一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解自然界的結(jié)構(gòu),理解人們可以通過(guò)對(duì)自然界中結(jié)構(gòu)的研究,獲得很多設(shè)計(jì)的啟示和靈感。
2.了解技術(shù)領(lǐng)域和社會(huì)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu),進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)合理的意義。
3.從力學(xué)角度理解結(jié)構(gòu)。
二、教學(xué)媒體、資源的運(yùn)用
多媒體教學(xué)設(shè)備,紙板承受壓力實(shí)驗(yàn)所需要的紙板和鉤碼。
三、教學(xué)思路分析
學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的了解,對(duì)新鮮事物比較感興趣,利用這一特點(diǎn),多處設(shè)立興趣點(diǎn),層層深入,逐步展開(kāi)對(duì)自然界中結(jié)構(gòu)、仿生、技術(shù)領(lǐng)域、社會(huì)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析,最后再?gòu)囊粋€(gè)具體力學(xué)角度分析結(jié)構(gòu)。
四、教學(xué)策略
教法:在教學(xué)過(guò)程中,采用講授法、閱讀法、案例分析法和提問(wèn)法,采用讓學(xué)生共同討論、分析、交流互動(dòng)等教學(xué)形式,并始終貫穿于整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程。本課時(shí)要求學(xué)生親歷紙板承受壓力實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生盡快獲得感性認(rèn)識(shí),并上升到理性認(rèn)識(shí)。
學(xué)法:鼓勵(lì)學(xué)生自主探究和合作交流,引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié),在與他人的交流中豐富自己的思維方式,獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。
五、教學(xué)過(guò)程
(一)情景導(dǎo)入
1.(視頻放映)三個(gè)雞蛋能承受一塊木板和三塊磚頭的重量、不倒翁、比薩斜塔特殊結(jié)構(gòu),引起學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)的興趣。
2.出示課題。
3.出示教學(xué)目標(biāo),讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容有一個(gè)初步了解。
?。ǘ┳匀唤缰械慕Y(jié)構(gòu)
1.放映雪花、蜻蜓、蜘蛛網(wǎng)、蜂巢等結(jié)構(gòu)圖,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)自然界的結(jié)構(gòu)是那么的精美。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析蜂窩的結(jié)構(gòu),進(jìn)而讓學(xué)生歸納結(jié)構(gòu)概念。
2.提出問(wèn)題:為什么要研究自然界中的結(jié)構(gòu)?進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生,通過(guò)對(duì)自然界中形形色色的結(jié)構(gòu)的分析和研究,給了人們無(wú)限的創(chuàng)造靈感和啟示。人們將其成果應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域,更好地服務(wù)于人類。
3.案例分析:鳥(niǎo)與飛機(jī),讓學(xué)生分析鳥(niǎo)的哪些特點(diǎn)適合飛行,再進(jìn)行飛機(jī)與鳥(niǎo)的對(duì)比,說(shuō)明飛機(jī)是受鳥(niǎo)的啟發(fā)而發(fā)明的。
鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng),先講導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)的作用,然后再講鷹眼的特點(diǎn),并且與人的眼睛對(duì)比,從而說(shuō)明導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)是受到鷹眼結(jié)構(gòu)的啟示而發(fā)明的。
4.讓學(xué)生討論,舉出還有哪些結(jié)構(gòu)是受到自然界的結(jié)構(gòu)的啟發(fā)。學(xué)生回答,再給學(xué)生進(jìn)一步拓展,比如傘與藕葉、雷達(dá)與蝙蝠、鋸與草葉等,進(jìn)一步給學(xué)生總結(jié)通過(guò)仿制生物的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能仿生。
5.進(jìn)一步拓展:除了功能仿生,另外造型仿生,提示現(xiàn)在仿生已經(jīng)成為一門學(xué)科,給學(xué)生提供中國(guó)仿生學(xué)網(wǎng)站。
6.思考與分析:人類好多地方不如動(dòng)物,不能像鳥(niǎo)一樣在空中自由飛翔,不能像魚(yú)一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗,打斗力氣不如虎。人類為什么能成為動(dòng)物界的統(tǒng)治者呢?
總結(jié)學(xué)生回答:依靠大腦,通過(guò)學(xué)習(xí),人類把幾千年的知識(shí)在幾年、十幾年中繼承過(guò)來(lái)并在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。
?。ㄈ┘夹g(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu),由自然界拓展技術(shù)領(lǐng)域
(四)社會(huì)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu),由有形的結(jié)構(gòu)拓展到無(wú)形的社會(huì)結(jié)構(gòu)
(五)結(jié)構(gòu)合理的重要性
學(xué)生閱讀案例:魁北克大橋的坍塌。大橋坍塌的原因是由于擅自改變了橋的結(jié)構(gòu)。說(shuō)明結(jié)構(gòu)合理的重要性,教育學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有高度的責(zé)任感。
?。┝W(xué)認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)
1.力學(xué)的結(jié)構(gòu)定義:從力學(xué)角度來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài),它可以抵抗能引起其形狀和大小改變的力。
2.用電腦動(dòng)畫分析一塊豆腐的受力情況,講解引起結(jié)構(gòu)發(fā)生形狀和大小改變的原因。當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)受到超過(guò)它能承受最大外力作用時(shí),形狀和大小發(fā)生改變。進(jìn)一步總結(jié)設(shè)計(jì)物體的結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)考慮物體可能受到的外力和最大承受力。
3.讓學(xué)生分析物體的受力情況和受力的種類,讓學(xué)生上講臺(tái)用電腦對(duì)各種力與其對(duì)應(yīng)效果連線。
4.指導(dǎo)學(xué)生做“紙板承受壓力實(shí)驗(yàn)”,分析哪種形狀的紙板承受的物體最多。
?。?)學(xué)生回答,哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)? 舉例說(shuō)明這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中有什么意義。
?。?)用動(dòng)畫分析原因,引導(dǎo)學(xué)生利用已學(xué)的物理知識(shí)分析:在平面上的物體對(duì)平面的壓力等于物體本身的重力,在曲面上的物體對(duì)曲面的壓力小于物體本身的重力。
?。?)放映趙州橋影像,說(shuō)明力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。
?。ㄗ髡邌挝唬荷綎|北鎮(zhèn)中學(xué))
點(diǎn)評(píng)
本案例主要有三個(gè)閃光點(diǎn):
1.充分利用信息技術(shù)對(duì)教材進(jìn)行了挖掘和拓展。對(duì)于仿生的內(nèi)容、作用和結(jié)構(gòu)合理的意義都進(jìn)行深度的挖掘和拓展,并且提出人類憑什么能成為世界的統(tǒng)治者,引起學(xué)生思考。提供有關(guān)的網(wǎng)站和交流方式,供課下思考和查詢。
2.設(shè)置多個(gè)興趣點(diǎn),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的積極性,讓學(xué)生在討論、合作、探究、動(dòng)手中學(xué)習(xí)知識(shí),培養(yǎng)能力。
3.適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行道德教育,培養(yǎng)學(xué)生良好的思想道德情操。比如:在講人類為什么能戰(zhàn)勝動(dòng)物、魁北克大橋事件、社會(huì)結(jié)構(gòu)時(shí),都穿插對(duì)學(xué)生的道德教育。
?。c(diǎn)評(píng)人:龔峰)