資源簡介

《探究結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)者分析
學(xué)生通過第一節(jié)的學(xué)習(xí)和日常生活中的常識，對結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的受力情況有 了初步的認(rèn)識，但對影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的具體因素還不是很清楚，而這 些知識正是學(xué)生今后設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時的重要理論基礎(chǔ)，要認(rèn)識結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度 就必須了解一些結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識，而結(jié)構(gòu)力學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。本節(jié)通過一
些技術(shù)試驗(yàn)深入淺出地讓學(xué)生自主探究，分析影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的因素。
二、教材分析
本節(jié)的主要內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、連接，以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定 性試驗(yàn)。本節(jié)承接了第一節(jié)認(rèn)識結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，主要讓學(xué)生理解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 和強(qiáng)度的因素，初步應(yīng)用應(yīng)力的公式進(jìn)行計(jì)算，通過技術(shù)試驗(yàn)分析影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)
度和穩(wěn)定性的因素。本節(jié)是本章的核心內(nèi)容，為學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的定義，能運(yùn)用應(yīng)力的公式進(jìn)行簡單計(jì)
算。
難點(diǎn) ：通過技術(shù)試驗(yàn)分析影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的因素，并寫出試驗(yàn)報(bào)
告。
三、教學(xué)目標(biāo)
1 ．技術(shù)意識：通過感知生活中的現(xiàn)象以及進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)，形成對結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定性和強(qiáng)度的基本概念，學(xué)會從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的角度分析事物，了解探究
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度對人類技術(shù)發(fā)展的重要性。
2 ．創(chuàng)新設(shè)計(jì)
探究結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)置具有不同影響因素的試驗(yàn)，使學(xué)生了解要解決某
一特定問題要解決的主要技術(shù)問題。
3 ．工程思維
引導(dǎo)學(xué)生通過探究生活中常見物品的穩(wěn)固性，由點(diǎn)及面，了解一般結(jié)構(gòu)的
穩(wěn)定性和強(qiáng)度，并進(jìn)行多因素分析試驗(yàn)，使學(xué)生形成初步的工程意識和思維。
4 ．圖樣表達(dá)
在講解結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識時，配以豐富的結(jié)構(gòu)草圖、立體圖等，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)
合日常生活情境，識讀常見的技術(shù)圖樣，能用簡單的草圖表達(dá)與交流設(shè)計(jì)構(gòu)
想。
四、教學(xué)理念和方法
1 ．本課的教學(xué)模式：“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，引導(dǎo)學(xué)生思考，動
手實(shí)驗(yàn)?！白灾?、合作探究”讓學(xué)生自主探究、主動建構(gòu)知識。
2 ．教師與學(xué)生間、學(xué)生與學(xué)生間在每個問題解決的過程中都進(jìn)行地及時
地反饋，讓學(xué)生少走彎路，提高學(xué)習(xí)效率。
五、教學(xué)器材、資料
自制實(shí)驗(yàn)教具，準(zhǔn)備好學(xué)案，空白實(shí)驗(yàn)報(bào)告、所有教學(xué)需要用到的信息載
