資源簡介

(共63張PPT)
穩固結構的探析
教學目標
知識與技能：了解影響結構穩定性和強度的主要因素；能通過技術試驗分析影響結構的穩定性和強度的因素，并寫出試驗報告或總結；理解結構與功能的關系；能對事物的結構進行分析，對結構提出合理化的設計，并動手改造和革新事物的結構。
過程與方法：通過簡單的技術試驗過程，學會簡單的技術試驗方法，培養科學的思維方式；通過探究、實驗、討論、分析等方法，使學生懂得應用相關的理論知識。
情感態度與價值觀：通過分析討論等得到結論，培養學生的探究、實驗、分析問題的能力，提高學生學習結構與設計的興趣，滲透安全教育；創新和改進事物的結構，使其更能為百姓服務，體現人文關懷。
教學重難點
教學重點：能通過技術試驗分析影響結構的穩定性和強度的因素。
教學難點：利用所學知識解決有關現象。
教學方法與手段
1.采用直觀教學法。通過試驗、舉例、圖片和實物展示，讓學生親身體會和感受，激發學生的學習興趣和促進對相關概念的理解。
2.采用探究式教學方法。通過小試驗和探究，結合案例分析，激發學生探究熱情，提高學生掌握相關知識的效率。
第一課時
結構是指事物各個組成部分之家的有序搭配和排列。
從力學角度來說，結構是指可以承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形態和大小改變的力。
　　根據物體的結構形態，通常將結構分為實體結構、框架結構和殼體結構三種基本類型。
復習
穩固結構的探析
小游戲
游戲規則：兩名學生相對站立，伸出手臂，手掌相對，用力推擊對方手掌或閃躲對方手掌，腳步挪動者輸。
結構穩定性是指在負載（外力）的作用下維持其原有的平衡狀態的能力。
請列舉日常生活中一些不穩定結構的例子。
結構的穩定性
試驗1：裝著半瓶水的A礦泉水瓶和裝滿一瓶水的B礦泉水瓶 ，用同樣大小的力分別輕推兩個礦泉水瓶 。
影響結構穩定性的主要因素
重心越低，穩定性越好；重心越高，穩定性越差。
舉例。
影響結構穩定性的主要因素
試驗2：將裝著等量少量水的A、B兩個礦泉水瓶一正一倒放置在講臺上，用電風扇吹。
結構與地面接觸所形成的支撐面越大越穩定。也就是結構的底座越大，結構越穩定。
舉例
影響結構穩定性的主要因素
試驗3：用橡皮泥捏成長方體的穩定狀態。再調整橡皮泥的形狀，捏成逐漸向右傾斜，然后觀察橡皮泥的穩定性。
影響結構穩定性的主要因素
對一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。
影響結構穩定性的主要因素
試驗4：測試用樂高積木搭建的三角形和正方形結構的穩定性。
影響結構穩定性的主要因素
結構的形狀不同，其穩定性也不同。
閱讀書本P15頁“桁架與穩定性”的內容。
舉例
影響結構穩定性的主要因素
探究1：屏風為什么擺成Ｚ字型，而不擺成一字型？
影響結構穩定性的主要因素
探究2：分析不倒翁為什么不會倒？
影響結構穩定性的主要因素
探究3：分析A字形梯載人時能保持穩定的原因。如果沒有梯子中間的拉桿將會怎樣？
影響結構穩定性的主要因素
探究4：比薩斜塔。
影響結構穩定性的主要因素
影響結構穩定性的因素是相互聯系的，需要綜合考慮各種因素來討論。
影響結構穩定性的主要因素
探究5：運動狀態下的自行車是如何保持平平衡的。
結構穩定性的應用
舉例結構穩定性的應用。
舉例結構不穩定性的應用。
課堂小結
影響結構穩定性的主要因素
重心位置的高低
結構與地面接觸所形成的支撐面的大小
結構的形狀
課后作業
設計一個簡易的壁掛式書架，綜合考慮它的穩定性和強度。如果家庭或班級需要，可以選擇合適的材料加以制作。
第二課時
結構與強度
試驗1：試坐一個硬紙板做的簡易凳子和一個差不多大小的木質凳子。
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
結構強度與穩定性的區別。
事　　件 結 果 原 因
分別在硬紙板做的三棱柱和四棱柱上不斷加掛相同質量的重物。
　　分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質量的重物。 　　
　　沿著垂直于中心線的方向撞擊一根完整的鋼管與用同樣的方法撞擊一根中間有焊接縫的鋼管。
結構與強度
探究 1：空調外機在戶外是如何固定的？
影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料和構件之間的連接方式。
影響結構強度的主要因素
