資源簡(jiǎn)介

穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析
探析結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
【學(xué)科核心素養(yǎng)】
【課標(biāo)內(nèi)容要求】
通過技術(shù)體驗(yàn)或技術(shù)探究分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，幫助學(xué)生領(lǐng)悟技術(shù)原理的豐富內(nèi)涵和廣泛應(yīng)用，提高運(yùn)用技術(shù)原理分析和解決實(shí)際技術(shù)問題的能力，能夠理解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素，并能夠分析實(shí)際問題。
【學(xué)業(yè)要求】
【學(xué)情分析】
學(xué)生通過第一節(jié)“常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”的學(xué)習(xí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的概念、結(jié)構(gòu)的受力以及結(jié)構(gòu)的一般分類有了初步的認(rèn)識(shí)，且具備相應(yīng)的力學(xué)知識(shí)，會(huì)對(duì)事物進(jìn)行一般性分析，觀察能力和思維能力日趨成熟，學(xué)生對(duì)哪些因素影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有探究的欲望，只要引導(dǎo)方法得當(dāng)，學(xué)生可以很快的建立起相關(guān)的概念。
【教材分析】
本節(jié)是《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第一章第二節(jié)《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》的第一部分內(nèi)容：“探析結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性"。本章的總體設(shè)計(jì)思路是：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)→探析結(jié)構(gòu)→設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)→欣賞結(jié)構(gòu)。“結(jié)構(gòu)”和“設(shè)計(jì)”共同構(gòu)成本單元兩個(gè)核心概念，結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了“空間”的概念，本課是在結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步深入的學(xué)習(xí)，而結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性則是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素之一，可使學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)與鞏固，為后續(xù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)。本節(jié)主要探討結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的概念，以及影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。在上節(jié)課的基礎(chǔ)上探討結(jié)構(gòu)受到外力時(shí)，其穩(wěn)定狀態(tài)是否會(huì)改變，會(huì)如何改變，如何才能保證結(jié)構(gòu)在受到外力時(shí)能保持平衡，是本節(jié)課的主要內(nèi)容。
教材通過馬上行動(dòng)、案例分析、探究、小試驗(yàn)及閱讀等手段引導(dǎo)學(xué)生理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，這樣不僅可以使學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)的基本概念有更深的認(rèn)識(shí)，而且也為以后結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等奠定了良好基礎(chǔ)。
【教學(xué)目標(biāo)】
了解什么是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)；理解影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有三個(gè)主要因素；能夠?qū)?jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行正確分析，對(duì)穩(wěn)定不合理結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)意見。 參與簡(jiǎn)單的技術(shù)試驗(yàn)過程，能用簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)；觀察不同的結(jié)構(gòu)，通過探究、試驗(yàn)、討論、分析等方法學(xué)會(huì)分析實(shí)際問題；能對(duì)常見的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并動(dòng)手改造和革新事物的結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)提出合理化的設(shè)計(jì)。
在探究試驗(yàn)過程中增強(qiáng)合作交流的意識(shí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂趣；通過結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性討論，增強(qiáng)技術(shù)安全的意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
教學(xué)重點(diǎn)：能依據(jù)相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
教學(xué)難點(diǎn)：理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念及其影響因素，并能夠分析實(shí)際問題。
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【教學(xué)準(zhǔn)備】
教學(xué)課件，一次性木筷子、木條、納米膠、膠布、膠水、若干細(xì)繩等、美工刀、若干鉤碼等。
【教學(xué)實(shí)施】
一、引入新課
演示平衡小實(shí)驗(yàn)---“如何利用牙簽支撐起叉子”
思考：剛才的小實(shí)驗(yàn)中的叉子是如何保持穩(wěn)定的？
這個(gè)小實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出了該結(jié)構(gòu)的具有穩(wěn)定性，那么如何使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定性呢？今天我們就來共同體驗(yàn)學(xué)習(xí)。
學(xué)生活動(dòng)：觀看實(shí)驗(yàn)，思考問題
設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)小魔術(shù)的方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，從而調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
二、新課講授
1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念
上節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了《常見結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)》，我們了解到任何結(jié)構(gòu)都會(huì)受到力的作用，那么結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就是指結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。
學(xué)生活動(dòng):了解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的含義。
有些結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定，有些結(jié)構(gòu)則不具備穩(wěn)定性，那么影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素又有哪些呢？日常生活中有一些支撐結(jié)構(gòu)，如起重機(jī)、消防云梯，這些結(jié)構(gòu)不僅要伸出很長(zhǎng)的臂，而且要承受較大的力，這種結(jié)構(gòu)就是懸臂結(jié)構(gòu)，下面我們通過懸臂結(jié)構(gòu)來找一找影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素。
2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素
【技術(shù)體驗(yàn)】懸臂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性體驗(yàn)
體驗(yàn)?zāi)康模后w驗(yàn)懸臂機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性
問題分析：懸臂結(jié)構(gòu)的物體是怎么樣保持穩(wěn)定的？我們可以通過類似的懸臂結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分析。
