列举三个日常生活中产品的结构是受到自然事物的结构启发而产生的
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发布时间：2022-04-25 06:32
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时间：2023-11-03 14:39
飞机是莱特兄弟受到鸟的启发发明的；
火箭是受到气球的启发研制的；
“ 鹰眼”导弹系统是根据鹰眼的结构设计的。
一下是一些科学介绍：
“结构与设计”，它从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构、结构的基本分类的讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。它是本单元学习的基础，也是培养兴趣的关键内容。
本内容是让学生“了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类”的同时，“能结合1∽2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。”
2.教材的重点
（1）结构与力。
（2）结构的类型。
二、教学对象分析
学生由于生活经验的积累，对结构有了一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有着比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生分析物体的受力还是有困难的。因此，学生从力学角度理解结构就有了一定的难度，从而使得简单结构的受力分析和应力的概念成为本节内容教学上的难点。
三、教学目标
1.了解结构的涵义。
2.能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
3.能结合1∽2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。
四、教学策略
1. 应用“建构主义的学习理论”，从力学角度理解结构的概念。
2．经历观察、思考和分析，感受结构的分类和受力特点。
3．让学生亲自动手进行“纸板承受压力试验”以及观察教师的“鸡蛋承受压力”演示试验，感受不同类型结构的受力特点。
4．让学生亲自动手利用简易材料制作不同结构类型的实体，强化对不同类型结构的受力的理解。
5. 教学时间：2课时
五、教学资源准备
1．准备一些等图片。
2.器材一：大小相同的生鸡蛋3只，矿泉水瓶盖6个，木板一块，砖头三块。
器材二：细竹棍、牙签、橡皮泥、蛋壳、胶水、宝高颗粒等。
六、教学程序设计
序号 教学内容 教师引领 学生活动
1 引入本章内容
设计教学情境：ppt展示一些图片“奇妙的结构现象”并提出以下问题：
（1）在杂技中为什么人能站在鸡蛋上？（2）比萨斜塔为什么斜而不倒？（3）恐龙的背为何向上拱起？ 欣赏、思考
2 结构的概念
1.引导学生分析图片中所有结构的共同特点。
2．板演该概念：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 结合已具有的前概念进行分析和归纳。
3 案例分析：
“苍耳子与尼龙搭扣”、“鸟与飞机”、“鹰眼与导弹跟踪系统”（附件一）
启发：（1）人类为什么要研究结构？
（2）人们是如何解决问题的？
从案例中的三个实例，体会人类研究结构的目的以及怎样从自然界动物、植物中存在的各种各样的结构获取灵感，实现一些发明创造，从而为人类服务的。
4 马上行动
引导学生思考“生产和生活中哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？” 学生应用已有的知识经验进行思考和讨论。
5 深化结构的概念
（1）引导学生从力学角度理解结构的概念：结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
强调：结构是为了承受力和抵抗变形，这是结构的本质。
（2）利用拔河用的绳讲解内力、应力的概念。
（3）演示构件的五种基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。（附件三）
（4）分析椅面的受力并借此再次强化结构的概念：在各个力的共同作用下，椅面会产生抵抗外力的内力，当内力超过一定值时，椅面会产生断裂。拓展：结构力学的任务之一，就是要找出结构在外力作用下什么地方产生的内力最大。
设问：拔河时绳子什么地方内力最大？让学生凭生活经验回答该问题。 听讲、记录和思考并回答老师提出的问题。