飲料瓶上橫向紋路有何作用 ？
　　增加瓶子的強度，受力不容易變形；增大手與瓶子間的摩擦力。
影響結構強度的主要因素
鉆石為什么有那么高的硬度？
影響結構強度的主要因素
恐龍為何能承受自身巨大重量 ？
拱形結構可以承受比較大的力。
影響結構強度的主要因素
不同形狀的結構所能承受力的程度是不一樣的。
影響結構強度的主要因素
試驗2：拿兩張A4紙，一張對折，一張折成曲折形狀，以兩堆書做橋墩，分別把兩張紙做橋面，用一元硬幣測試橋面強度。
結構的外形相同，構件的截面不同，其強度也不同。
影響結構強度的主要因素
比一比：比較硬紙板做的、塑料的、木制的、鐵制的小凳，強度如何。
不同材料構成的結構，其強度各不相同。
影響結構強度的主要因素
探究2：現代社會的高樓大廈大都是鋼筋混泥土結構，為何要采用鋼筋混泥土結構。
不同材料的各種性能不同，我們可以結合多種材料，形成牢固的結構。
影響結構強度的主要因素
影響結構強度的主要因素
　　結構構件的連接通常有以下兩類：
　　1、鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等，如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。
　　2、剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等。
馬上行動
構件的連接方式不同，結構的強度也不同。
影響結構強度的主要因素
1、結構的形狀
2、使用的材料
3、構件之間的連接方式
結構與功能
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的改變可能導致功能的變化。
結構與功能
舉例
結構與功能
結構與功能
思考：你還能對自行車的結構做哪些改變？
水陸兩用自行車
課堂小結
穩固結構的探析
結構與穩定性
結構與強度
結構與功能
重心
底座
形狀
形狀
材料
連接
課后作業
觀察生活中的各種結構，思考哪種結構可以做出改變，從而實現其他的功能，并把這一設想寫成一份創意報告。如果切實可行的，可以制作出來，參加青少年科技創新大賽。《穩固結構的探析》
一、教學目標
知識與技能：了解影響結構穩定性和強度的主要因素；能通過技術試驗分析影響結構的穩定性和強度的因素，并寫出試驗報告或總結；理解結構與功能的關系；能對事物的結構進行分析，并動手改造和革新事物的結構，對結構提出合理化的設計。
過程與方法：通過簡單的技術試驗過程，學會簡單的技術試驗方法，培養科學的思維方式；通過探究、實驗、討論、分析等方法，使學生懂得應用相關的理論知識。
情感態度與價值觀：通過分析討論等得到結論，培養學生的探究、實驗、分析問題的能力，提高學生學習結構與設計的興趣，滲透安全教育；創新和改進事物的結構，使其更能為百姓服務，體現人文關懷。
二、教學重難點
教學重點：能通過技術試驗分析影響結構的穩定性和強度的因素。
教學難點：利用所學知識解決有關現象。
三、教學方法與手段
1.采用直觀教學法。通過試驗、舉例、圖片和實物展示，讓學生親身體會和感受，激發學生的學習興趣和促進對相關概念的理解。
2.采用探究式教學方法。通過小試驗和探究，結合案例分析，激發學生探究熱情，提高學生掌握相關知識的效率。
四、教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 媒體運用 設計意圖
結構與
穩定性
（45分鐘） [導入]：展示圖片，讓學生回答這些結構的類型，并回答結構是什么？[板書]：穩固結構的探析一、結構與穩定性小游戲：兩名學生相對站立，伸出手臂，手掌相對，用力推擊對方手掌或閃躲對方手掌，腳步挪動者輸。[板書]：結構與穩定性引入結構穩定性的概念：在負載（外力）的作用下維持其原有的平衡狀態的能力。1、結構的穩定性案例1：播放《真實的謊言》視頻片段。請學生舉例日常生活中一些不穩定結構的例子。 學生回答。兩名學生做游戲。學生欣賞視頻。學生舉例。 PPT展示圖片。PPT展示游戲規則。PPT展示概念。播放視頻。 通過回顧，加深對結構的認識，為接下來穩固結構的學習奠定基礎。以活動的形式能有效的集中學生的注意力，也有助于對結構穩定性概念的理解。通過視頻，更生動地展示不穩定結構的例子，吸引學生學習的興趣。
結構與
穩定性
