苏教版 (2019)必修《技术与设计2》第三单元 系统及其设计三 系统设计的优化与实现任务一 优化系统设计的方案教案

第一单元　结构及其设计

1.3结构功能的实现

一、教材分析：

本节课的任务一 感悟结构与功能的关系，主要讲述了事物的结构决定了其功能、功能是人们需求的体现、功能的实现需要相应的结构来保证、结构与功能的关系往往还需要考虑使用的环境、时间等因素。

二、教学目标

1.通过案例分析，说明结构对技术产品功能实现的价值。

2.能从技术和文化的角度欣赏并评价经典结构。

三、教学重点难点

1. 重点：1）结构与功能的关系。

         2）从技术角度欣赏结构。

2. 难点： 1）结构功能的实现与表达。

2）从结构功能、稳固要求、工艺制造等方面去分析和借鉴经典结构。

四、教学过程

任务一 感悟结构与功能的关系

观看视频“人体的榫卯结构”引发学生讨论结构与功能的关系。结构不仅是事物存在的一种形式，而且是对事物的功能和作用产生着直接影响。事物的结构决定了其功能。

1. 事物的结构决定了其功能

拐杖伞的作用：一把撑开的雨伞，是通过伞的骨架和伞面的受力以实现遮风挡雨功能的，而收起的伞则可以通过伞的主干骨受力实现拐杖的功能。

多用螺丝刀的作用：一把固定结构的螺丝刀，其功能往往是单一的。如果把固定结构改为组装结构，则可以实现多种功能。

2. 功能是人们需求的体现

1)使用的人群、场合、需求不同，功能也有所不同。在设计中，通过该改变结构实现不同的功能。

2)从19世纪初诞生到今天，自行车经历了从无到有、从单一到种类繁多的发展过程。如今，山地车、折叠车、双人车、童车、残疾人专用车等不同结构的自行车满足了人们不同的需求，实现着它们各自的功能。

山地车能够“翻山越岭”，适合多种路面。这是由于它采用了结实的车架和避震结构，所以能经受住颠簸。此外，调整合适的挡位也使人骑起来很省力。

折叠自行车具有可折叠的结构，因而携带方便。它被许多旅行者作为必备的辅助车辆放在汽车后备箱里，以应对禁行、停车场太远等问题。

儿童自行车车身要求轻便小巧，符合儿童的身体结构特征，更重要的是能使车处于平稳的状态。有些童车在后轮两侧各加上一个小车轮，车在向左倾或向右倾时，前轮、后轮与侧轮接触地面，从而不易翻倒。

3)书本第22页案例分析：

思考：自行车的结构是如何实现不同功能、满足人们不同需求的？

参考答案：改变自行车的造型、连接方式、配件数量等满足人们不同的需求，例如：减小自行车的结构尺寸与质量、增加平衡辅助轮。

3. 功能的实现需要相应的结构来保证

1）结构设计时往往要根据具体的功能确定具体的尺寸、位置、数量、连接方式等要素。

例如，人们使用椅子时除了要可以坐，往往还需要其能够进行高度、角度等调节，因此一些椅子采用了气压棒、可调椅背来实现这些功能。

2）产品结构与功能

需求：方便携带，节省空间，多功能。

实现方式：可折叠

需求：

方便运输、储存

实现方式：易组装，易拆卸

需求：方便携带，节省空间

实现方式：可伸缩

4. 结构与功能的关系往往还需要考虑使用的环境、时间等因素

结构在规定使用期限内和规定的条件下，完成预定功能的可能性称为可靠性。

可靠性是安全性、适用性、耐久性的总称。

1）安全性：指结构在正常使用时能承受可能出现的各种荷载。

2）适用性：指结构在正常使用时具有良好的工作性能

3）耐久性：指结构在规定环境下和预定设计使用年限内，能