資源簡介

《探究結構的穩定性》教學設計
一、 教材分析
本節是《技術與設計2》第一章第三節《結構強度與穩定性》的內容，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。本課是在結構認識的基礎上作進一步深入的學習，而結構的穩定性則是結構設計中需要考慮的重要因素之一，可使學生對結構有一個更深入的認識與鞏固，為后續結構的設計等教學奠定良好的基礎。
二、 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，因此在教學中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。學生對三角形結構的結實穩固和物體結構的重心越低越穩定相關知識已經通過其它學科有所了解，但對于影響結構穩定性的因素缺乏系統認知。
三、 核心素養教學目標：
生命觀念：通過探究試驗，引導學生掌握影響結構穩定性的主要因素，理解穩定結構與人類生產生活的有機聯系，增強技術意識。
科學思維，科學探究：運用系統分析的方法，針對某一結構的穩定性進行要素分析；讓學生領悟穩定性結構的實際運用，培養工程思維。
社會責任：通過綜合分析技術問題，讓學生能提出符合設計原則且具有一定創造性的構思方案，進行創新設計。根據構思方案設計出具有穩定性的框架結構作品，培養物化能力。
四、 教學重點、難點
重點：分析影響結構穩定性的主要因素。
難點：利用影響結構穩定性的主要因素對簡單結構進行穩定性分析。
五、 教學策略
在教學中為了使學生掌握相關知識，必須以“影響結構穩定性的主要因素”為主線，并以這條主線進行展開。探究三個因素時，分別采用分組試驗、演示試驗及對比試驗三種不同的試驗方法來進行。通過創設情境、探究試驗，圖片舉例和實物展示激發學生的學習興趣和創造靈感，以達到應用知識的目的。特別需要指出的是，進行探究試驗時，采用“控制變量法”，即探究支撐面積對結構穩定性的影響時，控制兩個模型的重心位置相同。探究重心高低對結構穩定性的影響時，設計模型科學嚴謹，控制支撐面積相同的同時，確保了模型質量相同，消除了學生認為影響因素是質量的大小而并非重心位置的高低。此外，教學過程中利用“制作雞蛋托結構作品”滲透對學生的生活教育，讓學生在掌握知識的基礎上，制作作品，學以致用，讓學生體會技術設計產品來源于生活，服務于生活。
六、 教學資源
多媒體輔助教學、自制教具多邊形模型、自制教具小桌模型、自制教具簡易穩定性測試儀、自制教具物體穩定實驗儀以及其他活動材料。
七、 教學過程
環節 教師活動 學生活動 設計意圖
游戲導入 三個學生進行游戲展示，一人單腿站立，一人雙腿站立，第三個推動前兩個學生，看誰更穩？ 學生觀看游戲，很容易得出：雙腿站立更穩定。 利用做游戲導入課堂，更容易激發學生學習的興趣。
自學新知 先引導學生積極發言，說出自己對穩定的理解。然后讓學生閱讀課本，自己找出穩定性的定義，檢驗自己的想法是否正確。以不倒翁為例，對穩定性的定義進行解讀。 學生現根據自己理解說出什么是穩定，然后自主學習課本內容，找出問題答案。 學生通過自學，驗證自己的想法，再通過實物展示幫助學生加深理解
引導探究 試驗1：先讓同學們猜測模型A和B哪個穩定性更好，然后讓學生體驗三角形模型A和四邊形模型B的穩定性，并引導學生將四邊形結構轉化成穩定結構。引導歸納總結：結構的形狀影響穩定性。三角形結構是最常見的穩定結構展示圖片，列舉生活中利用三角形結構增加穩定性的例子。 分小組體驗三角形模型A和四邊形模型B，體會哪個模型更加穩定。上臺展示如何改變形狀將四邊形變為穩定結構。認真觀察圖片實例并思考。 按照“猜測--探究--解疑”的過程，通過分組試驗，讓學生體驗影響三角形結構是最常見的穩定結構。通過示例，讓學生進一步體會三角形結構在實際生活中的應用。
試驗2：比較桌子模型A和B的不同點，引出支撐面接觸面的區別。先讓學生猜測哪個桌子穩定性更好，然后教師演示試驗，再請一位同學上臺操作。引導歸納總結：支撐面積越大，結構穩定性越強。解決本節課一開始提出的問題：為何加了支架的樹更穩定？ 在觀察老師操作的基礎上，親自動手進行測試。比較A和B的穩定性。一位學生回答，引導其他學生補充：利用了增大支撐面積及三角形結構。 按照“猜測--探究--解疑”的過程，通過小桌模型A和B的穩定性測試，讓學生體驗影響結構穩定性的其中一個因素是支撐面積的大小。
試驗 3：教師展示水瓶穩定性試驗模型。引導學生得出水瓶重心位置不同，然后請學生上臺進行水瓶的穩定性測試。 歸納：重心越低，結構越穩定。 教師提問：是不是無論任何時候，重心越低，結構越穩定？歸 納：重力作用線處于支撐面之內，結構才能穩定。 教師提問：生活中有哪些例子利用了重心對結構穩定性的影響？對學生發言進行總結點評，展示圖片實例。 學生認真觀察水瓶水位不同，認識到水位不同，重心位置不同。按照教師指引利用穩定性測試儀進行測試。一位同學配合老師完成演示，并認真思考，得出結論。學生積極發言，闡述自己的想法。 按照“猜測--探究--解疑”的過程，通過學生活動及教師演示，讓學生體驗重心位置對結構穩定性的影響。通過圖片實例，認真體會重心影響穩定性與實際生活的密切聯系。
歸納總結 歸納提高結構穩定性的方法并以籃球架結構為例進行穩定性分析。 學生認真思考，積極發言 影響結構穩定性的因素不是孤立的，需要綜合考慮。
學以致用 提出技術實踐要求，引導學生完成創新設計并展示作品。對學生活動進行總結評價。 小組合作，先完成創新設計，然后進行作品評測與展示。 通過動手操作，加深對影響結構穩定性的因素的理解。同時，理解技術產品設計來源于生活，服務于生活。
拓展延伸 教師講解不穩定性結構的應用，并展示圖片實例。 理解設計時不穩定的結構也有其價值。 拓寬學生視野，不能盲目的以為設計結構，就一定要使其穩定，不穩定也有其價值。
課堂練習 教師展示課堂鞏固練習題 根據本節課所學知識，完成練習題目 通過做練習題，鞏固本節課所學知識
課堂總結 讓學生對本節課所講知識進行簡單梳理總結。 認真思考并總結，梳理本節課所學知識。 理清思路，對本節課的知識進行建構，加深理解。
【課堂練習】 1、走鋼絲的人手拿一根鐵棒的目的是（ ） A 美觀 B 重心低 C 保護 D支撐 2、在日常生活中. 以下哪一個結構是不屬于利用不穩定的結構實現某些功能的( ). A.游樂設施的蹺蹺板功能結構 B.房間門口的活頁功能結構 C.學校運動場的籃球架結構 D.圓珠筆的筆嘴結構 3、不倒翁不倒的原因是（） A、其構成材料強度大 B、其形狀的美觀性好 C、底部接觸面積小 D、重心低，底部接觸面是光滑的弧面
八、 教學反思在整個教學過程中，不讓學生總在聽，還讓他們動，既動手，又動腦。試驗活動以學生體驗探究為主，教師引導為輔，在一定程度上實現了“做中學”和“學中做”。另外實驗的器材進行精心選擇，以自制教具為主，一方面經濟適用，另一方面能引起學生強烈的好奇心。讓學生感覺到我們學到的知識，來源于生活，又高于生活。

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