資源簡介

(共23張PPT)
簡單結構的設計案例
一、知識與技能目標：
理解并鞏固結構的涵義、結構與力之間的關系。
能熟練分析一個簡單結構應考慮的主要因素。
能夠對紙結構進行合理的結構分析，并設計一個簡單紙結構。
能制作一個簡單紙結構模型。
二、過程與方法目標：
設計過程中，能充分認識不同紙結構承重性能的差異。
在制作過程中，能夠對影響紙結構的各個因素進行合理的分析與恰當的修正。
能制作承重性較好的紙結構，體驗發現問題、解決問題的過程。
三、情感態度和價值觀目標：
形成和保持學生了解結構，研究結構的興趣與熱情。
體驗解決問題過程的艱辛和獲得成功的喜悅。
認識技術的創造性特征，培養勇于創造的個性。
四、教學重點、難點
教學重點：完成簡單紙結構的設計，選擇合適的紙結構形狀和連接方式搭建紙結構模型。
教學難點：選擇合適的紙結構和連接方式搭建紙橋結構模型。
五、教材分析及處理
教材分析：
本節課是第一單元《結構與設計》第三節《簡單結構的設計》，這節內容有兩個方面要求：
一、能夠對所做的結構進行簡單分析，熟悉設計一個簡單結構所應考慮的主要因素；
二、進行一個簡單結構的設計，繪制設計圖并制作模型或原型。
分析教材本單元的前后章節——《常見結構的認識》、《穩固結構的探析》，這些章節中涉及到結構與力、結構的類型、結構的穩定性、結構的強度等知識點與本節課有很強的延續性，因此本節課重點應放在如何在設計簡單結構的過程中，結合這些知識點，讓學生發揮自己的創造力，設計出既符合要求又各具特點的簡單結構。
處理對策：
簡單結構的設計，關鍵在于這個簡單結構——“載體”的選擇。按照教材上的要求選擇簡易相框的制作，在實際教學中很難吸引學生的興趣。所以必須另選一個新的“載體”來制作簡單結構，才能充分調動學生積極性和主動性，培養他們對結構設計的興趣。因為是結構設計，所以我很自然就會考慮到結構的承重，考慮到成本和制作的難易程度，我決定選擇紙材料，設計能承受一定重量的紙結構，放棄木塊等其他材料的結構制作。紙張本身很柔弱，但是用紙張做出來的紙結構卻能承載一定的重量，這充分說明了結構設計之功效，而且也能體現結構與力的關系。
六、教學程序設計
1.課程引入：用圖片介紹事例
日籍建筑師阪茂(Shigeru Ban)使用硬紙筒在法國南部的加爾東河一段寬度約10米的河段上上建了一座紙橋，距離聯合國世界遺產古羅馬嘉德水道橋只有半英里。紙橋重7.5噸，可以允許20個人同時在橋上走動。
老師提問：
1.平常你所了解紙張的特性是什么？（柔弱）
2.為什么柔弱的紙張搭成的紙椅、紙橋能承受這么重的重量？(由學生回答中引出)因為紙椅、紙橋的結構，設計師設計的獨特的結構能承受這樣的重量。
3.我們如何來設計能承受一定重量的紙結構？
2.理論探究
老師：在日常生活中，紙張的拉力表現的非常驚人。用紙張的的一端掛上重物（可用兩塊磁鐵吸引夾住紙張），拉住紙張的另一端可以輕松將重物提起。而同時，紙張的抗壓能力相對來說表現的極為特殊。將一張紙立在桌子上是很困難的，但是把它折一下，或者卷成圓形，不但能立起來，而且還能在上面壓一小塊重物，也就是說，通過折邊或卷成圓弧形可以提高紙張的抗壓能力，由此，可得出結論選擇一個合理的截面形狀對于整個紙結構有著舉足輕重的作用。同時合理的截面形狀是構成整個紙結構構件的關鍵。
3．拓展思維
老師：了解了紙結構的形狀和組合連接，有一個問題擺在我們面前：紙橋構件的形狀和組合連接，如何合理搭配，才能盡可能滿足我們紙橋設計的要求，提高紙橋結構的承載比？
（請學生按照設計要求設計紙板結構模型，畫出設計草圖）
4．實踐活動
老師：我們探討了紙張的特性，簡單分析了紙結構的形狀和組合連接，也自己設計了紙板結構模型。下面讓我們自己來制作一下簡單的普通紙板結構模型。
同桌兩同學為一小組，以小組為單位開始制作
學生動手制作，老師在旁邊進行觀察指導
5．學生反思
選擇幾個小組的作品進行簡單評述：
讓學生根據情況對自己作品進行深入思考，看看同學設計制作的簡單紙橋模型，他們采用的主要是什么結構形狀？如何組合連接的？能不能再加以改進？如何改進 各組同學之間可以適當交流經驗，取長補短。
6．測試評價
挑選幾組學生的作品進行承重破壞性測試——在紙板的中央，依次放上沙盒，直到紙板結構發生形變破壞，記下相應砝碼重量。
7．教師指導
老師與學生綜合評價：哪個小組的簡單紙橋結構承重性能最強。（為什么最強？）
引導學生思考：這個小組選擇的是怎樣的構件形狀？構件的連接如何？怎么搭配的？
學生作品展示
8．教師總結
七、教學反思
這節課選擇了學生比較感興趣的“載體”，所以學生參與程度和熱情相當高，教學重點和難點掌握得也比較扎實。然而，實際制作中，還有很多不足，總結一下有這樣幾點：
1．學生掌握的結構設計思想與方法與動手實踐能力總有差異。盡管設計的方案很好，實際制作的時候很難把設計的意圖貫穿到紙橋制作過程中去。
2．學生動手過程中，但是制作的工藝水準普遍不是很高，直接影響了整個紙結構的強度。
3．給予學生思考的時間還是短了很多，學生在課堂上面能體現出的好的結構設計并不多，需要課后深入思考后才能有更好的作品制作出來。
4．緣于老師自身的技術水平，不可能對每個學生提出的問題做出最準確的指導。很多學生提出的問題只能依靠自身摸索，最后得到的結果也未必是最好的解決方案。
謝謝！

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