第1单元 结构与设计
1.3 简单结构的设计
（姓名：蒋建波 学校：长安一中 邮编：710100）
【教材版本】
通用技术必修2《技术与设计2》（江苏教育出版社）
【设计理念】
在明晰结构设计应考虑的主要因素的前提下 , 让学生通过分组讨论制作简易相片架的结构设计，制定本组制作方案。然后各小组成员在制作过程中互相配合共同探索，完成简易相片架的设计和制作。让学生在“做中学”，培养学生的协作精神和探索究能力。
【教材分析】
1.知识结构分析：
简单结构的设计是结构设计的基础，也是技术设计的基础。这一节内容是在学生明晰了结构设计应考虑的主要因素的前提下，以简易相片架结构的多方案设计为案例，使学生进一步熟悉结构设计中应考虑的主要因素，让学生学习如何进行结构设计，并能运用所学的有关结构的基本知识进行多方案的结构设计，加强学生对结构设计方法的体验。
课时安排：3课时。（第一课时：基础知识讲授；第二课时：案例分析及设计；第三课时：制作及评价。）
2.知识发生发展过程分析：
在介绍了结构设计应考虑的主要因素后通过案例将理论知识和实际应用结合起来让学生经历完整的设计过程，有利于学生对知识的理解与掌握。使学生从理论到实践，再上升到理论的一个认识结构设计的反复过程。
3.知识学习意义分析：
通过简易相片架设计和制作，让学生亲历结构设计的过程，把握结构设计应考虑的主要因素。
【学情分析】
1.原有认知发展分析：
结构无处不在，但结构设计往往涉及较复杂的数学、科学的知识和原理，而学生初次接触结构设计，再加上知识有限，只能进行较简单的结构设计。
2.原有知识结构分析：
学生对结构有了一定的了解，对结构的功能和分类、结构的稳定性也具有了一定的基础，为本节课简单相片架的设计制作奠定了基础。
3.非认知因素分析：
学生对结构有了一定的了解，对结构的功能和分类、结构的稳定性也具有了一定的基础，对简易相片架的设计充满了兴趣和设想，在教师的指导下结合生活中的经验会设计出较满意的作品。
第一课时
【教学目标】
1.知识与技能：
熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素，并能够在自己的设计中得到应用。
2.过程与方法：
学生通过对生活中居家装饰的设计、汽车安全气囊设计、汽车外形设计、儿童自行车设计的分析和探究，和通过对广告牌抗风问题的探讨，学习和巩固设计一个简单结构应考虑的主要因素，及结构设计的一般思想和方法。
3.情感、态度与价值观：
养成积极、负责、安全地使用技术的学习习惯，形成和保持对技术的兴趣和学习愿望。
【重点难点】
1.教学重点：
结构设计应考虑的主要因素。
2.教学难点：
结构设计分析。
【教学资源】
本节课的教学在通用技术专用教室完成。通过幻灯片呈现诸多的图片、案例、实物，加深学生对本节课知识的掌握。
【教学方法】
讲授法、讨论法、探究法。
【教学思路】
1.导课。通过鲜丽的图片吸引学生，引出课题。
2.提问：如果没有结构设计我们的周围会是什么样的？让学生讨论回答。通过学生热烈的讨论、思考，深刻认识到学习结构设计的重要性，激发学生的学习兴趣。
3.以身边生活中的事例引出，在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素进行设计。过渡到：结构设计的目标及要求。
4.学生通过回顾、思考、回答过渡到结构设计应考虑的主要因素，这样的安排加深了知识的记忆和巩固。
【教学过程】
教师活动
学生活动
设计意图
备注
导课（设问、放映图片）
问：我们日常生活当中会经常说到设计，比如我们的服装设计，发型的设计等等。那么设计要考虑哪些因素呢？
那么结构设计应考虑哪些因素呢？
引入课题：
第一单元 结构与设计
第三节 简单结构的设计
观看幻灯片图片、思考并讨论回答。
要考虑的因素很多，归纳起来，这些因素分别归属于产品本身（物）、使用者（人）、使用环境（环境）三个方面。
通过鲜丽的图片吸引学生，引出课题。
3分钟
提问、总结。
如果没有结构设计我们的周围会是什么样的？
（一）结构设计的重要性。
