【正文】 《無處不在的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo)分析 （一）了解結(jié)構(gòu)的含義。 （二）能從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念。 （三）通過學(xué)習(xí)椅面、簡(jiǎn)易橋梁的受力分析案例 ,分析結(jié)構(gòu)是如何承受力的。展示一些采用架、梁、拱結(jié)構(gòu)的建筑物的圖片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和興趣。 二、教學(xué)內(nèi)容分析 本課時(shí)是《技術(shù)與設(shè)計(jì) 2》第一單元“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”的第一節(jié)“無處不在的結(jié)構(gòu)”的第一課時(shí)。世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。本課時(shí)要通過放映蜂窩、蜘蛛網(wǎng)、大樹、動(dòng)物的身體與器官等結(jié)構(gòu)圖。通過對(duì)自然界中 形形色色的結(jié)構(gòu)的分析和研究 ,使學(xué)生明白“結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學(xué)生知道為什么要學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”，自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)給了人們無限的創(chuàng)造靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域 , 是為了更好地服務(wù)于人類。本課時(shí)還要講解構(gòu)件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力，講解應(yīng)力概念。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí) ,內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變 , 產(chǎn)生一種抵抗的力 ,稱為內(nèi)力。應(yīng)力從認(rèn)識(shí)常見的結(jié)構(gòu)開始 ,通過學(xué)生熟悉的事例 ,展開技術(shù)視野中的力與結(jié)構(gòu)討論 , 通過有趣的小試驗(yàn) , 強(qiáng) 化對(duì)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的理解。 教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)概念 教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)力概念 三、教學(xué)媒體、資源的運(yùn)用 紙板承受壓力試驗(yàn)需要廢舊紙盒的紙板和給紙板加壓的重物 ,由于是第一個(gè)課時(shí)，不要求學(xué)生準(zhǔn)備材料，教師應(yīng)提供足夠的材料。 四、學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)分析 學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的了解。對(duì)結(jié)構(gòu)的功能和分類也有一定的基礎(chǔ)。另外，學(xué)生在物理課中已學(xué)習(xí)了有關(guān)力學(xué)的知識(shí)，對(duì)物體的受力分析有比較好的基礎(chǔ)。但是由于受力分析是物理課教學(xué)中的難點(diǎn)，多數(shù)學(xué)生在受力分析中還是有困難的，所以在教學(xué)中還要利用模型演示形變的情況，分析說明拉力、壓力 、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力等。 五、教學(xué)策略 從認(rèn)識(shí)常見的結(jié)構(gòu)開始 ,通過學(xué)生熟悉的事例 ,展開技術(shù)視野中的力與結(jié)構(gòu)討論 , 通過有趣的小試驗(yàn) , 強(qiáng)化對(duì)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的理解。 （一）教法： 在教學(xué)過程中，采用講授法、閱讀法、案例分析法和提問法，讓學(xué)生共同討論、分析、交流互動(dòng)等教學(xué)形式交叉和滲透靈活運(yùn)用，并始終貫穿于整個(gè)課堂教學(xué)當(dāng)中。本課時(shí)要求學(xué)生親歷紙板承受壓力試驗(yàn)并運(yùn)用多媒體教學(xué)設(shè)備，將與教學(xué)相關(guān)的圖片展示給學(xué)生，都是為了讓學(xué)生盡快獲得感性認(rèn)識(shí)，并上升到理性認(rèn)識(shí)。 （二）學(xué)法： 鼓勵(lì)學(xué)生自 主探究和合作交流，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié)，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。引導(dǎo)學(xué)生從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)的概念并注意基本受力形式與物理學(xué)中力的區(qū)別和聯(lián)系。 六、教學(xué)過程： （一）通用技術(shù)必修 2學(xué)習(xí)介紹： 通用技術(shù)必修 2是一門什么課程？ 同學(xué)們，我們生活在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的時(shí)代。我國(guó)載人航天成功 , 實(shí)現(xiàn)千年邀游太空夢(mèng) 。 長(zhǎng)江三峽順利截流發(fā)電 , 高峽出平湖 。 水稻育種結(jié)碩果 , 世界領(lǐng)先??