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高中通用技术苏教版 (2019)必修《技术与设计2》第一单元 结构及其设计三 结构功能的实现任务一 感悟结构与功能的关系教案及反思
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这是一份高中通用技术苏教版 (2019)必修《技术与设计2》第一单元 结构及其设计三 结构功能的实现任务一 感悟结构与功能的关系教案及反思，共7页。教案主要包含了感悟结构与功能的关系等内容，欢迎下载使用。
一、教学内容
本节课从结构功能的角度来进行设计分析的学习，其内容主要有产品的功能、结构与功能的关系、功能体现的使用需求、功能的实现需要以相应的结构保证以及结构可靠性等。
二、学科核心素养要求
1. 技术意识：通过观察与体验，探析折叠结构。
2. 工程思维：理解设计中结构功能的实现；通过可调结构的案例分析，理解结构设计需要满足的设计的功能和要求。
3.图样表达：能根据实物画出草图，能根据设计要求画出设计方案的草图。
三、教学重点、难点
1. 重点：结构与功能的关系。
2. 难点：结构功能的实现与表达。
四、教学准备
教学课件、几款具有可调功能的台灯。
五、教学建议
结构功能的实现主要是以“画台灯折叠结构图”“拆解折叠结构”“设计折叠小板凳”三个活动为载体，按照“认识结构功能—理解功能与需求的关系—功能的实现”这样的顺序来开展教学，建议2课时。
六、教学过程
1. 情境导入
台灯是如何既能保持稳定使用，又能实现可折叠功能的？小明购置了几款可调结构的台灯，来一探究竟。
第一课时
活动1：折叠结构的探析，折叠台灯案例的研究。
（1）案例分析：台灯。
①呈现各类台灯图片，分析讨论台灯应具备的功能。
②选择三款具有特殊功能的台灯，进行设计分析
问题1：这些台灯虽造型不一，但大都由哪些部分组成？
问题2：台灯的这些相同的部分，是为了实现哪些功能?
问题3：作为一款性能良好的台灯，它要实现的主要功能是什么？为什么？
问题4：观察与思考三款台灯在结构上的差异，分别满足了人类的哪些需求？
问题5：三款台灯分别采用了什么方法实现对应的功能？
（2）图样绘制：折叠结构的探析。
①分组探析折叠结构并绘制技术图样。
绘制台灯折叠部分图样（在画草图时，将学生进行了分组，A组学生通过看图片案例后再画草图；B组通过拆解实物后，再画草图）
②针对图样，展开结构分析。
问题6：请观察该折叠台灯，从功能的角度思考该结构几处可折叠，并指出折叠处的设计意图分别是什么。
问题7：如图所示的折叠结构，能实现折叠功能是哪张图？说明理由
问题8：该折叠结构主要有几部分构件组成？如何实现折叠呢？
（3）结构拆解：辨析折叠功能。
①拆解两款台灯的折叠结构，从材料选择、连接方式等方面观察折叠的差异。
②通过体验、观察与分析，得出影响结构功能的因素。
问题9：从材料、构件数量的选择等方面思考两款台灯的折叠效果有什么差异？
问题10：你觉得哪款台灯的折叠效果会更好？为什么？折叠效果不好的那款台灯有什么优点（便宜，其目的是节约成本）？
问题11：结构设计所隐含的其他功能是否同样重要？为什么？
活动2：可调结构的探析，理清结构与功能的关系。
阶段小结：折叠结构功能的实现：
①明确设计的目的（折叠、支撑）。
②明确组成的构件（如轴、螺栓螺母、圆形的构件等）。
③明确构件作用及构件间的联系（尺寸、规格、数量、材质等）。
④验证功能的实现（通过测试、讨论来验证）。
问题12：生活中，你在哪里还看到过这样的折叠结构案例吗？
问题13：除了折叠，还可以通过哪些方法来实现其结构的可调功能呢？
折叠结构的应用与拓展：
呈现各类产品中的折叠结构，理解结构方案多样性。
除了折叠，还有拆卸、升缩等不同方法实现可调功能。
设计实践任务：改变台灯支撑结构，设计具有可调功能的台灯支撑结构。要求有一定的伸缩功能，实现高度的调节；能固定在一定高度；结构简单，便于操作。