结构设计对于我们的日常生活、对于各种各样的生产活动都非常重要。日常生活中, 没有丰富的结构设计, 产品将会造型单一、功能单调, 那些大型建筑物、交通运输工具等更是无法产生； 生产活动中, 产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等, 都离不开结构的设计和研究。
讲解。
1）装修房屋是为了使居住者更舒适，但有的人却为了美观而损坏承重柱或承重墙，那么居室在变的豪华气派的同时，很可能留下了安全隐患。
2）汽车的安全气囊，假如达不到要求，就会导致意外事故的发生。
3）汽车的外形设计，如果为了美观而影响了行驶速度和安全，也是不可能采用的。
因此，在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素进行设计。
讨论发言。
听讲，思考。
通过学生热烈的讨论、思考，深刻认识到学习结构设计的重要性，激发学生的学习兴趣。
以身边生活中的事例引出，在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素进行设计。过渡到：结构设计的目标及要。求。
8分钟
（二）结构设计的目标及要求：
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使用者的基本需要。
幻灯片展示儿童自行车的结构设计的目标及要求填空题。
例如, 儿童自行车的结构设计：
设计目标:________代步锻炼儿童的手脚协调能力
设计规范:_________满足童车结构设计的国家标准和规范要求。
使用者的基本需要: _________________链轮、链条、车把、车闸有一定的要求。
投影025页马上行动。
列出你所知道或听说过的关于结构设计类的国家标准或规范。
生活中：___________
《住宅建筑设计规划》《民用建筑隔声设计规范》《住宅居室容积卫生标准》《中小学校建筑设计规范》《室外给水设计规范》《室外排水设计规范》
工农业生产中：_________
《建筑设计防火规范》《钢结构设计规范》《砖石结构设计规范》《木结构设计规范》《气调冷藏库设计规范》《室外装配冷库设计规范》《建筑抗震设计规范》
思考并填空。
儿童自行车的结构设计，首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标, 同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求, 如自行车的链轮、链条、车把、车闸有一定的要求，否则设计应视为不合格。
完成。
让学生深刻理解结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使用者的基本需要。
引导学生，关心生产生活，做生活有心人。
10分钟
设问、总结并投影展示结构设计的主要因素。
教师提问：
我们在设计1中学习了便携式小凳的制作和中学生学习用台灯的设计，现在如果让你对便携式小凳、和中学生学习用台灯的结构进行设计，你会考虑哪些主要因素呢？
（三）结构设计应考虑的主要因素：
符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求, 安全因素, 公众和使用者的审美需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。
在工程的结构设计中, 应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度, 使结构在规定的条件下和规定的使用期限内, 能实现一定的功能的同时, 还要考虑经济因素, 如做到用料省、成本低等, 也就是说, 力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。例如：装修居室是为了使居住着更舒适，但如果为了美观而损坏承重柱或强，那么居室在变得豪华气派的同时，很可能留下安全隐患问题。
不同的结构设计, 应考虑的因素各有侧重, 但无论在哪一类用途的结构设计中, 安全都是至关重要的因素。
完成案例分析“户外广告牌结构设计中的抗风问题”和马上行动。
提问并展示陕北窑洞和侗族风雨桥图片。
思考：
在结构设计时，是否还有其他需要考虑的因素?
