常见结构的认识-教学设计

常见结构的认识

一、教学目标

1. 知识与技能目标

(1) 了解结构的含义，认识事物的结构是多种多样的，事物的结构决定着事物的存在

2. 过程与方法目标

(1) 通过对自然界、社会、技术三个领域的结构认识，培养学生的兴趣

(2) 培养学生行程用结构的框架来思考、认识问题的能力

3. 情感态度和价值观目标

(1) 形成学生对结构的了解，并养成研究结构的兴趣与热情。

(2) 体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。

(3) 认识技术的创造性特征，培养勇于创造的个性。

二、教学重点：了解结构的定义

三、教学难点：如何用结构的组成来分析具体的问题

四、教学方法：教授、任务驱动、小组合作。

五、设计思想

1. 教材分析

本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。

2. 设计理念

常见结构的认识，要从常见的事物中认识结构，就是广义结构的讲解，在着重介绍狭义中的结构——自然界中集中典型结构。在常见结构的讲解中，我选择了科罗拉多大峡谷，金字塔，双子塔，人体骨骼，垂柳，蝗虫，太阳系，原子结构这些学生常见的结构，从而引出结构的广义结构。

3. 教学策略设计

由于本节课的重点在第二课时，所以第一节的内容主要是介绍为主。通过大量的例子来使学生明白结构的含义。

（1）自然界中的常见结构如：科罗拉多大峡谷，金字塔，双子塔，人体骨骼，垂柳，蝗虫，太阳系，原子结构这些学生常见的结构，从而引出结构的广义结构

（2）为讲解“世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质”，我引入了碳的同素异形体钻石和石墨。

（3）讲解完广义的结构后，讲解狭义的结构——自然界的结构。分别介绍了蜜蜂巢的结构、王莲的叶脉结构、蜘蛛网的结构、蜘蛛腿的结构等对人类的启发作用。

（4）讲解书上的例子：苍耳子与尼龙搭扣，鸟与飞机，鹰眼与导弹跟踪系统

（5）在技术领域：结构更加丰富，但必须要求合理

（6）在社会领域：也普遍存在着结构现象,分别讲解总统制、君主立宪制的政治结构。

4. 学情分析

高中的学生在各个学科中已经很熟悉了集中物体的结构，如人体的骨骼，原子核结构，总统制等等，所以尽量列举他们熟悉的例子，而且从一个新的角度去重新认识他熟悉的物体本身就有一定的吸引力。

六、教学准备

1. 教学资源的准备

多媒体教学设备

2. 教学课件的准备

教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。

七、教学过程

1. 引入

在生活中我们可能会看到这些复杂结构的物体，ppt展现峡谷、金字塔、双子塔、人体骨骼、垂柳、蚂蚱等图片，从而引出结构的定义：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列

2. 新课

（1）世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。

例子：金刚石和石墨。化学成分都是C，只不过属于碳的同素异形体。

纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。天然采集到的金刚石经过仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。根据金刚石的用途可以推测金刚石一定很硬。事实上，它是天然存在的最硬的物质。 结构图形根本不同。金刚石是典型的原子晶体，每个碳原子都以SP3（3应在P的右上角）杂化轨道与四个碳原子形成四个共价单键，组成正四面体排布的空间网状结构。又因C-C键的键能大，所有价电子都参与了共价键的组成，使晶体中没有自由电子硬度、熔点高，不导电。在石墨晶体中每个碳原子是以SP2（2在P的右上角）杂化轨道和邻近的三个碳原子形成三个共价单键并排列成平面六角的网状结构，这些网状结构以范得华力又联成互相平行的平面，构成层片结构。其中C-C键的键长是1.415埃，片层间的距离是3.35埃。所以易于滑动，能导电。它是混合型晶体。

（2）来自自然界的灵感

例子：蜜蜂巢：一种平放着的六棱柱形房间，每个房间的体积都是0.25立方厘米，显的格外整齐、经济、美观。房间的正面是平整的六角形进出口，背面是锐角为72º32´的凌锥，六面墙壁同时又是相邻的六个房间的墙壁„„它用最少的建筑材料，造出了容积最大的房间，而且保证建筑结构的安全和稳定，是一种轻质高强的结构。受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结构，还有足球、散热片等结构。

例子：在美洲的亚马孙河上，生长着一种世界闻名的观赏植物——王莲。王莲有个圆形的大叶，浮在水面上，直径有2米，一个五六岁的孩子坐在上边，就像坐在船上。大约100多年前，法国的一位园艺师兼建筑师约瑟夫·莫尼哀对王莲进行了研究。原来，王莲叶子的背面有许多又粗又大的叶脉，叶脉之间用许多镰刀形的横筋连着，构成了一种卓绝的网状骨架，可以承受很大的荷载。受王莲的启发，他模仿王莲的叶脉结构，用钢筋和玻璃建造了一座水晶宫般的大花房。

例子：蜘蛛也是自然界中出色的建筑师。它的蛛网织得何等巧妙。有的学者发现，蜘蛛能根据地形地物“精确的计算”出织多大的网，然后“提出”最省料而能达到最大面积的“方案”，迅速而准确地织出蛛网。蛛网是自然界中独一无二的悬索结构。当代的悬索结构则是模拟蛛网的一大成就。蜘蛛的腿里没有肌肉,但能感受到蛛网微弱的震动. 其实它们是靠液压传动的! 含羞草和蜘蛛的液压系统启示我们,利用液压传动装置，不仅可以像水压机那样“放大”压力，还可以用液压的方式制造出灵巧的机械手，实现自动化；甚至可以利用液压系统使机器人产生触觉。

其他的例子：人们从蝙蝠利用超声波判断物体的能力，研制了雷达。夜蛾能发现蝙蝠，而使具有超精细超声雷达的蝙蝠扑空，原来蛾当蝙蝠的超声信号传来时会发出与蝙蝠定位回声极相似的超声，发出假信号诱骗蝙蝠。有的夜蛾身上有一种能吸超声波的绒毛，使蝙蝠得不到一定强度的回声，仿效飞蛾出现了现代的隐身飞机。

（3）介绍书上的例子：苍耳子与尼龙搭扣，鸟与飞机，鹰眼与导弹跟踪系统。

（4）其他领域的结构：在技术领域，结构更加丰富，但必须要求合理；在社会领域，也普遍存在着结构现象，如政治、经济、文化、艺术。

3. 结课：重点：结构的定义；难点：运用结构想法来认识物体

八、教学反思

这节课选择了学生比较感兴趣的例子，学生容易理解结构的含义，不足之处是不能就个别例子进行深入的讲解，如政治体制中结构的影响，学生日常学习生活中如何应用结构的概念来解决实际问题。应该从以下几个方面来改进

（1） 例子要有普遍性

（2） 能够对期中的个别例子进行重点的、深入浅出的讲解

（3） 缺少和学生的沟通、互动，最好能使学生参与到整个教学活动中来。