資源簡(jiǎn)介

(共90張PPT)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能：
（1）通過(guò)壁掛式簡(jiǎn)易衣帽架原型制作，初步掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路。在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，能對(duì)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(jì)方案和選擇材料。
（2）通過(guò)對(duì)秋千模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)，進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟。
（3）掌握壁掛式簡(jiǎn)易衣帽架原型制作方法，學(xué)會(huì)改進(jìn)秋千結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。
（4）學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
2、過(guò)程與方法：
（1）交流體驗(yàn)，多元評(píng)價(jià)，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。
（2）通過(guò)學(xué)做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(guò)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(jià)值觀:
①增強(qiáng)學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)涵的理解，激發(fā)設(shè)計(jì)興趣和欲望；
②培養(yǎng)學(xué)生探究的思想和意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì)，提高審美意識(shí)；
③引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。
二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1、學(xué)習(xí)重點(diǎn)：制作前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析。
2、學(xué)習(xí)難點(diǎn)：制作前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析。
【活動(dòng)】
請(qǐng)同學(xué)們欣賞下面創(chuàng)意設(shè)計(jì)
【問(wèn)題思考】
設(shè)計(jì)的一般過(guò)程是怎樣的？
①發(fā)現(xiàn)和明確問(wèn)題；
②制定設(shè)計(jì)方案；
③制作模型或原型；
④測(cè)試、評(píng)估及優(yōu)化；
⑤ 產(chǎn)品的使用和維護(hù)。
復(fù) 習(xí)
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
明確問(wèn)題
制定設(shè)計(jì)方案
制作模型
測(cè)試評(píng)估
優(yōu) 化
編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程,在設(shè)計(jì)中有些步驟之間可能出現(xiàn)一定的循環(huán).
設(shè)計(jì)的一般過(guò)程
一、壁掛式簡(jiǎn)易衣帽架原型制作
請(qǐng)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(diǎn)是：
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wèn)題思考
1、這種衣架屬于什么結(jié)構(gòu)類(lèi)型？
框架結(jié)構(gòu)
問(wèn)題思考
2、當(dāng)小橫樁一掛有衣物時(shí)，各桿件要承受哪
些力？
要承受拉力和壓力。
問(wèn)題思考
3、從強(qiáng)度的角度看，它的最薄弱處在哪里？
每個(gè)桿件中間兩頭有孔，供桿件間連接固定用，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。
可以用： σ＝N/S 分析之。
問(wèn)題思考
4、這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定嗎？為什么？
不穩(wěn)定。因?yàn)樗捎玫氖蔷匦慰蚣芙Y(jié)構(gòu)，并采用鉸接的連接方式，所以無(wú)法穩(wěn)定。
問(wèn)題思考
5、桿件的長(zhǎng)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(wèn)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(wèn)題思考
7、這種衣帽架有些什么缺點(diǎn)？
載荷量小，穩(wěn)定性差。
2、確定設(shè)計(jì)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(huà)草圖，標(biāo)明比例尺。
（4）小組討論，考慮問(wèn)題7，做必要改進(jìn)，確定方案。
【活動(dòng)】同學(xué)們繪制正規(guī)圖紙
【活動(dòng)】制作原 型
【問(wèn)題探討】
明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)解決哪些問(wèn)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(jì)方案。
4、選擇什么材料（包括材料的種類(lèi)、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(wèn)題，改進(jìn)設(shè)計(jì)并繪制比較規(guī)范的設(shè)計(jì)圖紙。
8、如何通過(guò)最后的制作檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的有效性。
二、秋千模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
我們先看下面的幾幅圖片
視頻
蕩秋千.asf
1、今天先進(jìn)行簡(jiǎn)易秋千的設(shè)計(jì)，請(qǐng)看圖片，
并完下面表格
表1——6秋千參考設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)
性能 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
復(fù)雜性
易實(shí)現(xiàn)性
安全性
其他
問(wèn)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(wèn)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(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員在做動(dòng)作時(shí)會(huì)對(duì)橫梁產(chǎn)生很大的力，因此對(duì)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(lè)，對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度要求不如單杠高。
③秋千架的高度會(huì)帶來(lái)什么影響？秋千繩多長(zhǎng)（離地面多高）為好？
秋千架的設(shè)計(jì)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(duì)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(kāi)關(guān)好？埋多深？
采用十字交叉的幾何形狀為好。埋得太深沒(méi)有必要而且浪費(fèi)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(wèn)題？
整個(gè)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(jì)
（1）在分析討論的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)分別給也視圖和截面圖）；各構(gòu)件的連接與方式等。