在结构设计中还有一些需要考虑的因素, 如材料、民俗文化、地域特点等。
回答。
思考，填空。
学生思考回答。
学生通过回顾、思考、回答过渡到结构设计应考虑的主要因素，这样的安排加深了知识的记忆和巩固。
巩固结构设计应考虑的主要因素——安全，并进行简单的结构设计。
让学生时刻知道学习不能只局限课本。
17分钟
小结：
（一）结构设计的重要性。
（二）结构设计的目标及要求。
（三）结构设计应考虑的主要因素。
思考、回顾、巩固。
思考、回顾、巩固。
2分钟
第二课时
【教学目标】
1.知识与技能：
通过简易相片架的设计案例, 能对简单对象进行结构设计, 并绘制设计图纸, 做出模型或原型。
2.过程与方法：
学生通过“做中学”，以自己的亲历情境，亲手操作，亲身体验为基础，学会发现问题、提出问题、分析问题，并将所学知识应用于实际问题的解决。
3.情感、态度与价值观：
体验结构设计的乐趣，养成富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质及良好的合作交流态度。
【重点难点】
1.教学重点：
对简易相片架结构设计案例分析。
2.教学难点：
对简易相片架进行结构设计，并绘制设计图样，做出模型或原型。
【教学资源】
本节课的教学在通用技术专用教室完成。通过幻灯片呈现诸多的图片、案例、实物，加深学生对本节课知识的掌握；通过实物展台呈现部分优秀图片对部分同学提供设计灵感。
【教学方法】
讲授法、小组研讨法。
【教学思路】
1.导课。用一张相片就是一个故事，为了保存这些美好的瞬间，今天让我们一起制作相片架，初步体验简单结构的设计，以简单相片架为例来学习简单结构的设计过程与方法。引出本节主题。
2.简单结构的设计案例分析，为马上要进行的简易相片架的结构设计做好知识铺垫。
3.组织学生完成简易相片架的设计。
【教学过程】
教师活动
学生活动
设计意图
备注
导入新课：
一张相片就是一个故事。为了保存这些美好的瞬间，今天让我们一起制作相片架，初步体验简单结构的设计，以简单相片架为例来学习简单结构的设计过程与方法。
听讲。
吸引学生导入新课。
1分钟
（四）简单结构的设计案例
让学生思考并回答两个问题。
①设计分析的引入采用25页图示，复习主要因素。
②提出问题：相片架设计应考虑的主要因素有哪些？
强调：要用人文的眼光看待设计，设计是为了满足人的需要的，设计是与实际生活相联系的。
完成马上行动。
从造型、材料、稳定性和强度等方面 , 比较上述案例中三个设计方案中相片架的结构的特点,并构思其它设计方案,列出方案要点。
组织学生完成简易相片架的设计。
1、根据所学知识为设计简易相片架作好准备。
（1）小组讨论制作简易相片架应考虑那些方面的因素并罗列出来。
（2）在相框和支架的设计上都要有创意，并画出草图，制作出模型或原型。
2、让学生设计简易相片架。
（1）要求：
a、水平要超过教科书中的三个方案，因为你是站在别人的肩膀上。在相框和支架的设计上都要有创意。
b、所用材料均为同学们生活中的废旧材料、或成本较低容易取得和容易加工的材料。（老师建议同学们使用：牙签、线头、用过的一次性杯子、考试用过的垫板、废旧圆珠笔芯和笔杆、饮料瓶子、眼镜盒、眼镜架、筷子、图片纸、双面胶、钉子、三合板、包装箱等）。
（2）目标激励：
a、最先设计出来的同学到黑板上画出方案并讲解方案的结构和设计思想。
b、有创意的设计作品将会保存到通用教室学生优秀作品展柜。 希望每组同学充分发挥自己的想象，做出不同方案。
3.显创意、展风采
各小组先用5分钟完善自己的设计并讨论一份说明书，介绍本小组的设计，然后参加“显创意、展风采”班级简单结构设计大赛，用3分钟左右时间介绍自己的设计，由评分员评分，最后根据分数选出一、二、三等奖，并颁发荣誉证书。
温馨提示：
相框设计主要从强度、安全、审美、个性、功能、创意、成本、功能等方面介绍。
评分标准：
项目
创新
工艺
稳固
实用
可行性
比重
30％
20％
20％
20％
10％
得分
总平
回答。
学生回答。
小组讨论分工设计。
巩固结构设计应考虑的主要因素；引导学生要用人文的眼光看待设计，设计是为了满足人的需要的，设计是与实际生活相联系的。为马上要进行的简易相片架的结构设计做好知识铺垫。
让学生掌握课本的三个方案，为自己下一步设计有所启迪、产生灵感。
