桿受拉力。
問題
②這種秋千與單杠在功能要求、結(jié)構(gòu)要求、結(jié)構(gòu)方式等方面，有何同異？
秋千與單杠的基本構(gòu)件都是橫梁和立柱。單杠的荷載主要是運(yùn)動員，運(yùn)動員在做動作時會對橫梁產(chǎn)生很大的力，因此對橫梁、立柱、拉桿的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很高的要求。而秋千主要用于娛樂，對構(gòu)件的強(qiáng)度要求不如單杠高。
③秋千架的高度會帶來什么影響？秋千繩多長（離地面多高）為好？
秋千架的設(shè)計直接影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。秋千繩離地太高，不容易攀登；太矮，人的腿腳容易與地面相碰，所以離地高度應(yīng)要求不如單杠高。
④各拉桿與立桿之間的夾角應(yīng)怎樣確定？
角度太小拉桿受力太小，不易抵抗橫梁對立柱產(chǎn)生的彎矩，夾角太大，占地面積太大。
⑤立柱的進(jìn)入地下部分，用什么樣的幾何開關(guān)好？埋多深？
采用十字交叉的幾何形狀為好。埋得太深沒有必要而且浪費材料，埋得太淺不易抵抗立柱產(chǎn)生的彎矩，所以立柱埋入的深度取決于秋千結(jié)構(gòu)的尺寸及荷截大小。
⑥秋千的拉桿怎樣與地面連接牢固？
應(yīng)采用不可相對運(yùn)動式的連接方式才能與地面連接牢固。
⑦應(yīng)考慮哪些與安全有關(guān)的問題？
整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、各構(gòu)件的強(qiáng)度及連接方式等都與安全有關(guān)。
2、秋千結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）在分析討論的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，包括：結(jié)構(gòu)框架構(gòu)成；各種構(gòu)件的材料、尺寸（必要時分別給也視圖和截面圖）；各構(gòu)件的連接與方式等。
【活動】學(xué)生繪制正規(guī)圖紙
【活動】制作原型
【作業(yè)】
課后進(jìn)行相框的制作設(shè)計
創(chuàng)意相框設(shè)計
創(chuàng)意相框設(shè)計
顯創(chuàng)意、展風(fēng)采
各小組先用5分鐘完善自己的設(shè)計并討論一份說明書，介紹本小組的設(shè)計，然后參加“顯創(chuàng)意、展風(fēng)采”班級簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽，用3分鐘左右時間介紹自己的設(shè)計，由評分員評分，最后根據(jù)分?jǐn)?shù)選出一、二、三等獎
溫馨提示：橋梁模型設(shè)計，主要從橋梁的類型、作用、成本、穩(wěn)定、強(qiáng)度； 相框設(shè)計主要從強(qiáng)度、安全、審美、個性、功能、創(chuàng)意、成本、功能等方面介紹
簡易相片架的制作
設(shè)計要求：
1。能方便地取放照片。
2。具有一定的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
3。具有一定的裝飾性。
設(shè)計分析：
（一）相框的結(jié)構(gòu)分析：
1、相框的幾何形狀選擇。
2、相框構(gòu)件之間的連接。
3、相框構(gòu)件的截面形狀。
（二）支架的結(jié)構(gòu)分析：
1、支架的支撐形式的選擇。
2、支架構(gòu)件的截面形狀以及連接。
（三）相框與支架之間的連接
方案A
方案C
充分發(fā)揮你的想象力設(shè)計一個相片架。

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