資源簡介

穩固結構的探析（第一課時）
嘉善三中顧問： 沈宇喆
【教材版本】
通用技術必修2《技術與設計2》（江蘇教育出版社）
【設計理念】
1.采用直觀教學法。通過試驗、舉例、圖片和實物展示，采用直觀教學方法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。通過小實驗，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穩定性。
3.立足學生的直接經驗和親身經歷。通過“做中學”，以學生的親歷情境，親手操作，親身體驗為基礎，學生自己能發現問題、提出問題、分析問題，并將所學知識應用于實際問題的解決。
【教材分析】　
本課時是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第二節“穩固結構的探析”的第1課時。該章的總體設計思路是：認識結構 探析結構 設計結構 欣賞結構 。“結構”與“設計”是該章的兩個核心概念。是對結構認識的基礎上作進一步深入的學習，而結構的穩定性則結構設計中需要考慮的重要因素之一，可使學生對結構的基本認識有一個更深入的認識與鞏固，為后續的結構的強度，結構的設計等教學奠定良好的基礎。通過利用探究，討論，對比等方法有利于提高學生創新的品質和分析能力。
【學情分析】
學生在前面的學習中已經初步掌握了結構的基本知識，而且在日常生活中，學生已經有了穩定這類概念，知道它是對物體的某方面性能的一種描述和評價，只是還沒有上升到科學的程度，還沒有系統化。因此在教學盡量多些涉及結構的穩定性的生活實例，便于師生進行互動探討，幫助學生加深對影響結構穩定因素的理解。
高二年級的學生已具備一定的探究學習能力和相關的學科基礎知識。如果從試驗入手，引導學生在解釋相關現象的同時探究原理，應該是可行的。
【教學目標】
1.知識與技能：理解結構穩定的概念以及通過實驗分析總結出影響結構穩定的主要因素。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。
2.過程與方法：通過探究、實驗、討論、分析、對比等教學方法，使學生懂得應用相關的理論知識。
3.情感、態度與價值觀：體驗學習樂趣，激發學生結構探究興趣和欲望，滲透安全教育、德育教育。創新和改進事物的結構，培養學生探究的思想和意識。滲透安全教育，德育教育。
【重點難點】
1.教學重點：影響結構穩定性的因素及提高結構穩定性的措施。
2.教學難點：理解結構穩定性的概念及利用所學知識解決有關現象。
【教學資源】
多媒體課件、照相機、不倒翁、三角形框架及四邊形框架、A字形梯、水杯陀螺等。
【教學方法】
激趣法、探究法、小組研討法。
【教學過程】
教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課： 在上課之前我們先來欣賞一段視頻。（播放搭撲克牌的視頻）教師：（觀看完幻燈片）怎么樣？是不是超級棒？要不我們也來試一試？我給大家降低難度，用撲克牌來“比高”。將學生分成小組，用撲克牌來“搭積木”，看哪一組搭得最高。在學生活動時教師用數碼相機給每一組“作品”照相。活動完后作簡單的評比。為什么我們的作品這么容易倒呢？其實原因有很多，我們來看看在日常生活中，我們時常會看到翻到在地的物體。是什么原因出現了圖上所示的現象？（展示圖片）教師：在臺風來之前它是穩定的！是什么原因出現了不平衡狀態？ [引出問題]：那到底什么樣的結構是穩定的，什么樣的結構又是不穩定的？ 觀看視頻進入游戲動手環節學生發言：這些物體失去了平衡。學生發言：是臺風把它們吹倒了！ 采用激趣法，播放視頻、動手做游戲以激發學習的熱情和積極性。引出問題導出新課
新課內容：穩固結構的探析結構的穩定性是指結構在負載的作用下，維持原有平衡狀態的能力。臺風過后，部分結構卻完好無損，這又說明，有的結構穩定，有的結構不穩定。想一想：結構的穩定性與什么因素有關？影響結構穩定性的主要因素： [實驗探究1]：[幻燈]：落地電風扇或者落地燈，它們都有一個比較大的底座。[引導學生得出結論]：結構的底座，結構與地面接觸所形成的支撐面大,穩定。一張撲克牌想讓它立在桌面上幾乎是不可能的，但如果把它對折后就能夠立在桌面上了。注意：支撐面≠接觸面。（接觸面是物體與地面接觸形成的面。支撐面是物體與地面接觸形成支撐點的連線構成的面。）[提問]：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？[教師評析]：大壩需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須要求非常穩固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩定性就越好。[板書] 穩定性與支撐面積的大小有關 [實驗探究2]：幻燈展示高蹺和不倒翁[提問]:對于這種可調節踏板的高蹺,第一次使用你會把踏板調到什么位置 [提問]:不倒翁為什么不倒？如果在它脖子上掛上一定數量的鐵環，它還會不倒嗎？[教師分析]：研究不倒翁的結構，發現不倒翁的重心很低，就在它與地面的接觸點上，所以不倒，如果往它的脖子掛上鐵環，它的重心位置升高了，當鐵環達到一定數量時，不倒翁就不再是不倒翁了。