模型設計制作過程中的“結構與設計”

設計緣起：前些年蓋的房子為了節省材料多為平頂，但是平頂樓房的房頂容易滲漏，保溫不好，現在很多地方將其改成坡頂，達到改善住宅性能和建筑物外觀視覺效果的作用。“平改坡”后居民將明顯感受到平改坡的好處，雨天也不用再為屋頂的滲漏擔心。結合這樣一種社會實際，我將房屋屋頂桁架結構的設計與制作引入到通用技術課堂，讓學生感悟結構設計和制作的思路和方法，并完成制作。

學情分析：在前面課程的學習中，學生已經了解了什么是結構、結構的受力分析、影響結構的強度與穩定性的因素等內容，學生迫切期待將所學的東西應用到具體的設計制作活動中，所以我將學生分成八組，每組分給一個房屋模型（沒有屋頂），學生根據模型自行測量房屋尺寸，設計房屋屋頂桁架。

教學目標

知識與技能：理解結構設計的方法和步驟，掌握坡頂桁架結構模型的制作方法。過程與方法：以屋頂桁架的結構設計為載體，經過構思方案和動手實踐等活動，經歷設計的一般過程，理解簡單結構設計的過程和方法

情感、態度和價值觀：體驗結構設計和制作的樂趣，提高動手能力和團隊合作意識

教學重點與難點。教學重點：結構設計的方法與步驟；教學難點：結構設計的方法與模型制作

教學資源準備。技術準備：手工曲線鋸、砂紙、砂紙板、直尺、鉛筆、桐木條（4mm*4mm*1000mm）

教學過程

一、情境創設

通過圖片展示，引導學生用簡單詞匯描述天壇和鳥巢兩個標志性建筑帶給人的感覺.

天壇祈年殿：對稱、莊嚴、氣勢雄偉。水立方：富有動感及強烈的現代感優秀的結構設計不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，這兩個建筑充分體現了結構功能與形式的統一.

設計意圖：通過圖片引入，使學生感受到由于建筑結構不同而帶給人的不同視覺感受.

二、知識學習

分析各地“平改坡”改造案例，引導學生從技術方面分析房屋采用坡屋頂的優點。設計意圖：使學生感受到技術源于生活，可以更好地利用技術改善生活條件，激發學生使用技術的興趣。

三、知識應用

1.明確坡屋頂的設計任務，提出以下問題：（1）坡屋頂的功能；（2）選擇哪種制作材料；（3）如何增加屋頂桁架結構的強度；（4）如何增加屋頂桁架結構的穩定性。增加強度：設計合理的形狀，采用合理的連結方式增加穩定性：減小桿件長細比長細比：結構的縱向長度與橫向截面的最大尺寸之比，根據設計任務，討論設計方案。

設計意圖：通過一系列的問題，引導學生最終確定方案。通過層層遞進、逐步分析、突出重點。

2.展示房屋坡屋頂桁架結構圖片，并簡單介紹各部分名稱及功能

3.引導學生繪制屋頂桁架結構的示意圖（1）展示兩個范例：簡單了解房屋的坡屋頂桁架結構設計意圖：簡單了解房屋的坡屋頂桁架結構；（2）明確四個尺寸：屋頂高度、房屋模型寬度、屋頂伸出墻體外沿前后的長度；（3）繪制屋頂桁架結構平面圖，并標注外形尺寸（寬和高）。小組配合，根據房屋模型尺寸繪制屋頂桁架結構模型

設計意圖：測量模型第二層的實際尺寸，修正原設計誤差，為準確完成屋頂桁架結構模型打好基礎。

4.桁架結構的制作：提示正確的制作步驟和制作中需注意的問題，巡視指導學生實踐操作。設計意圖：通過多媒體課件對制作步驟和重點問題進行演示，使學生能夠準確、高質量地按照設計完成模型的制作，以此突破難點。

四、課堂小結

1.請兩組學生從受力角度展示分析自己的作品；2.帶領學生回顧結構設計的一般過程（1）明確結構的功能是什么；（2）從功能的角度進行結構的強度和穩定性的分析；（3）選擇材料（包括材料的種類、形狀、尺寸）；（4）確定設計方案；（5）根據尺寸繪制圖紙；（6）制作模型或原型。

設計意圖：通過學生間交流、分析作品與回顧設計過程，幫助學生梳理知識，明確學習目標。