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简单结构的设计参考教案


第三节
一、教学目标

简单结构的设计

通过教学,能使学生达到以下目标: 知识与技能 1. 熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。 2. 能对相片架进行结构设计,并绘制设计图纸,做出模型或原型。 3. 通过相片架的结构设计,进一步熟悉结构设计的方法、步骤等。 过程与方法 1. 通过设计个性相片架,经历将人们的需求和愿望确认为值得解决的技术 问题、并形成设计方案的过程,初步学会从技术的角度提出问题、解决问题,能 多角度提出解决问题的方案,发展创造性想象的能力。 2. 通过制作个性相片架和搭建相片架模型,经历技术方案实现的过程,初 步学会原型或模型的制作、装配、调试的方法,体验意念具体化和方案物化过程 中的复杂性和创造性,发展动手实践能力。 3. 通过设计制作相片架原型或模型的实践活动,经历技术设计中交流与评 价的过程,初步学会一些技术交流的方法,发展技术的表达和评价能力。 情感、态度、价值观 1. 通过设计制作相片架原型或模型,能够安全而又负责地参加技术活动, 具有良好的合作和交流的态度,养成严谨、负责、进取的良好品质。 2. 通过设计制作相片架模型或原型,认识技术的创造性特征,培养富于想 象、敢于表现个性、勇于创新的个性品质。 二、教学重难点 教学重点: 1. 熟悉结构设计应考虑的主要因素。 2. 熟悉结构设计的方法和步骤。 教学难点:

1. 确定结构设计方案。 2. 制作结构模型或原型。 三、教学分析 教学思路: 通过 “如果没有丰富的结构设计,我们的生活将会怎样?我们能离开结构设 计吗?”这个问题引发学生的讨论和思考,从而导入新课。 第一部分:通过播放有关结构设计的视频,引导学生讨论、思考和感受结构 设计的重要性。 第二部分:通过“儿童自行车设计”的案例分析,使学生理解结构设计的目 标及要求。 第三部分:通过“20 世纪十大技术失误”的案例分析,加深学生对结构设 计应考虑的主要因素的理解。 第四部分: 通过个性相片架的设计制作活动,使学生了解简单结构设计的过 程和方法,强化学生对知识的理解与整合,提高学生的动手实践能力。 最后,通过设计并搭建相片架模型,以及对课桌的设计,使学生对结构设计 的方法、步骤有进一步的了解。 四、教学案例 (一)新课导入(引入课题) 如果没有丰富的结构设计, 我们的生活将会怎样?我们能离开结构设计吗? (二)新课教学 第一部分:结构设计的重要性 播放有关结构设计的视频,结合视频提出问题:结构设计在我们的生活、生 产中有着怎样的意义? 结构设计对于我们的日常生活和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,也都离不开结构设计。

如何确定结构设计的目标和要求呢?

第二部分:结构设计的目标及要求 人们设计结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。 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。比如,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,否则设计应视为不合格。 在进行结构设计时, 必须明确设计的目标和要求,同时必须抓住主要因素开 展工作。 在结构设计中如何实现其目标及要求呢?

第三部分:结构设计应考虑的主要因素 结构设计应考虑的主要因素有:
功能 成本 结构设计 强度 ?? 美观 人的个性化需要 寿命

安全

稳定性

图 1.3-1

结构设计应考虑的主要因素

a. 符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求; b. 安全因素; c. 公众和使用者的审美需求; d. 使用者的个性化需要; e. 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。 案例分析:20 世纪十大技术失误 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。 讨论:你认为在相片架的结构设计中需要考虑哪些因素?

第四部分:简单结构的设计案例 现以个性相片架的设计为例,说明简单结构设计的过程与方法。 (通过活动, 使学生明确结构设计的目标,学会分析结构设计应考虑的主要 因素,熟悉结构设计的一般步骤,培养学生的探究欲望和创新能力。 ) 活动项目:个性相片架 活动目标: 熟悉设计个性相片架时需要考虑的主要因 素,进行个性相片架的结构设计,并制作模型。 活动步骤: 第一步:明确设计要求。 ● 能方便地取放相片。 ● 相框不易变形,支架不易松动;相框与支架连接 牢固。 ● 使用的材料要易于加工,并达到环保要求。 ● 具有一定的装饰性。 ● 能进行功能拓展。 ● 相框的长度、宽度、厚度的尺寸要求为 175mm× 125mm×10mm。
图 1.3-2 个性相片架

第二步:进行设计分析。

相片架的设计分析可分为三部分,功能设计分析、结构设计分析和外观设计 分析。 (1)功能设计分析

(2)结构设计分析 相框的结构设计 当我们取放相片时, 相框的构件需要承受一定的外力,所以在设计相框的结 构时,需要考虑: ● 相框的几何形状的选择,使相框不变形的措施。 ● 相框构件之间的连接。 ● 相框构件的截面形状。 支架的结构设计 支架的作用在于能支撑起相框并不易翻倒, 故在支架结构设计中, 需要考虑: ● 支架的支撑方式的选择,使支架不易翻倒的措施。 ● 支架构件的截面形状以及连接。 相框与支架之间的连接 根据不同的设计方案, 相框与支架间可以是铰链接或固定连接。在批量制造 中,还可采用不需要连接的塑料整体成型的结构。 (3)外观设计分析 分析放置相片架的环境及展示的相片内容,使相片架的设计与环境、相片内 容协调。 第三步:绘制设计草图。 第四步:确定设计方案。 设计方案见教材 P27。(除了教材中的方案,你还能想出什么方案?) 第五步:设计准备。 ● 合适的制作材料和连接材料,制作材料如木条、竹片、细竹竿、三合板、 刨花板、硬纸板、玻璃等,连接材料如小螺钉、小铁钉、小塑料片、玻璃胶等。

● 必备的工具,如卷尺、剪刀、刀、锉、锤等。 第六步:制作个性相片架。 第七步:设计的评价。 从强度、稳定性、实用性、美观度等方面对本组的作品进行评价。 (可以同时进行自评、 互评,在对设计方案评价的过程中还要注意对设计方 案进行优化,为以后的技术活动积累经验。) 记录分析: 强 度:

稳定性: 实用性: 美观度: 活动总结: (1)你认为设计相片架时都应考虑哪些主要因素? (2)试着概括结构设计的一般步骤。 (三)课堂小结 1. 结构设计的重要性。 2. 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。 3. 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。 (四)巩固活动设计 1. 设计并搭建相片架模型。 根据现有的相片架模型的零件,设计相片架的结构,绘 制设计草图,与同伴合作,搭建多种结构形式的相片架。 2. 观察下面两副图片可以发现,我们的课桌用来书写
图 1.3-3 相片架模型

的空间很有限,课桌对于有些同学来说高了,对于有些同学来说又矮了等等。根 据所学知识,对课桌进行结构设计。(要求:a.使用空间要充足;b.高低可以调 节)

图 1.3-4

学生课桌

(五)布置作业 1. 设计一个报纸架,从稳定性、强度、材料、使用方便及美观等角度综合 考虑。 2. 鞋架和衣帽架是常用的家庭物品。请你设计一个多功能架子(例如,既 能挂衣服,也可以放置鞋子),并选择适当的材料进行制作。(设计要求:具有 较好的稳定性和强度,外形美观,实用轻便。)


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