我們今天努力學(xué)習(xí)技術(shù) , 是為了明天把我們的國(guó)家建設(shè)得更加美好。 我們將要學(xué)習(xí)的 通用技術(shù)必修 2, 應(yīng)用廣泛 , 具有寬廣的遷移價(jià)值?！凹夹g(shù)與設(shè)計(jì) 2”中的“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”“流程與設(shè)計(jì)”“系統(tǒng)與設(shè)計(jì)”“控制與設(shè)計(jì)”等四個(gè)主題都是具體的、通用的技術(shù) , 它們具有典型意義 , 并與技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)這些技術(shù)與設(shè)計(jì)的基本思想和基本方法 , 將使我們終身受益。同時(shí)也將使我們適應(yīng)新世紀(jì)的科技發(fā)展、知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要 ,成為有用的人才。 學(xué)習(xí)通用技術(shù)必修 2課程要注意的幾點(diǎn)： （ 1） 圍繞教材內(nèi)容 ,以技術(shù)設(shè)計(jì)為主線索 ,認(rèn)真鉆研各主題的技術(shù)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)。充分調(diào)動(dòng)自己的感知、思維、想 像 , 進(jìn)行調(diào)查研究、批判性思考、 創(chuàng)新性想像 ,努力提高技術(shù)理論素養(yǎng) ,增強(qiáng)各種思維能力。 （ 2） 參照教材中的案例 ,觸類旁通 , 舉一反三。密切聯(lián)系實(shí)際 , 挖掘技術(shù)實(shí)例 , 既動(dòng)腦又動(dòng)手 , 做好剖析、試驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)制作、交流、評(píng)價(jià)各環(huán)節(jié) , 努力提高技術(shù)實(shí)踐素養(yǎng) , 培養(yǎng)動(dòng)手解決技術(shù)問題的能力和技術(shù)應(yīng)用能力。 （ 3） 發(fā)揚(yáng)在老師引導(dǎo)下的團(tuán)隊(duì)合作精神 , 把學(xué)習(xí)技術(shù)課程的過程 , 變?yōu)橐粋€(gè)創(chuàng)新的過程。在學(xué)習(xí)過程中要以多種視角、多種思路、多種方法 , 去探究一個(gè)個(gè)技術(shù)問題 , 完成一項(xiàng)項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù) , 努力造就我們的創(chuàng)造品 質(zhì) , 提高我們的創(chuàng)新能力。 4 學(xué)習(xí)技術(shù)課程 , 尤其是“技術(shù)與設(shè)計(jì)” ,會(huì)遇到困難 , 會(huì)感到辛苦 , 我們要以堅(jiān)強(qiáng)的意志力 , 鼓起戰(zhàn)勝困難繼續(xù)前進(jìn)的勇氣 , 努力增強(qiáng)我們的耐挫力 , 磨煉我們的意志品質(zhì)。 同學(xué)們 ,努力吧 ! （二）案例引入 （板書）【第一單元 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)】 放映蜂窩、蜘蛛網(wǎng)、大樹、動(dòng)物的身體與器官等結(jié)構(gòu)圖。 （板書）【一、無處不在的結(jié)構(gòu)】 世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu) ,結(jié)構(gòu)多種多樣且決定著事物存在的性質(zhì)。 引導(dǎo)學(xué)生觀察結(jié)構(gòu)圖。 引導(dǎo)學(xué)生分析蜂窩的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu) 點(diǎn)在哪里？ 讓學(xué)生歸納結(jié)構(gòu)概念： 結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。 讓學(xué)生閱讀案例： 蒼耳子與尼龍搭扣 。 鳥與飛機(jī) 。 鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)。 讓學(xué)生思考：為什么要研究結(jié)構(gòu)？ （三）思考與分析： 啟發(fā)學(xué)生回答：通過對(duì)自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)的分析和研究 , 給了人們無限的創(chuàng)造靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域 , 更好地服務(wù)于人類。 討論以上三個(gè)案例，重點(diǎn)討論“鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)”。 鷹可以在幾千米的高空準(zhǔn)確無誤地辨別地面上的動(dòng)物 ,這是因 為它的眼部結(jié) 構(gòu)比較特殊。人類每只眼睛的視網(wǎng)膜上都有一個(gè)凹槽 ,叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個(gè) , 這兩個(gè)中央凹的作用不同 , 其中一個(gè)專門用于接收來自鷹頭側(cè)面物體的像 , 另一個(gè)用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣 ,老鷹的視覺范圍就寬多了 ,能兼顧前方和側(cè)面。根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu) ,人們正在研制“ 鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)。這種導(dǎo)彈系統(tǒng)能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)并跟蹤攻擊。 