[引導學生得出結論]：重心的高低影響結構的穩定性。重心越低,穩定性越好;重心越高,穩定性越差。 [幻燈]:顯示比薩斜塔的圖片，比薩斜塔為什么不倒塌？（簡單介紹比薩斜塔。）通過分析長方體重心的垂線位置與穩定性示意圖，使學生容易理解，比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內。當塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。[引導學生得出結論]：結構的穩定性與重心位置有關。[板書]: 2.穩定性與重心的位置有關[]結構重心的位置：結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內，落在就是穩定的，沒有就是不穩定的。 [實驗探究3]：出示三角形框架及四邊形框架,提問:哪個穩定性較好 并演示其穩定性不同.讓學生對四邊形的穩定性進行改進.[提問]A字形梯為什么載人時能夠保持穩定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？[教師分析]：一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩。當連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構成了穩定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩定。[板書]：3、結構的穩定性與它的幾何形狀有關[幻燈] ：（三角形穩定性的應用）建筑中廣泛運用了三角形的穩定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節省了材料，減輕了結構的質量，又有效地加強了結構的強度和穩定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。[活動]:展示前面活動記錄的作品照片，對比看看每一組在作品最底層支撐面、重心以及結構形狀方面的處理手法。教師：現在我們可以看到在這些方面哪些組做得比較好，對不對？如果現在再讓同學們做一遍，我相信同學們會做得更好。 學生聽講 ( http: / / news. / st / 2005-06 / 30 / content_3160407_6.htm )學生觀察，得出結論 學生會動手手嘗試學生思考并回答。 學生思考并回答 學生得出結論學生思考回答并動手改進.學生聽講 將模糊的概念系統化，上升到科學的程度。將本課難點通過開頭的游戲入手，比較容易接受。這些試驗及現象都是生活中常見的，只是未與結構的穩定性聯系起來，此時加以引導，學生很容易得出結論。引用學生熟知的案例，并簡單介紹，調動學生積極性。學生有幾何知識作基礎，并動手改進，加深映像讓學生了解三角形在結構當中的普遍應用。引入前面活動，提高學生興趣，分組評論，增強集體榮譽感。
[知識拓展]1.如何增強結構的穩定性[活動]:了解“自行車的結構與功能”知道了影響結構穩定性的因素,我們就可以采取相應措施,增強結構的穩定性.那如何設計一款雪地自行車呢 [創設情境]:無意中碰翻的水杯,讓學生討論可以如何對水杯進行改進2.不穩定的結構應用學生舉例：如移動門、折疊椅等等。.倒置的啤酒瓶可以預報地震。 學生討論學生討論學生舉例說明 讓學生學會觀察生活的細節問題,學會用學過的知識來解決問題讓學生知道并不是所有的不穩定結構都應放棄，要看我們如何利用它。
課堂小結 布置任務：回顧課堂內容，引導學生整理和歸納本節內容。探究：靜止停放的自行車、摩托車要有三個支撐點才能穩定，而騎起來時，只有兩個支撐點，為什么不會倒下呢？ 歸納并總結課后思考探究問題 歸納、總結并提出問題讓學生思考了解靜止的物體與運動中的物體的穩定性是不一樣的。
[板書設計]第二章 穩固結構的探析第一節 結構與穩定性一、結構的穩定性結構的穩定性：是指結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。二、影響結構穩定性的主要因素1. 支撐面積的大小2. 重心位置3. 結構的形狀
【教學反思】
本節課的內容涉及的一般知識廣，而且抽象。因此在準備這堂課中如何使知識點立體化，又使教學過程符合學生的認知規律下了一番功夫。一開始就用視頻和游戲，激發起學生學習本節課興趣。課堂所出示的實物都是平時很容易找到的，從而讓學生明白技術就來源于生活。通過簡單的實驗過程讓學生很輕松的得出實驗結論，，從而增強了學生學習通用技術課的信心。學生的課堂參與活躍了課堂氣氛，親身實踐培養學生的動手能力。探索性的問題拓展了學生的視野，讓學生在學習過程中感到技術課的無比樂趣。
在整個教學環節中，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”。
然而整個活動又有點缺憾。就是不能做到關注每一個學生的，有些學生并沒有親自動手做，在一定程度上影響了結論的得出。

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