體。
六、教學(xué)課時
2 課時
《強(qiáng)度與應(yīng)力》 1 課時， 40-45 分鐘（我校一節(jié)課是 40 分鐘）
《強(qiáng)度與材料、形狀，連接方式》 1 課時， 40-45 分鐘
六、教學(xué)過程
教學(xué) 環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)目的
走進(jìn) 情境 發(fā)放內(nèi)容為五個建筑物坍塌的閱讀材料，請同學(xué)們用 關(guān)鍵詞找出建筑物坍塌的原因 閱讀材料，用 關(guān)鍵詞描述建 筑物坍塌的原 因 激 發(fā) 學(xué) 生 的好奇心， 調(diào) 動 學(xué) 生 參 與 課 堂 的積極性
關(guān)鍵詞： 荷載 精確計(jì)算 強(qiáng)度 ？ 復(fù)習(xí)上節(jié)課的荷載定義，引出強(qiáng)度概念。 復(fù)習(xí)上節(jié)課的 內(nèi)容，思考即 將學(xué)習(xí)的內(nèi)容 導(dǎo)入主 題，明確 學(xué)習(xí)內(nèi)容
構(gòu)建 新知 一、理解概念 1 ．固有內(nèi)力 2 ．內(nèi)力（附加內(nèi)力） 學(xué)習(xí)、實(shí)踐、 思考、吸納 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 難點(diǎn)知 識。 視頻、圖 片、文字 相結(jié)合， 教師講授 與學(xué)生的 思考、回 答相結(jié) 合。
3 ．強(qiáng)度：構(gòu)件具有抵抗被破壞的能力
;
4 ．應(yīng)力：構(gòu)件單位橫截面面積上所受的內(nèi)力稱為構(gòu) 件的應(yīng)力。 σ = N/A N—內(nèi)力 A—橫截面積 σ—應(yīng)力單位:牛 單位：平方米 單位：帕斯卡
做題：如圖是一混凝土方柱的示意圖，支柱的橫截 面為邊長L=400mm 的正方形，支柱頂受軸向壓力 P =45kN，支柱重力G=22kN，求支柱的底截面 l-l 上 的應(yīng)力。 聽講，分析做 題。 注 重 培 養(yǎng) 學(xué) 生 的 技 術(shù)意識、工 程 思 維 等 學(xué) 科 核 心 素養(yǎng)。嚴(yán)謹(jǐn) 的 科 學(xué) 計(jì) 算 能 力 和 態(tài) 度 是 基 礎(chǔ)。 也 讓 同 學(xué) 們 明 白 建 筑 物 的 安 全、穩(wěn)固永 遠(yuǎn) 擺 在 第 一位。
L 拓展知識： 5 ．許用應(yīng)力 (
G
) N (
L
)
P
當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某一極限值時材料便遭到破壞，因而 設(shè)計(jì)中必須使構(gòu)件的強(qiáng)度留有余量，作為設(shè)計(jì)時應(yīng)力 的最高限度，這個最高限度值稱為許用應(yīng)力。
鞏固 提升 拓展運(yùn)用：如圖所示， 起重機(jī)吊鉤的上端用螺母固定， 獨(dú)立做題，請 兩同學(xué)上講臺 做題 上講臺做 題目，提 高同學(xué)們 的重視程 度，同時 檢驗(yàn)學(xué)習(xí) 效果。
試分析起重機(jī)在起吊重物時，吊鉤是 如何抵抗重物的拉力的。若起吊的重 物對吊鉤的拉力為 170kN,吊鉤螺栓部 分 內(nèi) 徑 d=60mm,材 料 許 用 應(yīng) 力 。 =80MPa。試校核螺栓部分的強(qiáng)度。
‘ . 應(yīng)力與壓強(qiáng)的區(qū)別
知識 拓展 扭絞的繩子為什么不容易拉斷？ 拔河的時候，繩受到兩邊拉力的作用， 內(nèi)部就產(chǎn) 生了抵抗拉力的張力。當(dāng)張力超過一定值時，繩子就 會在應(yīng)力最大的地方被拉斷。如果拉力不變，加粗繩 子，就可以增強(qiáng)抵抗張力的能力。若把多股細(xì)繩絞合 在一起，就可以防止它們之間的相對移動，保證各股 細(xì)繩同時受力，增加橫截面積。主要是讓細(xì)繩承受的 正應(yīng)力變成剪應(yīng)力。所以拔河用的繩子往往是用多股 細(xì)繩絞合在一起的。同樣道理，起吊重物用的鋼纜、 懸索橋的鋼索也是由多股鋼絲擰絞組成的。 回答問題 聯(lián)系生活 中的常 識，學(xué)以 致用。
大單 元實(shí) 踐活 動 橋梁模型構(gòu)件受力分析
大單元活動項(xiàng)目：橋梁模型的設(shè)計(jì)制作 1、材料： 12 根長 50cm，截面邊長 2.5mm 的松木桿； 2、要求：只能用提供的松木桿制作，構(gòu)建的連接只能使用膠水； 3、尺寸要求：跨度≧25cm；橋面寬度≧8cm； 4、荷載測試：在橋梁中部進(jìn)行承重測試，承重 1kg 橋面下沉距離不超過 3cm，承 重時間 15s 以上視為通過。通過的組升級極限測試并記錄自身重量。 5、“兩岸 ”可向模型橋提供水平推力； 6、分組合作完成橋模的設(shè)計(jì)制作，并繪制簡單的設(shè)計(jì)圖紙及說明書，完成活動記 錄表； 7、工具：剪刀、小刀、膠水、棉線等。
知識 回顧
作業(yè) 分析橋梁模型主要構(gòu)件的受力情況，開始橋梁模型的整體設(shè)計(jì)，畫 出橋梁模型的草圖、三視圖。

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