【活動(dòng)】學(xué)生繪制正規(guī)圖紙
【活動(dòng)】制作原型
【作業(yè)】
課后進(jìn)行相框的制作設(shè)計(jì)
創(chuàng)意相框設(shè)計(jì)
創(chuàng)意相框設(shè)計(jì)
顯創(chuàng)意、展風(fēng)采
各小組先用5分鐘完善自己的設(shè)計(jì)并討論一份說(shuō)明書(shū)，介紹本小組的設(shè)計(jì)，然后參加“顯創(chuàng)意、展風(fēng)采”班級(jí)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，用3分鐘左右時(shí)間介紹自己的設(shè)計(jì)，由評(píng)分員評(píng)分，最后根據(jù)分?jǐn)?shù)選出一、二、三等獎(jiǎng)
溫馨提示：橋梁模型設(shè)計(jì)，主要從橋梁的類(lèi)型、作用、成本、穩(wěn)定、強(qiáng)度； 相框設(shè)計(jì)主要從強(qiáng)度、安全、審美、個(gè)性、功能、創(chuàng)意、成本、功能等方面介紹
簡(jiǎn)易相片架的制作
設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)一個(gè)相片架
鞏固提高
1、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程是怎樣的？
2、在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)考慮的因素有哪些？
①發(fā)現(xiàn)和明確問(wèn)題；
②制定設(shè)計(jì)方案；
③制作模型或原型；
④測(cè)試、評(píng)估及優(yōu)化；
⑤ 編寫(xiě)產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)。
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程（補(bǔ)充）
1
引入新課
利用往年校運(yùn)動(dòng)會(huì)上的比賽照片勾起學(xué)生回憶，通過(guò)提問(wèn)引導(dǎo)，來(lái)引入該課的設(shè)計(jì)對(duì)象---制作簡(jiǎn)易相框，體驗(yàn)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
2
相框設(shè)計(jì)考慮的因素
復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)考慮的主要因素
強(qiáng)調(diào)：結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)——穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
3
相框設(shè)計(jì)考慮的因素
問(wèn)題：相片架設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素？
相片架設(shè)計(jì)應(yīng)側(cè)重考慮的因素：
造型、材料、穩(wěn)定性、強(qiáng)度等方面
穩(wěn)定性、強(qiáng)度、功能
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
4
相框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
欣賞生活中典型的相片架，分析相片架的結(jié)構(gòu)組成部分
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
5
分析相框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從相框形狀分析，一般相片都是長(zhǎng)方形，所以長(zhǎng)方形相框最為多見(jiàn)
缺點(diǎn)：易變形
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
6
分析相框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)學(xué)生提出改進(jìn)意見(jiàn)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的解決方案
小結(jié)：小結(jié)：影響強(qiáng)度主要有三個(gè)因素——結(jié)構(gòu)、材料、連接方式。一般通過(guò)改變連接方式，將非剛性框架改進(jìn)成剛性框架增加相框的強(qiáng)度！
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7
分析支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
討論：
1、支架的功能
2、要增加支架的擺放穩(wěn)定性，用什么方法？
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8
分析支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
小試驗(yàn)：分別給兩個(gè)支架不同的相片架一個(gè)大小相同的力F，看哪個(gè)相片架容易倒。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合已有知識(shí)討論，得出：降低重心的位置、或增大支撐面可增加支架的穩(wěn)定性。
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9
動(dòng)手實(shí)踐
通過(guò)剛才簡(jiǎn)單分析了相框設(shè)計(jì)考慮的因素和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也看了很多相框的設(shè)計(jì)案例。下面請(qǐng)同學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易的相框 。
作品要求：
a.能方便地取放相片。
b.具有一定的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。相框不易松動(dòng)；相框與支架連接牢固。
c.具有一定的裝飾性。
d.相框的尺寸合適。
e.在相框和支架的設(shè)計(jì)上都要有創(chuàng)意。
f.設(shè)計(jì)所用材料均為同學(xué)們生活中的廢舊材料、或成本較低容易取得和容易加工的材料。
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10
動(dòng)手實(shí)踐
四個(gè)同學(xué)一組，以小組為單位設(shè)計(jì)出相框的方案。
鼓勵(lì)學(xué)生要讓優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品參加校園科學(xué)藝術(shù)節(jié)通用技術(shù)展，并進(jìn)行校園通用技術(shù)作品最后的評(píng)比
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
11
學(xué)生反思
在班級(jí)同學(xué)設(shè)計(jì)的多個(gè)方案中選出具有代表性的兩個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)
提問(wèn)學(xué)生這兩個(gè)方案主要采用的是什么結(jié)構(gòu)形狀？如何組合連接的？ 讓他們思考能不能再加以改進(jìn)？如何改進(jìn)
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
12
課堂小結(jié)
相片架的設(shè)計(jì)最側(cè)重的是功能、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在一個(gè)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，側(cè)重考慮哪些主要因素，必須在全面考慮的基礎(chǔ)上才能確定。
<<簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例>>教學(xué)過(guò)程
13
布置作業(yè)
通過(guò)這節(jié)課設(shè)計(jì)的方案，讓學(xué)生回去后準(zhǔn)備所需要的材料，利用課余時(shí)間進(jìn)行制作，下節(jié)課把作品帶到班級(jí)，然后再進(jìn)行評(píng)定！

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