问题14：列举身边的可调结构。
问题15：你设计的台灯支撑结构是如何实现高度可调的？
问题16：该设计用到哪些构件？它们怎么搭配？思考这些构件都需要用吗？使用合理吗？大概成本是多少？
问题17：该结构设计的亮点是什么？卖点又是什么？
第二课时
活动3：折叠小板凳的设计，能绘制板凳图样。
折叠功能实践与应用：小板凳设计。
设计一款折叠小板凳。要求如下：
（1）具有折叠功能。
（2）使用时能保持一定的稳定性和强度。
（3）材料不限。
画出折叠部分的设计草图，必要时用文字说明。
问题1：你的设计实现了哪些功能？
问题2：选用了哪些材构件？这些构件分别有什么作用？
问题3：构件之间如何连接？如何实现其折叠功能？
问题4：你的结构能既保证其稳固性又确保能折叠自如吗?如何实现？
方案权衡比较和分析：从功能的角度对草图方案进行分类打分。（呈现几种，不一一呈现）
（1）有立体感，但无法实现折叠，得2分。
（2）在细节上功能不达标，或者要求没考虑到位，如凳面出现合页，或者设计成了椅子而非小板凳得3～4分。
（3）结构有一定的创意，图样绘制清晰到位，体现一定的工艺流程，结构稍显复杂，加工难度较大，成本偏高，可得4分左右。
（4）可折叠，结构合理，表达清晰流畅，体现加工，有细节，可得5分。
案例分析：站立式办公桌功能的实现。
分析站立式办公桌设计要求：
（1）能方便、快捷地实现升高和下降。
（2）具有一定的稳定性和强度。
（3）结构简单，能够利用通用技术教室基本工具、设备进行制作。
从功能实现的角度思考：
（1）桌面的设计。
（2）支撑结构的设计。
（3）高度调节结构的设计。
（4）稳固结构的实现。
（5）各部分的连接。
七、教学总结
本课从结构与功能这个角度切入，重点关注图样表达的素养达成。包含“能根据实物画出草图吗？通过拆解实物后画出的草图方案会不会更合理？能不能根据设计要求画出设计方案的草图呢？具备多方案能力吗？”这些问题的研究。
八、教学反思
在画台灯折叠结构的时候，建议将全班分成几组对比小组，其中一组是仅看实物图画出草图，另一组是通过拆装台灯折叠结构后，再画草图。两组草图对比，仅仅看实物图的那组，尽管有些同学绘制的折叠部分其造型和实物图很接近，但是在功能的实现上存在很大问题。而经过拆装之后的那组，图样表达的准确性更高。真实的技术体验活动有助于草图的表达，当然，其中的相关因素还很多，比如有些同学在图样表达上有天赋、美术生等。
从表达的图样可知，学生在设计结构时，关注功能实现的创造性，但考虑现实材料、工艺、设备等因素较少，方案的可行性不大。说明对设计有想法，但分析问题并不全面，思维的深度还不够。
一、教学内容
本节课从结构功能的角度来进行设计分析的学习，其内容主要有产品的功能、结构与功能的关系、功能体现的使用需求、功能的实现需要以相应的结构保证以及结构可靠性等。
二、学科核心素养要求
1. 技术意识：通过观察与体验，探析折叠结构。
2. 工程思维：理解设计中结构功能的实现；通过可调结构的案例分析，理解结构设计需要满足的设计的功能和要求。
3.图样表达：能根据实物画出草图，能根据设计要求画出设计方案的草图。
三、教学重点、难点
1. 重点：结构与功能的关系。
2. 难点：结构功能的实现与表达。
四、教学准备
教学课件、几款具有可调功能的台灯。
五、教学建议
结构功能的实现主要是以“画台灯折叠结构图”“拆解折叠结构”“设计折叠小板凳”三个活动为载体，按照“认识结构功能—理解功能与需求的关系—功能的实现”这样的顺序来开展教学，建议2课时。
六、教学过程
1. 情境导入
台灯是如何既能保持稳定使用，又能实现可折叠功能的？小明购置了几款可调结构的台灯，来一探究竟。
第一课时
活动1：折叠结构的探析，折叠台灯案例的研究。
（1）案例分析：台灯。
①呈现各类台灯图片，分析讨论台灯应具备的功能。
②选择三款具有特殊功能的台灯，进行设计分析
问题1：这些台灯虽造型不一，但大都由哪些部分组成？
问题2：台灯的这些相同的部分，是为了实现哪些功能?