（45分鐘） 總結原因：物體受到外力的作用，原有的平衡狀態被打破而出現的不穩定現象。2、影響結構穩定性的主要因素試驗1：將裝著半瓶水的A礦泉水瓶和裝滿一瓶水的B礦泉水瓶放置在講臺上，請兩個學生上來用同樣大小的力分別輕推兩個礦泉水瓶，觀察哪個更容易倒。請學生分析原因。得出結論：重心越低，穩定性越好；重心越高，穩定性越差。請學生舉例：哪些結構體現了重心越低越穩定。教師歸納總結：獨角茶幾、落地電風扇等。試驗2：將裝著等量少量水的A、B兩個礦泉水瓶一正一倒放置在講臺上，用電風扇吹。觀察哪個先倒。請學生分析原因。得出結論：結構與地面接觸所形成的支撐面越大越穩定。也就是結構的底座越大，結構越穩定。請學生舉例：哪些結構體現了底座越大穩定。教師歸納總結：高塔、建筑、橋梁等。試驗3：用橡皮泥捏成長方體的穩定狀態。再調整橡皮泥的形狀，捏成逐漸向右傾斜，然后觀察橡皮泥的穩定性。當超過某一個角度后橡皮泥長方體出現傾倒。請學生分析原因。得出結論：對一個結構而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，不會出現傾倒。試驗4：展示用樂高積木搭建的三角形和正方形結構，請學生上來測試穩定性，并分析原因。得出結論：結構的形狀不同，其穩定性也不同。請學生閱讀書本P15頁“桁架與穩定性”的內容。請學生舉例日常生活中的三角形結構。教師歸納總結：三角架、自行車架等。 兩名學生上臺試驗，回答問題；其余學生觀看、思考。學生舉例回答。學生觀看試驗，思考并回答問題。學生舉例回答。學生分析回答。學生試驗，并分析回答。學生閱讀。學生舉例。 PPT展示結論。PPT展示圖片。PPT展示結論。PPT展示圖片。PPT展示結論。PPT展示結論。 通過試驗，直觀地得出結論，在“做中學”也可以讓學生掌握得更牢固。通過試驗，直觀地得出結論，清晰易懂，印象又深刻。用橡皮泥來做這個試驗，既容易操作，又能看出變化，結果顯示明顯。樂高積木對我校學生非常熟悉，搭建簡單，顯示的效果也明顯。
結構與
穩定性
（45分鐘） 探究1：屏風為什么擺成Ｚ字型，而不擺成一字型？請學生分析回答。探究2：分析不倒翁為什么不會倒？請學生分析回答。教師播放不倒翁不會倒的動畫。探究3：分析A字形梯載人時能保持穩定的原因。如果沒有梯子中間的拉桿將會怎樣？探究4：比薩斜塔。教師詢問學生對比薩斜塔的了解。播放視頻：比薩斜塔。教師總結：影響結構穩定性的因素是相互聯系的，需要綜合考慮各種因素來討論。探究5：運動狀態下的自行車是如何保持平平衡的。教師分析、點評，得出結論：物體運動狀態下和靜止狀態下保持平衡的條件是不一樣的。3、結構穩定性的應用請學生舉例結構穩定性的應用。請學生舉例結構不穩定性的應用。教師歸納總結。 學生分析回答。學生分析回答。學生觀看動畫。學生分析回答。學生回答問題。學生欣賞視頻。學生分析回答。學生舉例回答。學生舉例回答。 PPT展示問題。PPT展示問題。播放動畫。PPT展示問題。播放視頻。PPT展示結論。PPT展示問題。PPT展示結論。PPT展示問題。 通過一系列的探究問題，讓學生深入掌握影響結構穩定性的三個主要因素，并能學以致用。通過比薩斜塔的視頻，既拓展了學生對結構穩定性的認識，又對外國的一個經典結構有了了解。通過結構穩定性和不穩定性應用的舉例，讓學生了解結構穩定性的重要性。
結構與
強度（30分鐘） 二、結構與強度試驗1：教師展示一個硬紙板做的簡易凳子和一個差不多大小的木質凳子，請一個同學上來分別坐一下。引入結構強度的概念：結構具有的抵抗被外力破壞的能力。[板書]：結構與強度請學生說明：結構強度與穩定性的區別。教師總結。結構的強度學生根據生活經驗，回答PPT上的填表題。探究 1：空調外機在戶外是如何固定的？ 學生試驗。學生說明。學生回答問題。學生回答問題。 PPT展示概念。PPT展示區別。PPT展示問題。PPT展示問題。 通過親身試驗，引入強度概念，理解更深刻。通過填表題和探究，得出影響結構強度的三個主要因素，效果更好。
結構與
