构建校本课程：结构类型及建模

一、教学资源分析

教学资源包括结构的类型理论知识和犀牛建模相关操作指导两大部分。结构的类型理论知识除了教材外，还包括“学生学习手册”PPT 课件，介绍了常见结构的拓展知识；犀牛建模相关操作指导主要是微课教程，包括三种结构类型建模范例操作过程的微视频。

应用信息技术来加工、表达构思与创意，使用信息技术手段体验设计的一般过程。

二、学生情况分析

在理论知识方面，学生已经学过高中物理的部分力学知识，对本章结构问题的学习具备一定的力学基础，但不能准确区分结构类型，特别是壳体结构的特点不易把握。

在建模方面，学生经过一阶段的学习，初步掌握了犀牛软件的基础使用方法，可以用犀牛软件进行简单模型的构建。

三、教学设计整体思路

本节课内容比较丰富，贴近学生生活实际，既能促进学生动脑思考又能促进学生动手实践，能激发学生探究和创造的兴趣。STEAM 理论倡导学生超学科学习概念，注重在学科之间，互相支撑，互相补充，共同发展。为此，根据新课程理念，结合我校通用技术学科为青岛市实验基地项目，把本课内容进行创新设计，将犀牛3D 建模应用到结构类型的教学中，实现信息技术与通用技术的整合，既有理论基础知识的自主学习，又有手脑结合的实践项目，在作品创作方面，进行创客项目，先有方案的创新构思，再进行3D 设计结构建模，充分培养了学生的自主学习能力、合作能力和手脑结合的实践创新能力，提高了学生的创新意识，培养了学生的创新能力、团队合作精神，提升学生的核心素养。

四、教学目标分析

1.通过自主学习教材及《学习手册》，了解结构的类型及特点，理解不同结构类型具有不同的受力特点。

2.通过合作学习掌握用使用犀牛软件（Rhino）构建不同类型结构，培养学生研究结构的兴趣。

3.激发学生的创新意识，培训学生使用信息技术表达创意的能力，体验创新带来的成就感。

五、教学重点难点

重点：结构的类型及其受力特点。

难点：不同结构类型的建模。

六、课时安排

1 课时

七、教学流程

八、教学过程

（一）导入新课

生活中，结构无处不在，一个设计合理的结构要能承受外界的各种作用力，能抵抗各种变形，形形色色的结构怎么分类？用犀牛软件怎样对结构建模？让我们一起走进本节课：常见结构的认识（第二课时）——结构的类型及结构建模。

（二）讲授新课

1.自主学习，夯实理论基础。

结构的分类很多，从力学架构与形态方面考虑，通常有实体结构、框架结构、壳体结构等基础类型。

学生结合教材，自主学习《结构的类型及结构建模》学习手册，完成学习手册上第8 页马上行动表格的填写，时间5 分钟。

马上行动：判断表中所列事物的结构类型，在对应栏用a、b、c、d 填空，并归纳不同结构类型的受力特点。

2.小组讨论，设计构思草图。

小组讨论：哪些结构类型可以盛放鲜花？

设计构思草图：为家居环境设计盛放鲜花的结构，绘制出草图。

☆要求：至少设计两种不同的结构类型。(www.xing528.com)

☆时间：5 分钟。

☆组内推荐交流作品。

展示交流设计的结构草图。

3.学习微课，体验结构建模。

教师先展示范例建模流程。

壳体结构建模范例：

框架结构建模范例：

组合结构建模范例：

其次，学生进行结构建模。

☆方案一：在犀牛中将自己设计的草图进行结构建模（推荐）。

☆方案二：任选微课中给出的两种结构类型，体验结构建模。

☆时间：15 分钟。

☆组内交流推荐作品（注：先完成任务的同学充当小组长角色，协助老师解答本组同学提出的疑问并进行建模指导）。

最后，进行交流与评价。

☆组内：推选出组内的代表作品，供组间交流学习。

☆组间：欣赏推选的作品代表，用掌声给予鼓励。

（三）课堂小结

本节课你收获了什么？

学生回顾本课所学基础知识和建模体验过程，梳理本课知识要领。

1.结构的类型：实体结构、框架结构、壳体结构及组合结构。

2.结构建模：可参考的建模方法有放样、以平面曲线建立曲面、挤出曲线、阵列、复制等。

学生回答问题，老师做补充。

教师小结：通过本节课的学习，我们既掌握了结构的类型基本理论知识，也初步尝试了不同类型结构的简单建模，随着犀牛建模的深入学习，后期我们可以构建出更多更富创意的结构模型并实现3D 打印，请同学们充分发挥你的创造力，期待分享你们更优秀的3D 作品！

九、教学反思

本课教学内容为结构的类型第二课时，围绕两部分内容展开：结构的类型、结构建模。两部分内容对应两种学习方法——自主学习、合作学习。结构的类型理论部分以自主学习的形式进行，结构建模则采用合作学习的方式，先完成任务的同学充当小组长角色，辅助老师对本组同学进行答疑和操作指导。整堂课既有理论知识的学习，又有实践活动的体验，学生参与度很高，都能积极投入到本课的学习中，取得良好的教学效果。

结构类型如能结合学生身边实例加以引导会更有助于学生理解。建模部分最后交流展示环节，只选取了部分小组代表展示交流，如能让每个小组的代表作品都进行展示，效果会更好。

十、教学评价

本节课将理论知识和实践操作相结合，利用信息技术来进行结构建模，让学生更好地理解结构的受力，是应用信息技术手段进行通用技术教学的有益尝试，实现了信息技术与通用技术的完美整合，学生参与程度高，学生的投入程度高，较好的达成了教学目标。本节课成功的前提是学生对结构建模软件——犀牛（Rhino）软件已经熟练掌握，这对学校机房和学生都提出了更高的要求，本次课例是一次有益的探索和尝试，值得学习。

教师结合课堂教学的具体内容，采用直接讲解、间接渗透、学生相互交流等方式，活动的内容和形式贴近学生的生活实际，符合学生的认知水平和生活经验。注重引导学生思考，师生交往是多向式、交互式的，既有师生的交往，又有生生的交往，这种师生与生生间的多向交往满足了学生的求知欲，发挥了学生的主观能动性，也提高了学生的智力活动水平。