问题3：作为一款性能良好的台灯，它要实现的主要功能是什么？为什么？
问题4：观察与思考三款台灯在结构上的差异，分别满足了人类的哪些需求？
问题5：三款台灯分别采用了什么方法实现对应的功能？
（2）图样绘制：折叠结构的探析。
①分组探析折叠结构并绘制技术图样。
绘制台灯折叠部分图样（在画草图时，将学生进行了分组，A组学生通过看图片案例后再画草图；B组通过拆解实物后，再画草图）
②针对图样，展开结构分析。
问题6：请观察该折叠台灯，从功能的角度思考该结构几处可折叠，并指出折叠处的设计意图分别是什么。
问题7：如图所示的折叠结构，能实现折叠功能是哪张图？说明理由
问题8：该折叠结构主要有几部分构件组成？如何实现折叠呢？
（3）结构拆解：辨析折叠功能。
①拆解两款台灯的折叠结构，从材料选择、连接方式等方面观察折叠的差异。
②通过体验、观察与分析，得出影响结构功能的因素。
问题9：从材料、构件数量的选择等方面思考两款台灯的折叠效果有什么差异？
问题10：你觉得哪款台灯的折叠效果会更好？为什么？折叠效果不好的那款台灯有什么优点（便宜，其目的是节约成本）？
问题11：结构设计所隐含的其他功能是否同样重要？为什么？
活动2：可调结构的探析，理清结构与功能的关系。
阶段小结：折叠结构功能的实现：
①明确设计的目的（折叠、支撑）。
②明确组成的构件（如轴、螺栓螺母、圆形的构件等）。
③明确构件作用及构件间的联系（尺寸、规格、数量、材质等）。
④验证功能的实现（通过测试、讨论来验证）。
问题12：生活中，你在哪里还看到过这样的折叠结构案例吗？
问题13：除了折叠，还可以通过哪些方法来实现其结构的可调功能呢？
折叠结构的应用与拓展：
呈现各类产品中的折叠结构，理解结构方案多样性。
除了折叠，还有拆卸、升缩等不同方法实现可调功能。
设计实践任务：改变台灯支撑结构，设计具有可调功能的台灯支撑结构。要求有一定的伸缩功能，实现高度的调节；能固定在一定高度；结构简单，便于操作。
问题14：列举身边的可调结构。
问题15：你设计的台灯支撑结构是如何实现高度可调的？
问题16：该设计用到哪些构件？它们怎么搭配？思考这些构件都需要用吗？使用合理吗？大概成本是多少？
问题17：该结构设计的亮点是什么？卖点又是什么？
第二课时
活动3：折叠小板凳的设计，能绘制板凳图样。
折叠功能实践与应用：小板凳设计。
设计一款折叠小板凳。要求如下：
（1）具有折叠功能。
（2）使用时能保持一定的稳定性和强度。
（3）材料不限。
画出折叠部分的设计草图，必要时用文字说明。
问题1：你的设计实现了哪些功能？
问题2：选用了哪些材构件？这些构件分别有什么作用？
问题3：构件之间如何连接？如何实现其折叠功能？
问题4：你的结构能既保证其稳固性又确保能折叠自如吗?如何实现？
方案权衡比较和分析：从功能的角度对草图方案进行分类打分。（呈现几种，不一一呈现）
（1）有立体感，但无法实现折叠，得2分。
（2）在细节上功能不达标，或者要求没考虑到位，如凳面出现合页，或者设计成了椅子而非小板凳得3～4分。
（3）结构有一定的创意，图样绘制清晰到位，体现一定的工艺流程，结构稍显复杂，加工难度较大，成本偏高，可得4分左右。
（4）可折叠，结构合理，表达清晰流畅，体现加工，有细节，可得5分。
案例分析：站立式办公桌功能的实现。
分析站立式办公桌设计要求：
（1）能方便、快捷地实现升高和下降。
（2）具有一定的稳定性和强度。
（3）结构简单，能够利用通用技术教室基本工具、设备进行制作。
从功能实现的角度思考：
（1）桌面的设计。
（2）支撑结构的设计。
（3）高度调节结构的设计。
（4）稳固结构的实现。
（5）各部分的连接。
七、教学总结
本课从结构与功能这个角度切入，重点关注图样表达的素养达成。包含“能根据实物画出草图吗？通过拆解实物后画出的草图方案会不会更合理？能不能根据设计要求画出设计方案的草图呢？具备多方案能力吗？”这些问题的研究。
八、教学反思
在画台灯折叠结构的时候，建议将全班分成几组对比小组，其中一组是仅看实物图画出草图，另一组是通过拆装台灯折叠结构后，再画草图。两组草图对比，仅仅看实物图的那组，尽管有些同学绘制的折叠部分其造型和实物图很接近，但是在功能的实现上存在很大问题。而经过拆装之后的那组，图样表达的准确性更高。真实的技术体验活动有助于草图的表达，当然，其中的相关因素还很多，比如有些同学在图样表达上有天赋、美术生等。
从表达的图样可知，学生在设计结构时，关注功能实现的创造性，但考虑现实材料、工艺、设备等因素较少，方案的可行性不大。说明对设计有想法，但分析问题并不全面，思维的深度还不够。
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