強度（30分鐘） 得出結論：影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料和構件之間的連接方式。2、影響結構強度的主要因素①結構的形狀展示各種飲料瓶，請學生分析飲料瓶上橫向紋路有何作用。展示鉆石圖片，請學生分析其硬度高的原因。請學生舉例生活中的三角形結構，如校報告廳屋頂等。展示恐龍圖片，請學生分析恐龍為何能承受自身巨大重量。請學生舉例生活中的拱形結構。得出結論：不同形狀的結構所能承受力的程度是不一樣的。試驗2：拿兩張A4紙，一張對折，一張折成曲折的形狀，以兩堆書做橋墩，分別把兩張紙做橋面，然后請學生上來拿一元硬幣測試強度。請學生分析原因。得出結論：結構的外形相同，構件的截面不一樣，其強度也不一樣。②結構的材料比一比：從試驗1中的凳子引出，要學生比較硬紙板做的、塑料的、木制的、鐵制的小凳，強度如何。得出結論：不同材料構成的結構，其強度各不相同。探究2：現代社會的高樓大廈大都是鋼筋混泥土結構，為何要采用鋼筋混泥土結構。得出結論：不同材料的各種性能不同，我們可以結合多種材料，形成牢固的結構。③構件之間的連接方式教師展示實物折疊傘、門、小木凳、鐵凳等，引導學生觀察這些結構構件之間的連接方式，并進行歸納分類。鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動，具體有松螺栓、松鉚等，如折疊傘傘骨間的連接、門與門框的連接等。 學生分析并問答問題。學生分析并問答問題。學生舉例回答。學生分析并問答問題。學生舉例回答。學生試驗并回答問題。學生回答問題。學生分析并回答問題。學生觀察并進行分類。 PPT展示結論。PPT展示圖片。PPT展示圖片。PPT展示結論。PPT展示結論。PPT展示問題。PPT展示結論。PPT展示問題。PPT展示結論。PPT展示內容。 通過一系列的展示分析，深刻了解不同形狀的結構強度也不同。通過試驗，直觀展示截面形狀不同強度也不同這一結論。通過比較和探究，讓學生更好地了解材料對強度的影響。
結構與
強度（30分鐘） 　　剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等，如固定鐵床架的連接、不可移動的桌腿與桌面的連接等。馬上行動：書本P20頁馬上行動的第3小題。得出結論：構件的連接方式不同，結構的強度也不同。 學生思考并回答問題。 PPT展示內容。PPT展示結論。 通過馬上行動，讓學生學以致用。
結構與
功能
（15分鐘） 三、結構與功能[板書]：結構與功能教師舉例：直傘撐開和收起來有不同功能。（展示實物）教師：結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的改變可能導致功能的變化。教師舉例：固定結構的起子，它的功能往往是單一的。如果把固定結構改為組裝結構，則可以實現多種功能。（展示實物）請學生列舉生活中結構改變導致功能改變的事例。如沙發床、折疊小凳、折疊椅等。展示自行車的發展史圖片，引導學生加深認識結構的變化帶來功能上的變化。請學生發揮創意，思考并回答還能對自行車的結構做哪些改變。播放視頻：水陸兩用自行車。引導學生認識：創新的可貴。 學生舉例回答。學生欣賞圖片，并思考回答問題。學生欣賞視頻。 PPT展示內容。PPT展示圖片。播放視頻。 通過傘、起子兩個實物的展示、學生舉例以及自行車的例子，讓學生深刻認識創新的可貴，引導學生在日常生活中注意觀察，注重創新。
課堂小結 總結：影響結構穩定性的三個主要因素，影響結構強度的三個主要因素，結構對功能的影響。 PPT展示小結內容。
課后作業 1、設計一個簡易的壁掛式書架，綜合考慮它的穩定性和強度。如果家庭或班級需要，可以選擇合適的材料加以制作。2、觀察生活中的各種結構，思考哪種結構可以做出改變，從而實現其他的功能，并把這一設想寫成一份創意報告。如果切實可行的，可以制作出來，參加青少年科技創新大賽。 學生課后完成作業。 PPT展示作業內容。 通過與生活較貼近、比較有用又可以完成的作業，提高學生完成作業的興趣。

五、教學反思
本節的內容涉及的一般知識廣，而且抽象。因此在準備這堂課時，如何使知識點立體化，還要使教學過程符合學生的認知規律，必須下一番功夫。
為了更好地體現本節課的知識，一些試驗的選擇我考慮再三。比如在處理結構穩定的的條件“重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內”，我受女兒玩橡皮泥的啟發，反復思考后，通過不斷調整橡皮泥的形態，使重心位置不斷偏移，演示出傾倒的臨界狀態，效果比較好。
學習過程不是學習者被動地接受知識，而是積極地構建知識的過程。所以在課堂中，我堅持做到不要讓學生總在聽，還要讓他們動，既動手，又動腦。在一定程度上實現了“做中學”和“學中做”。另外在試驗的器材選擇上一定要精心選擇，以適用經濟方便為原則。讓學生感覺到我們學到的知識，來源于生活，又高于生活。這樣課堂效果比較好。

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