進(jìn)一步拓展： 除了根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu) ,人們正在研制“ 鷹眼”導(dǎo)彈系統(tǒng)以外，你還受到哪些啟發(fā)？ 如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個(gè)凹槽，世界將會(huì)如何變化 ？ 將來運(yùn)用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜造出兩個(gè)凹槽 ,有這種可能嗎？ 看來我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒?dòng)物 ,不能象鳥一樣在空中自由飛翔 ,不能象魚一樣在水中歡快游蕩 ,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動(dòng)物界的統(tǒng)治者呢 ? 啟發(fā)學(xué)生回答：憑大腦 ,憑學(xué)習(xí) ,人類把幾千年知識(shí)在幾年十幾年中繼承過來并在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，現(xiàn)在進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人類知識(shí)總量幾年就要翻一番。 教育學(xué)生：人與人之間有競(jìng)爭(zhēng) ,而且可能很激烈，能否立于不敗之地 ,在于不斷學(xué)習(xí)。 生產(chǎn)生活中還有哪些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是受到自然界事物結(jié)構(gòu)的啟 發(fā)而產(chǎn)生的？ 羊毛衣，潛水艇??。 讓學(xué)生閱讀案例：魁北克大橋的坍塌。 大橋坍塌的原因是什么？ 擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。 在社會(huì)領(lǐng)域 ,也普遍存在著結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。 一篇文章的內(nèi)容結(jié)構(gòu)影響文章的表達(dá)與質(zhì)量 , 一家企業(yè)的人員結(jié)構(gòu)關(guān)乎企業(yè)的運(yùn)行與效率。 請(qǐng)分別列舉自然界、技術(shù)領(lǐng)域、社會(huì)領(lǐng)域給你印象較深的有關(guān)結(jié)構(gòu)的事例？ （四）學(xué)習(xí)“ 2 結(jié)構(gòu)與力” （板書）【 2 結(jié)構(gòu)與力】 從力學(xué)角度來說 , 結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài) , 它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 分析一塊豆腐的受 力情況，講解應(yīng)力概念。 當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到外力作用時(shí) ,內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用會(huì)發(fā)生改變 , 產(chǎn)生一種抵抗的力 , 稱為內(nèi)力。應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí) , 結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。用公式表示應(yīng)力為σ =F/s, 其中 ,F 是內(nèi)力 ,S 是受力面積 , σ是應(yīng)力。 講解構(gòu)件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉(zhuǎn)力和彎曲力。 案例分析：人坐在椅子上 , 椅面受到的力；行人和車輛通行的橋面受到的力。 指導(dǎo)學(xué)生概括五種基本受力形式： 學(xué)習(xí)椅面、簡(jiǎn)易橋梁的受力分析案例 ,分析結(jié)構(gòu)是如何承受力的。 展示一些采用架、梁、拱結(jié)構(gòu)的建筑物的圖片。 （五）指導(dǎo)學(xué)生做“紙板承受壓力試驗(yàn)”： 比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。 試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)過程（略） 回答問題： 1．哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng) ? 2．舉例說明這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義。 拉力 物體所承受的拉拽力 壓力 擠壓物體的力 剪切力 兩個(gè)距離很近 ,大小相等 ,方向相反 ,且作用于同一物體上的平行力 扭轉(zhuǎn)力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力 彎曲力 作用于物體 ,使它產(chǎn)生彎曲的力 3．如果把紙板折成瓦楞狀 ,試驗(yàn)結(jié)果會(huì)發(fā)生什么變化 ? （六）探究：觀察右圖 ,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。 進(jìn)一步挖掘：石磨在推動(dòng)過程中，繩子在空間的軌跡是一個(gè)什么圖形？ （七）課后作業(yè)： p011 練習(xí) 2題 七、教學(xué)反思： 我反思本課時(shí)的閃光點(diǎn)主要有三點(diǎn)： （一）對(duì)教材進(jìn)行了挖掘。顧建軍主編的江蘇教育版的教材精選了一些很好的案例?！苞椦叟c導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)”就是其中之一，很值得深挖。我讓學(xué)生自學(xué)了這個(gè)案例之后 ,并不是要學(xué)生回答案例中的相關(guān)知識(shí)就完事。