6 马上行动
分析以下结构的受力：吊兰的支撑架、斜拉桥、两端被托住的梁以及大坝等等。 讨论并回答
7 小试验
试验目的：比较不同形状的纸板承受压力的大小。（附件二）
（1）组织学生以两人为一组进行试验。
（2）学生试验完毕，引导学生归纳总结试验结果。
（3）利用试验结论分析拱形桥的受力。
（1）动手试验并进行总结。
（2）分析拱形桥的受力。
8 结构的类型
（1）通过新课教学前展示的图片和一些实物，师生一起归纳出结构的三种基本类型：实体结构、框架结构和壳体结构。
（3）讲解这三种结构类型的受力特点。 边听讲，边参与讨论
9 小试验：
试验目的：了解壳体结构的受力情况。
试验准备：大小相同的生鸡蛋三只，合适的瓶盖6只，木松1块，砖头3块。
试验过程：将3只瓶盖以三角形状摆放在桌面上，将鸡蛋分别立于瓶盖上，再在鸡蛋上盖上另外3只瓶盖。取一木板放在上面，轻轻将砖头压在木板上。
试验记录：记录鸡蛋所能承受的砖头的块数。 教师演示并引导学生讨论以下问题：
（1）为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？（这也是在杂技中为什么人能站在鸡蛋上的原因。）
（2）ppt展示乌龟背壳的结构的图片，想一想这种结构会给乌龟带来什么样的好处？ 观察，通过师生之间的讨论，明确该试验是对壳体结构承受较大压力的有力证明。当砖头的重力通过木板、瓶盖传递到鸡蛋上时，被均匀地分散地了蛋壳的表面上，这正是壳体结构能承受更大的压力的原因。
10 学生活动：体验结构 将学生分组，利用细竹棍、牙签、橡皮泥、蛋壳、胶水、、硬纸板、宝高颗粒等，制作实体结构、框架结构和壳体结构，并简述这些结构的受力特点。 动手实践，并小组派代表展示活动结果。
11 拓展：结构与功能
（1）以不同种类的自行车（轻便车、山地车、折叠车、双人车、童车、残疾人专用车等）为例，说明结构不同，自行车的功能也不一样，从而满足了人们不同的需求。
（2）再结合其它例子总结出“”结构决定功能”的技术思想。 （1）听讲
（2）列举生产生活中结构改变导致功能改变的事例，并加以说明。
12 课后探究
如果在你上学骑车的路上，桥和坡较多，你可以对你的自行车做哪些结构上的调整，以使骑起来更轻便？ 课后完成
13 小结
引导学生整理和归纳本节内容。 对本节内容进行整理和归纳。
七、教学反思
本节内容从学生熟悉的结构事例引入，通过对力与结构、结构的基本分类的讨论，使学生基本理解了结构的涵义。教学中还通过有趣的小试验和学生的动手体验，使学生强化了对不同类型结构的特点的理解。但本节教学内容过多，显得时间略紧，导致教学重点不突出。本节课的难点之一是应力的概念，我在教学中以拔河用的绳为例说明：为什么单根细绳容易拉断，而如果用多股细绳绞合在一起，为什么不容易拉断？从而引入应力的概念。该概念的引入是为了深化结构的涵义，但在教学中我发现学生还不能很好地接受，只能做粗略的理解。因此，应力的概念必须在后面“结构的强度”的学习中做进一步的深化。
附件一：
【案例分析】
苍耳子与尼龙搭扣
狩猎者从灌木丛中走过，裤子上粘满了令人讨厌的苍耳子。仔细观察苍耳子，它的表面布满了许多小刺，每根刺上都有细细的倒钩，碰到纤维类的衣物，便粘在上面。瑞士的乔吉尔•朵青斯经过8年的研究，根据苍耳子的结构，发明了尼龙搭扣用以代替纽扣、拉链、接缝剂等。
鸟与飞机
人类飞翔的梦想源于振翅高飞的鸟，飞机原型的产生源于对飞鸟形体结构的仿生。鸟类能够自由飞翔，是因为它有适应飞行的自由流畅的外形和使身体更轻便的翅膀骨质中空结构。观察飞机的结构，两侧的机翼就像飞鸟展开的一对翅膀，一些轻型材料的使用使机身更轻便，整个飞机的流线型仿佛飞鸟冲刺的形态。是飞鸟启发了人类，帮助人类实现了飞行的梦想。
鹰眼与导弹跟踪系统
鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，叫做*凹。而老鹰眼中的*凹却有两个，这两个*凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。
附件二：
试验目的：
比较不同形状的纸板承受压力的大小。
试验准备：
1． 取废旧纸盒的纸板，分别裁出3条大小均为10cm×40cm的小纸板。
2． 分别取若干本书（用于支撑纸板）和给纸板加压的重物。
试验过程：
1．将一纸板用两摞书支撑起来，在纸板的中间不断增加重物，直到它塌下去，记录此时承受的重物质量的大小。
2．将另一纸板弯成拱形，两端用两摞书抵住以阻止拱形延长，在拱形的上端不断增加重物，直到它塌下去，记录此时承受的重物质量的大小。