活動(dòng)準(zhǔn)備：一次性木筷子、納米膠、膠布、膠水、若干細(xì)繩等、美工刀、若干鉤碼等。
活動(dòng)過程：
1.分小組設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)給出的結(jié)構(gòu)方案制作懸臂結(jié)構(gòu)。
2.在懸臂結(jié)構(gòu)前端逐步懸掛鉤碼，觀察并記錄懸臂結(jié)構(gòu)傾倒時(shí)所掛鉤碼的質(zhì)量。
學(xué)生活動(dòng):了解懸臂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以小組為單位搭建懸臂，結(jié)合提出的問題在搭建好的懸臂結(jié)構(gòu)上進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，并回答問題。
設(shè)計(jì)意圖：通過技術(shù)體驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)懸臂結(jié)構(gòu)并初次測(cè)試結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使學(xué)生能夠主動(dòng)探究問題，并在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問題，為下面探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素打下基礎(chǔ)。
【思考討論】
問題1：懸掛鉤碼到一定數(shù)量后，懸臂結(jié)構(gòu)狀態(tài)有什么變化？
穩(wěn)定狀態(tài)不是絕對(duì)不變，而是指受干擾后，允許狀態(tài)有所變動(dòng)，當(dāng)干擾消失后能重新恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，稱為穩(wěn)定。不能回到原有的平衡狀態(tài)，稱為不穩(wěn)定。
問題2：對(duì)比各小組的懸臂結(jié)構(gòu)在傾倒時(shí)，所掛鉤碼質(zhì)量是否相同？這些結(jié)構(gòu)在形狀上有什么特點(diǎn)？
結(jié)論1：結(jié)構(gòu)的形狀影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，三角形具有良好的穩(wěn)定性。
學(xué)生活動(dòng):嘗試總結(jié)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素：結(jié)構(gòu)形狀。
問題3：再不改變懸臂結(jié)構(gòu)形狀的前提下，如何提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？這個(gè)方法主要作用是什么呢？
學(xué)生活動(dòng):小組活動(dòng)在不改變結(jié)構(gòu)的前提下提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并嘗試總結(jié)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素：結(jié)構(gòu)重心位置，并舉例。思考問題并嘗試回答。
結(jié)論2：結(jié)構(gòu)重心的位置影響著結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，重心越低結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。
生活中有哪些物品的結(jié)構(gòu)是通過降低重心來提高穩(wěn)定性的呢？
【結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件】
按照剛才們總結(jié)的結(jié)論，如果想要結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，那我們就不斷的降低重心，這樣做可以嗎？
演示活動(dòng)：結(jié)構(gòu)重心垂線位置的變化
學(xué)生活動(dòng):觀看演示活動(dòng)，找出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件：結(jié)構(gòu)重心所在點(diǎn)的垂足是否落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，落在底面范圍內(nèi)就是穩(wěn)定的，反之就是不穩(wěn)定的。
這里我們要區(qū)分兩個(gè)概念：支撐面和接觸面。
利用水瓶和凳子做演示說面：
問題4：除了在懸臂結(jié)構(gòu)的其他位置加重物，還有其他的方法可以提高懸臂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性嗎？(可以改變結(jié)構(gòu)）
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生嘗試改變結(jié)構(gòu)來提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嘗試總結(jié)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素：支撐面的大小
結(jié)論3：在其他條件不變的情況下，結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面越大，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。
設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)中堅(jiān)持以學(xué)生為主體，全程貫徹以教師為引導(dǎo)，以體驗(yàn)為紅線，以思維為主攻。學(xué)生根據(jù)實(shí)踐探究問題，每一個(gè)問題對(duì)應(yīng)著一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從而讓學(xué)生逐步找到影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，體驗(yàn)活動(dòng)也加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。
通過學(xué)習(xí)我么認(rèn)識(shí)到了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件及影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素。
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
思考：同學(xué)們，你們能用今天所學(xué)的知識(shí)解釋小魔術(shù)中的叉子是如何保持穩(wěn)定的嗎？
本節(jié)課主要探討了影響靜態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，那么結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定性條件也是不同的。
設(shè)計(jì)意圖：在深入學(xué)習(xí)了影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素方面的知識(shí)后，讓學(xué)生再來回來引入課程提提出的問題，不但緊扣本節(jié)課的主題也讓學(xué)生進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的掌握。
【課堂小結(jié)】
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是相互關(guān)聯(lián)的，需要綜合考慮各種因素來討論結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
三、課后延伸實(shí)踐活動(dòng)
上節(jié)課同學(xué)們分小組制作了簡(jiǎn)易相框，但是這個(gè)相框缺少支架，今天我們學(xué)習(xí)了影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的因素及條件，接下來請(qǐng)同學(xué)們?yōu)樽约旱南嗫蛟O(shè)計(jì)一個(gè)合適的支架來提高相框的穩(wěn)定性吧。
學(xué)生活動(dòng):課后活動(dòng)，利用所學(xué)知識(shí)為小組制作的相框設(shè)計(jì)一款合適支架。
設(shè)計(jì)意圖：在深入學(xué)習(xí)了影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素方面的知識(shí)后，設(shè)置這個(gè)課后作業(yè)，主要是為了讓學(xué)生能夠?qū)⒈竟?jié)課所學(xué)知識(shí)直接應(yīng)用于日常生活，學(xué)生在實(shí)踐的過程中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化，對(duì)技術(shù)問題有一定的感知與體悟，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
我們?cè)O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，讓它具備良好的穩(wěn)定性，是為了服務(wù)于人類；同樣的要讓我們自己也要具備良好的“穩(wěn)定性”，我們要降低自己情緒的“重心”，增大我們承受力的“支撐面”，讓自己像三角形一樣“穩(wěn)定”不要被不良情緒左右，希望同學(xué)們成為穩(wěn)定情緒的掌控者！
教學(xué)反思
本任務(wù)難點(diǎn)是要理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念及其影響因素，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)下一節(jié)課的知識(shí)后，會(huì)對(duì)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的概念混淆不清。因此在本節(jié)課中，需要通過技術(shù)體驗(yàn)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)穩(wěn)定性概念的理解。

展開更多......

收起↑