列举三种日常生活中受自然事物结构启发的产品。

火箭的灵感来自气球。

鹰眼导弹系统是根据鹰眼的结构设计的。

下面是一些科学介绍:

《结构与设计》从常见结构的认识入手，通过学生熟悉的例子，探讨技术视野中力和结构的基本分类，通过有趣的实验，加强对不同类型结构特点的理解。是本单元学习的基础，也是培养兴趣的重点内容。

这个内容是让学生“理解结构的含义，从力学的角度理解结构的概念和一般分类”，同时“结合1 ∽两个简单的结构案例分析结构是如何受力的”

2.教材的重点

(1)结构和力。

(2)结构类型。

二，教学对象的分析

由于生活经验的积累，学生对结构有了一定的了解，对结构的作用和分类有了一定的基础。另外，学生在物理课上学到了有关力学的知识，对物体的受力分析有很好的基础。但是，由于力的分析是物理教学中的一个难点，对于大多数学生来说，分析物体的受力仍然是一个难点。因此，学生很难从力学的角度理解结构，这使得简单结构的受力分析和受力概念成为该节教学的难点。

三，教学目标

1.理解结构的含义。

2.能够从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

3.能结合1 ∽两个简单的结构案例，分析结构如何承受。

第四，教学策略

1.应用“建构主义学习理论”从力学角度理解结构概念。

2.体验观察、思考和分析，感受结构的分类和受力特点。

3.让学生亲自进行“纸板承压试验”，观察老师的“鸡蛋承压”演示试验，感受不同类型结构的受力特点。

4.让学生自己用简单的材料制作不同结构类型的实体，加强对不同类型结构受力的理解。

5.教学时间:2学时

动词 （verb的缩写）教学资源的准备

1.准备一些图片。

2.器材1: 3个同样大小的生鸡蛋，6个矿泉水瓶盖，一块板，三块砖。

设备2:细竹签、牙签、橡皮泥、蛋壳、胶水、高宝颗粒等。

六、教学程序设计

序号教学内容教师引导学生活动

1介绍本章。

设计教学情境:ppt展示一些“奇妙的结构现象”的图片，并提出以下问题:

(1)杂技为什么人能站在鸡蛋上？(2)为什么比萨斜塔倾斜却不倒？(3)为什么恐龙的背部向上拱起？欣赏和思考

2结构的概念

1.引导学生分析图中所有结构的异同。

2.玩转概念:结构是指事物各组成部分之间的有序搭配和排列。分析总结现有的前概念。

3案例研究:

“苍耳和Velcro”、“鸟和飞机”和“鹰眼和导弹跟踪系统”(附件一)

启示:(1)人类为什么要研究结构？

(2)人是如何解决问题的？

从案例中的三个例子可以了解人类研究结构的目的，以及如何从自然动植物中存在的各种结构中获得灵感，实现一些发明创造，从而为人类服务。

4立即行动

引导学生思考“生产生活中哪些产品结构是受自然事物结构的启发？”学生运用他们现有的知识和经验进行思考和讨论。

5深化结构概念

(1)引导学生从力学角度理解结构的概念:结构是指能承受一定力的建筑形式，它能抵抗能引起形状和大小变化的力。

重点:结构是为了承载和抵抗变形，这是结构的本质。

(2)用拔河绳解释内力和应力的概念。

(3)演示构件的五种基本受力形式:拉、压、剪、扭、弯。(附件三)

(4)分析椅面受力，再次强化结构的概念:在各种力的共同作用下，椅面会产生内力抵抗外力，当内力超过一定值时，椅面就会断裂。展开:结构力学的任务之一就是找出在外力作用下，结构的内力在哪里最大。

问题:拔河时绳子的最大内力在哪里？请学生根据自己的生活经验回答这个问题。听，记录，思考，回答老师提出的问题。

6立即行动

分析了吊兰支架、斜拉桥、两端支撑梁和大坝等结构的受力情况。讨论并回答。

7个小实验

实验目的:比较不同形状纸板的压力。(附件二)

(1)组织学生两人一组进行实验。

(2)学生完成实验后，引导他们总结测试结果。

(3)根据试验结论对拱桥的应力进行了分析。

(1)动手测试和总结。

(2)拱桥的受力分析。

8种结构

(1)通过新课教学前展示的图片和一些实物，师生共同总结出三种基本的结构类型:立体结构、框架结构和壳体结构。

(3)说明这三种结构类型的受力特点。听课，参与讨论。

9小测试:

测试目的:了解壳体结构的应力。

备考:三个大小相同的生鸡蛋，六个合适的瓶盖，1松子，三块砖头。

测试过程:将三个瓶盖呈三角形放在桌子上，将鸡蛋分别立在瓶盖上，再将另外三个瓶盖盖在鸡蛋上。拿一块木板放在上面。轻轻地把砖压在木板上。

测试记录:记录一个鸡蛋能承受的砖块数量。教师演示并引导学生讨论以下问题:

(1)鸡蛋为什么能承受这么大的压力？这就是杂技里人能站在鸡蛋上的原因。)

(2)ppt展示了乌龟背壳的结构图。想想这个结构会给海龟带来什么好处。通过老师和学生的观察和讨论，很明显，测试是壳结构承受巨大压力的有力证明。当砖块的重力通过木板和瓶盖转移到鸡蛋上时，它们均匀地分散在蛋壳表面，这就是蛋壳结构能承受更大压力的原因。

10学生活动:学生通过体验结构分组，用细竹签、牙签、橡皮泥、蛋壳、胶水、纸板、高宝颗粒制作立体结构、框架结构、壳体结构，并简述这些结构的力学特性。动手实践，小组派代表展示活动成果。

11分机:结构和功能

(1)骑不同种类的自行车(轻便自行车、山地车、折叠自行车、双人自行车、婴儿车、残疾人专用自行车等。)为例，说明不同的结构有不同的自行车功能，从而满足人们的不同需求。

(2)结合其他实例，总结出“结构决定功能”的技术思想。(1)倾听

(2)列举并说明生产生活中结构变化引起功能变化的例子。

12课后探索

如果你上学的路上有很多桥和斜坡，你可以对你的自行车做什么结构调整，使它更容易骑行？下课后完成

13汇总

引导学生对本节内容进行整理和总结。组织和总结本节的内容。

七、教学反思

这一节的内容是从学生熟悉的结构例子中引入的。通过对力和结构的基本分类的讨论，学生可以基本理解结构的含义。通过有趣的实验和学生的动手体验，学生加强了对不同类型结构特点的理解。但是这一节的教学内容太多，时间有点紧，导致教学重点不突出。这节课的难点之一是压力的概念。我在教学中以拔河用的绳子为例来解释:为什么单根绳子容易断，而多根绳子拧在一起却不容易断？因此引入了压力的概念。引入这个概念是为了深化结构的含义，但在教学中，我发现学生并不能很好的接受，只能做一个粗略的理解。因此，在“结构强度”的研究中，应力的概念必须进一步深化。

附件一:

个案分析

苍耳和Velcro

猎人穿过灌木丛，裤子上沾满了烦人的苍耳。仔细观察发现，苍耳的表面布满许多小刺，每根刺上都有细细的倒刺，碰到纤维衣就粘在上面。瑞士的乔治？经过8年的研究，根据苍耳的结构，Doqens发明了velcro来代替纽扣、拉链、接缝剂等。

鸟和飞机

人类飞翔的梦想来源于鸟类的高飞，飞机的原型来源于鸟类的仿生结构。鸟类之所以能自由飞翔，是因为它有适应飞行的自由流畅的外形，以及使身体变轻的翅膀和骨骼的中空结构。观察飞机的结构，两侧的机翼就像鸟儿展开的一对翅膀。一些轻质材料的使用使得机身更轻，整个飞机的流线就像一只小鸟冲刺的形状。是鸟儿启发了人类，帮助人类实现了飞翔的梦想。

鹰眼和导弹跟踪系统

鹰能在几千米的高空准确识别地面上的动物，是因为它的眼睛结构特殊。每个人眼睛的视网膜上有一个沟，叫做视网膜中央凹。但是鹰的眼睛里有两个中央凹，功能不同，一个是专门用来接收鹰头侧面的物体的影像，另一个是用来接收鹰头前面的物体的影像。这样鹰的视野范围就宽多了，可以兼顾正面和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在开发鹰眼导弹系统。这种导弹系统可以自动发现、识别目标并跟踪攻击。

附件二:

测试目的:

比较不同形状纸板的压力。

测试准备:

1.取废纸箱的纸板，分别剪出三张10cm×40cm大小的小纸板。

2.分别拿几本书(用来支撑纸板)和压纸板的重物。

测试过程:

1.用两摞书支撑一块纸板，在纸板中间不断加入重物，直到纸板塌陷，记录此时重物的重量。

2.将另一块纸板弯成拱形，两端用两摞书，防止拱形延伸。在拱的上端加重物，直到拱塌，记录此时重物的重量。

3.将剩下的纸板弯成一个跨度小于上一个的拱形，在拱形的上端不断增加重物直至塌陷，记录此时重物的重量(如图)。

测试总结:

1.纸板在什么情况下抗压能力最强？

2.这个结论在实际应用中有什么意义，并举例说明？

3.如果将纸板折叠成波纹状，测试结果会有什么变化？

附件三:

构件的五种基本应力形式

物体承受的轴向拉力。

物体被压的力量。

剪切力作用在同一个物体上的两个平行的力，它们相互靠近，大小相等，方向相反。

扭转力是一种在物体两端均匀地施加方向相反的力，使物体发生扭转变形的力。

弯曲力作用于物体，使其产生弯曲力。

“常见结构的理解”教学实录

1.感知结构

(1)学生动手体验:以4名学生为一个学习小组，利用课前老师分发的一袋材料(包括6根长12cm的塑料棒，10根长4cm的塑料棒，以及若干用于连接的螺丝螺母)制作生活和生产中需要的物品。

老师检查:同样的材料，不同的学习小组做不同的项目。有A形的梯子，篮子，笼子，...

指导学生分析这些项目:

从外观上看，结构不同。

从使用的角度来说，功能是不一样的。

(2)观察和思考

①展示自然界相关结构的图片:展示蜂窝、鹰身等结构图。

②引导学生对结构图进行分析和讨论。

蜂巢和鹰的身体结构各有什么优势？

为什么结构是多样的，决定了事物的性质？

2.对结构概念的理解

要求学生从自然界的各种结构中总结出结构的概念。

(1)引导学生从蜂窝、鹰的身体结构中寻找* * *同物。

结构是指事物各种成分的有序搭配和排列。

②让学生指出结构概念中的关键词:顺序和搭配。

探索结构

鹰眼结构的探究学习。

(1)让学生阅读案例并思考。

学生阅读案例:鹰眼和导弹跟踪系统。

思考:①看完案例你最想说什么？告诉你的同桌或者告诉所有人。

灵感:李美兰参观完山洞后的第一句话是:“妙极了！”看完这个案例你有什么想说的？

②为什么要研究结构？

启发学生回答:通过对自然界各种结构的分析和研究，给人以无限的创作灵感和启迪。人们把自己的成果应用到技术领域，更好地为人类服务。

(2)进一步探索

(1)为什么老鹰能在几千米的高空准确分辨地面上的动物？

学生看完一本书可以回答:这是因为它的眼睛结构比较特殊。每个人眼睛的视网膜上有一个沟，叫做视网膜中央凹。但是鹰的眼睛里有两个中央凹，功能不同，一个是专门用来接收鹰头侧面的物体的影像，另一个是用来接收鹰头前面的物体的影像。这样鹰的视野范围就宽多了，可以兼顾正面和侧面。

②为什么要研究鹰眼的结构？

学生:根据鹰眼的结构，人们正在开发鹰眼导弹系统。这种导弹系统可以自动发现、识别目标并跟踪攻击。

老师:“以色列定点清除哈马斯”是什么意思？

说明鹰眼导弹系统的打击精度非常高。

3.进一步展开:

(1)除了根据结构正在研发的鹰眼导弹系统，你还有哪些启发？

(2)如果人类视网膜上有两条像老鹰一样的凹槽，世界会有怎样的变化？

学生1:“人会有鹰的辨别力”。

生2:“人会变成超人”。

第三:“会有新的犯罪”。

……。

老师:“看来我们人类在很多地方不如动物。我们不能像鸟一样在空中自由飞翔，不能像鱼一样在水里快乐地游泳，不能比狗跑得快，不能比老虎打得狠。人为什么能成为动物界的统治者？”

老师:人类用大脑和学习，用几年、十几年的时间继承了几千年的知识，并在原有基础上进行创新。现在进入知识经济时代，人类的知识总量将在几年内翻一番。为了在竞争中立于不败之地，我们必须不断学习。

(3)还有哪些产品结构是受生产生活中自然事物结构的启发？

羊毛衫，潜水艇。

让学生阅读案例:魁北克大桥倒塌。

老师:是什么原因导致大桥坍塌的？

生:擅自改变桥梁结构。

在社会领域，也存在结构性现象。

一篇文章的内容结构影响文章的表达和质量，企业的人员结构关系到企业的运营和效率。