3．将剩下的纸板弯成比前次跨度小的拱形，在拱形的上端不断增加重物，直到它塌下去，记录此时承受的重物质量的大小（如图所示）。
试验总结：
1． 哪种情况下纸板的抗压能力最强？
2． 举例说明这一结论在实际应用中有什么意义？
3． 如果把纸板折成瓦楞状，试验结果会发生什么变化？
附件三：
构件的五种基本受力形式
拉 力 物体所承受的沿轴向的拉拽力
压 力 挤压物体的力
剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力
扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
“常见结构的认识”部分教学实录
1．感受结构
（1）学生动手体验：以四人为一学习小组，利用教师在课前发放的一袋材料（内有12cm长的塑料杆6根，4cm长的塑料杆10根，用来连接的螺钉、螺帽若干）制作生活、生产当中所需要的物品。
老师检查：同样的材料，不同的学习小组制作的物品不同。有A字形梯子，有篮子，有笼子，……
引导学生分析这些物品：
从外形上看，结构不同。
从使用上看，功能不同。
（2） 观察和思考
①展示自然界中有关结构图片：放映蜂窝、鹰的身体等结构图。
② 引导学生分析并讨论结构图
蜂窝、鹰的身体结构的优点在哪里？
为什么说结构多种多样且决定着事物存在的性质？
2．感悟结构的概念
让学生从自然界形形色色的结构中归纳结构概念。
① 引导学生从蜂窝、鹰的身体的构造上寻找共同的东西。
（教师板书）【结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列】
② 让学生指出结构概念中的关键词：有序、搭配
3．探究结构
对鹰眼结构的探究性学习。
（1）让学生阅读案例并思考
学生阅读案例：鹰眼与导弹跟踪系统。
思考：① 读案例以后，你最想说的是什么？说给你的同桌或者告诉大家。
启发：李美兰同学参观溶洞出来后的第一话是：“鬼斧神工！”，你阅读了这个案例想说什么？
② 为什么要研究结构？
启发学生回答：通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，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，,更好地服务于人类。
（2）进一步探究
① 为什么鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物？
学生看书后能够回答：这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽,叫做*凹。而老鹰眼中的*凹却有两个,这两个*凹的作用不同,其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了,能兼顾前方和侧面。
② 为什么要研究鹰眼的结构？
学生：根据鹰眼的结构,人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。
教师：“以色列对哈马斯的定点清除”说明了什么？
说明了“鹰眼”导弹系统的打击精度非常高。
3．进一步拓展：
（1）除了根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹系统以外，你还受到哪些启发？
（2）如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？
生一：“人会具有老鹰的辨别力”。
生二：“人会变成‘超人’”。
生三：“会出现新的犯罪”。
……。
师:“看来我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动物界的统治者呢？”
师：凭大脑，凭学习，人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新。现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。为了在竞争中立于不败之地，就要不断地学习。
（3）生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？
羊毛衣，潜水艇……。
让学生阅读案例：魁北克大桥的坍塌。
师：大桥坍塌的原因是什么？
生：擅自改变桥的结构。
在社会领域,也普遍存在着结构现象。
一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量, 一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
