1.4.1 分析结构设计应考虑的主要因素 教案-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》
2023-10-27 21:46:20 学考宝 作者：佚名
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简单结构的设计
教材分析
本节课是技术与设计必修2第一单元《结构与设计》第四节《简单结构的设计》第一课时。本单元涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此，本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合这些知识点，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。
学科核心素养
技术意识：熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。
图样表达：能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计图纸,做出模型或原型。
工程思维：能对设计项目简易桌面书架进行功能测试、稳定性和强度的测试；培养学生积极思维、勇于创新的精神,学会关注生活中的细节，以带来更多的设计灵感和正确的构思结构方法。
学习对象分析
通过对《结构与设计》前三节内容的学习，高二年级的学生已认识结构，知道影响结构稳定性和强度的因素和结构和功能的关系。但是，学生难以形成系统的知识，缺乏对结构设计的思考和技术实践体验。在进行简单的结构设计中学生并不能很好地明确主要考虑的因素，而且不能有效的掌握各种产品所侧重的相关因素，把关于稳定和强度的知识运用到结构设计之中，并不一定能够设计出优秀的作品。
高二学生已具备一定的知识储备和动手能力，也具有强烈的创造热情和创造潜能。所以，课堂探究总结，动手实践可以培养学生积极思维、勇于创新的精神，可以培养合作探究的精神。
教学重点与难点分析
重点：能结合案例分析出结构设计应考虑的主要因素。
难点：1.能确定一个简单对象进行结构设计, 并绘制设计图，做出模型或原型。
2.理解结构设计要满足一定的设计规范；
教学策略分析
本节课以书架为载体，采取以小组合作探究的方式，让学生在有限的时间展开讨论, 利用所给有限的材料和工具，鼓励学生多方案解决问题, 然后对多种方案中进行筛选和设计草图。接着，安排15分钟的时间，让学生小组制作简易桌面书架模型或原型，学生制作好作品后，由学生总结结构设计应该考虑的基本因素。
教案资源准备
PVC板、美工刀、钢尺、502胶水、十字型螺丝刀、自攻螺丝等。
教学过程
一、情境导入
视频：书架创意设计
二、新课学习
（一）结构设计的目标及要求
探讨：书架在家居生活中的角色和作用。
小结1：
结构设计的目标：应以一种或几种功能的实现为基本目标；
自主探究：图书馆书架的设计
（1）用材标准：所用钢板均系国内优质钢板。冷轧钢板标准为GB710，热轧钢板标准为GB711。
（2）材质要求：档案书架所用钢板厚度：优质冷轧钢板;立柱：1.5mm;侧板、隔棒、顶板均为1.0mm优质冷轧钢板，搁板、挂板为1.2mm。制造公差：零件的未注公差尺寸的极限偏差按GB1704中IT13-14。
（3）所有连接部位采用高强度螺栓、螺帽连接。其实验方法和性能指标均应符合直列式书架行业标准DA/T7-92。
小结2：
结构设计的要求：应满足设计规范、满足使用者的基本需求。
马上行动：列举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：
工农业生产中：
（二）结构设计应考虑的主要因素
案例分析1：生活中常见的书架（图片）
探讨：结构设计应考虑的主要因素有哪些？
小结3：
结构设计应考虑的主要因素：
安全性，强度，稳定性，适用性，耐久性，成本……
知识拓展：结构设计应考虑的其它因素有哪些？
材料、加工工艺、功能性设计、人的个性化需求、美观……
体验活动：设计并制作一个简易桌面书架。
1.结构设计的整体分析：
问题：（1）设计简易的桌面书架，应侧重考虑哪些因素？
（2）设计简易的桌面书架应制定哪些具体要求？
2.结构设计的分解分析：
要使设计的简易桌面书架达到设计要求，应该采取哪些措施？
桌面书架的结构组成部分？
怎么提高桌面书架的稳定性？
如何增强桌面书架的强度？
设计方案
根据简易桌面书架的设计报告，完成简易桌面书架的结构设计草图与平面尺寸图。
4.模型制作所需材料与工具
PVC板、美工刀、钢尺、502胶水、十字型螺丝刀、自攻螺丝等。
5.设计与制作模型
设计项目：设计并制作一个简易桌面书架。
项目要求:
（1）能方便、快捷地实现书籍的放入与取出。
（2）具有一定的稳定性和强度，书架不易变形，支架不易松动，各部分的连接牢固。
（3）具有一定的装饰性。
（4）简易桌面书架的长度、宽度、高度的尺寸要求为300mm * 220mm* 200mm。
（5）结构简单，利用通用技术实践室的材料和基本工具、设备，分小组进行制作。
材料与工具：
PVC板、美工刀、钢尺、502胶水、十字型螺丝刀、自攻螺丝等。
模型制作，制作时间15分钟内完成。
着重强调：注意安全！
6.成果展示
由发言人简要介绍出本小组设计的模型并展示，每组2分钟。
展示与交流提示：
（1）模型和之前设计的方案差异度大吗？体现在哪里？（如模型是如何实现构件的连接的？与方案设计中体现的连接差异度大吗？为什么要作这样的调整？）
（2）它能实现相应要求吗？使用时结构稳吗？如何实现的，请演示。
（3）本组模型存在的问题有哪些？为什么会出现这样的情况？如何改进？
（4）该模型加工难点是什么？是如何突破的？
三、课堂小结
1.结构设计的目标以及要求
2.结构设计应该考虑的主要因素
四、课后作业
各学习小组思考本组方案在可行性、稳固性、功能实现、可靠性等方面都存在什么问题？请各组取长补短，课后对方案与模型进一步优化。
简易桌面书架的设计报告
设计项目：设计并制作一个简易桌面书架。
项目要求:
（1）能方便、快捷地实现书籍的放入与取出。
（2）具有一定的稳定性和强度，书架不易变形，支架不易松动，各部分的 连接牢固。
（3）具有一定的装饰性。
（4）简易桌面书架的长度、宽度、高度的尺寸要求为300mm * 220mm* 200mm。
（5）结构简单，利用通用技术实践室的材料和基本工具、设备，分小组进行制作。
材料与工具：
PVC板、美工刀、钢尺、502胶水、十字型螺丝刀、自攻螺丝等。
结构设计考虑的主要因素：
结构设计方案
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