通过根据所学知识为设计简易相片架作好准备，让学生有序的按照设计的步骤顺利完成作品设计。
通过制作相片架的基本要求，让学生设计出满足需要、符合客观条件、具有可行性的作品。
通过目标激励，激发学生的创作热情。
通过显创意、展风采让同学们形成良好的评价取向。
体验结构设计的乐趣，养成富于想象、敢于表现、勇于创新的个性品质及良好的合作交流态度。
35分钟
小结:略
2分钟
第三课时
【教学目标】
1.知识与技能：
熟悉结构设计的一般思想和方法，并能够在自己的设计中得到应用。
2.过程与方法：
通过各小组代表的作品展示及答辩，让学生在探讨和辩论中明确设计的目标和要求，掌握设计应考虑的主要因素。
3.情感、态度与价值观：
培养了学生应用技术原理解决实际问题的意识，养成了积极、负责、安全使用技术的学习习惯。树立学生的自信心，自豪感；培养学生通用技术课的学习兴趣。
【重点难点】
1.教学重点：
简易相片架结构设计的评价。
2.教学难点：
简易相片架结构设计的评价。
【教学资源】
本节课的教学在通用技术专用教室完成。用实物展台呈现学生的设计作品，直观，清楚。
【教学方法】
讨论法。
【教学思路】
1.导入新课：简易相片架的结构设计评价。
2.简易相片架的结构设计评价。
3.布置探究作业。
【教学过程】
教师活动
学生活动
设计意图
备注
导入新课：
上节课我们主要对简易相片架进行了结构设计，有的组的作品设计很不错。本节课我们进行简易相片架的结构设计评价：
准备展示。
激发学生的表现欲。
2分钟
（五）简易相片架的结构设计评价：
组织评价：
1.成立评价委员会，四名评委，一位计算成绩。（让同学们公推，该同学评价要公平、公正。）
2.向评委颁发聘书。
3.公布职责及评价细则：
1）运用所学知识公正的评价，并轮流对每组同学设计的作品进行点评。
2）统计评委统计出分数。
4.组织作品展示并答辩。
5.组织颁奖颁奖。
6.鼓励同学们将自己设计的作品在课余修改完成并上交。
评委就坐。
评委领取聘书。
评委分工、准备。
每小组派代表展示作品并答辩；评委评价、计算分数并轮流点评。
评委宣布获奖名单并颁奖。
获奖组别代表上台领奖。
听讲。
增加评委的荣誉感和责任感。
让评委和学生公正评价每一件作品，既是对知识的巩固又是对知识和技能的升华。培养了学生应用技术原理解决实际问题的意识，养成了积极、负责、安全使用技术的学习习惯。
树立学生的自信心，自豪感；培养学生通用技术课的学习兴趣。
树立学生的自信心，自豪感；培养学生通用技术课的学习兴趣。
34分钟
布置探究作业。
探究：在某些地震灾区, 居民采用“木板夹心”结构筑墙建房,这种由当地农民创造出的结构能经受地震的考验, 具有较好的抗震效果。请简要说明这种结构的特点,并根据所学的有关结构与设计的知识,对这种结构设计进行分析。
教师：同学们通过网络找到木板夹心墙的图片，再通过图片分析其结构，用学过的知识研究其抗震原因。
听讲并记录。
让学生通过探究，巩固知识，加强与社会生活的联系。
2分钟
小结：
对获奖作品及小组进行表扬，对未获奖作品小组成功之处进行表扬和鼓励。
听讲并思考。
鼓励学生、表扬学生，增加学生课的学习兴趣和热情，树立自信心。
1分钟
练习：
1.做在作业本上。
2、3题练习。
巩固知识。
1分钟
附：
1. 评价表：
班级：____________组别：_____作品名称：简易相片架的结构设计
组员：_____________________________________________________
项目
创新
工艺
稳固
实用
可行性
比重
30％
20％
20％
20％
10％
得分
总平
2. 统计表：
班级：____________ 作品名称：简易相片架的结构设计
序号
组别
组员
总分
名次
1
2
3
4
5
6
7
8
3.聘书：
聘 书
____同学：
在xx年高二级3班“通用技术”课堂实践活动中，你被聘为“简易相片架的结构设计”大赛评委。
高二级3班班委会
xx年 月 日
4.荣誉证书：
荣 誉 证
______同学：
在xx年高二级3班“通用技术”课堂实践活动中，你参与设计的作品“简易相片架的结构设计”，在大赛荣获_____等奖。
高二级3班班委会
xx年 月 日
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