而是要學(xué)生討論并回答三個(gè)問題 :一是為 什么要研究鷹眼的結(jié)構(gòu)？這個(gè)問題較易回答 ,通過對(duì)鷹眼結(jié)構(gòu)的分析研究把成果運(yùn)用到技術(shù)領(lǐng)域，開發(fā)出新的產(chǎn)品 ,如導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng) ,更好地為人類服務(wù)。第二個(gè)問題是如果在人類的視網(wǎng)膜上象鷹一樣有兩個(gè)凹槽，世界將會(huì)如何變化。問題一提出 ,教室里非常安靜，隨后課堂氣氛開始活躍，同學(xué)們議論紛紛，幾個(gè)同學(xué)迫不及待地回答： “人會(huì)具有老鷹的辨別力”。 “人會(huì)變成‘超人’”。 “會(huì)出現(xiàn)新的犯罪”。 ??。 第三個(gè)問題是：將來運(yùn)用技術(shù)手段在人的視網(wǎng)膜上造出兩個(gè)凹槽 ,有這種可能嗎？課堂氣氛進(jìn)一步活躍，又是幾個(gè)同學(xué)搶著發(fā)言 : “有這種可能，現(xiàn)在我們能夠破譯人的遺傳密碼”。 “可以通過把老鷹的基因移植到人體上來 ,使人類視網(wǎng)膜具有兩個(gè)凹槽”。 ??。 課上到這里我仍然繼續(xù)發(fā)揮 :“看來我們?nèi)祟惡枚嗟胤讲蝗鐒?dòng)物 ,不能象鳥一樣在空中自由飛翔 ,不能象魚一樣在水中歡快游蕩 ,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成為動(dòng)物界的統(tǒng)治者呢 ?學(xué)生回答 ,憑大腦 ,憑學(xué)習(xí) ,人類把幾千年知識(shí)在幾年十幾年中繼承過來并在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，現(xiàn)在進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人類知識(shí)總量幾年就要翻一番。然后乘機(jī)教育學(xué)生，人與人之間有競(jìng)爭(zhēng) ,而且可能很激 烈，能否立于不敗之地 ,在于不斷學(xué)習(xí)。 （二）對(duì)教材進(jìn)行了拓寬。高一學(xué)生已對(duì)物體受力分析有了較好的基礎(chǔ) ,我出了一道這樣的題 ,當(dāng)在一個(gè)水平桌面上的 A 物體上面加上一個(gè) B物體時(shí) ,A 物體所受的合外力與未加 B 物體前一樣仍然是零 ,從所受的合外力來看似乎與它上面不加 B物體是一樣的。這時(shí)我提出問題 ,對(duì)于 A物體來說 ,上面加了 B 物體 ,難道真的對(duì)它沒有影響嗎？學(xué)生回答有影響 ,然后我再問 ,會(huì)影響到 A 物體的什么 ,引導(dǎo)學(xué)生回答出“架構(gòu)形態(tài)”。如果 A 物體是塊豆腐 ,上面的物體又很重 ,那么它原來的架構(gòu)形態(tài)將不復(fù)存在。在這里 ,我通過對(duì)教材進(jìn) 行了拓寬讓學(xué)生較好地理解了架構(gòu)形態(tài)。同時(shí)進(jìn)一步指出 ,物理學(xué)與通用技術(shù)研究力的角度不同 ,物理學(xué)往往研究外力 ,把物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn) ,哪怕是地球 ,在研究它繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,仍把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。而技術(shù)學(xué)則關(guān)注一個(gè)物體內(nèi)部受力情況。 （三）培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。在探究石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來時(shí)，我進(jìn)一步提問，石磨在推動(dòng)過程中，繩子在空間的軌跡是一個(gè)什么圖形？啟發(fā)學(xué)生回答出“圓錐形”，有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)空間想象能力。 不足的是在小試驗(yàn)中給紙板加壓的重物不規(guī)范 ,也未對(duì)重物的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)盡快建立試驗(yàn)室，購足試驗(yàn)儀 器，為教師教學(xué)提供方便。 八、案例點(diǎn)評(píng)： 拓寬深挖法就是通過適當(dāng)?shù)闹v授，拓展教材的廣度，挖掘教材的深度。徐老師這節(jié)課除拓展教材的寬度外，還挖掘了教材的深度。徐老師通過分析一塊豆腐的受力情況，講解“架構(gòu)形態(tài)”和應(yīng)力概念，對(duì)教材進(jìn)行了拓寬。通過“鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)”的案例分析，對(duì)教材進(jìn)行了深挖。通過探究石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來，啟發(fā)學(xué)生回答石磨在推動(dòng)過程中，繩子在空間的軌跡是一個(gè)“圓錐形”，有意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)空間想象能力。從以上生動(dòng)的例子可以看出，通用技術(shù)教師教學(xué)的創(chuàng)造性首先體現(xiàn)在對(duì)教材的處理 上。教材往往把知識(shí)以定論的形式直接呈現(xiàn)在學(xué)生的面前 ,學(xué)生看到的是思維的結(jié)果 ,看不到思維活動(dòng)的過程。具有創(chuàng)造性的教師應(yīng)該使課本上的知識(shí)“活”起來。導(dǎo)演對(duì)劇本的處理是一種再創(chuàng)造 ,與此同理 ,教師并不是教材和參考書的 “留聲機(jī)” ,而是要針對(duì)學(xué)生的心理特點(diǎn)和已有知識(shí) ,對(duì)教材進(jìn)行科學(xué)和藝術(shù)的處理 ,從而形成可以操作的