資源簡介

《結構與穩定性》教學設計
授課：白沙中學 王堂輝

一．教材分析
本節課是江蘇教育出版社《技術與設計2》中第一單元《結構與設計》的第二節《穩固結構的探析》的第1課時《結構的穩定性》。計劃用1課時進行教學。
本節課是在第一節《常見的結構認識》的基礎上的內容的延伸和深化，這樣安排符合學生的認知規律，從淺到深由易到難。本節內容在《結構和設計》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學生能對生活中簡單的結構進行穩定性分析，而且也為學習后面結構的強度、結構的設計等教學內容奠定基礎。

二、學情分析
本課教學對象是海南第二中學高二年級學生。學生對結構的概念和分類有了一定的認識。學生已有的生活經驗和知識儲備為本節課進行影響結構穩定性的因素探究試驗奠定了良好的基礎。因為對學生情況不了解，學生所以在教學過程中，我注意創設情境，因此采用激趣法，合理引導，通過典型案例、小試驗、多媒體等方法，學生完全能夠達到本節內容的學習目標。

三、教學目標：
一）知識與能力
1、理解結構穩定性的概念
2、能通過技術試驗探究影響結構穩定性的主要因素。
3、對簡單的結構進行穩定性分析。
二）過程與方法
學生通過親歷試驗過程得出結論，提高學生的探究能力，掌握分析結構穩定性的方法，提高學生的動手能力，提升學生的技術素養。
三）情感、態度、價值觀
培養學生的發散思維，自主探究、敢于創先、勇于創新的思考習慣，體驗探究學習的樂趣。

四、教學重點難點：
(1)、重點 對結構穩定性的理解以及分析影響結構穩定性的主要因素。
(2)、難點 利用所學知識分析有關結構穩定性的實際案例。

五、教具準備
本節課我準備的教學用具有：教學課件、不倒翁1個、綁細繩的法碼1個、礦泉水3瓶、方形薄木板1張、底套1個、木塊3塊（相同形狀）、圖釘9個、木制三角形和四邊形各1個、麻將子60個、長方體木塊和鐵塊各1個（同大小）。

六、說教學過程
一）創設情境，導入新課
以在風中搖墜的行人圖片導入本節課所要學習的內容是結構的穩定性。

二）講授新課
1、結構的穩定性
多媒體播放4幅臺風刮倒樹、房子和廣告牌圖片。
思考：同樣在臺風的破壞下，為什么有一些樹、房子或廣告牌等被刮倒，而其它的卻穩如泰山一點都不受臺風影響呢？導出結構穩定性的概念。

以不倒翁、鐘擺結構事例，再播放一段笑話視頻，讓學生總結出結構穩定性的概念。

多媒體展示一些建筑（如金字塔、中央電視臺大廈等）及日常生活中的一些產品設計（如臺燈、風扇、桌椅等）圖片
【設計目的】讓學生感受到在生活的各種設計中，結構的穩定性是必須考慮到的問題。為下面講授結構穩定性的概念做鋪墊。


2、影響結構穩定性的因素
【提出問題】：“即然在我們的結構設計中必須考慮好結構的穩定性，那么影響結構的穩定性的主要因素有那些呢？我們掌握了影響結構穩定的主要因素才能讓我們在結構設計中更好的應用”
以此過渡到對影響結構的穩定性的因素探究學習。

通過試驗探究及問題回答方式總結出影響結構穩定的主要因素。

【探究試驗1】學生操作體驗
在一塊薄木板上，有A、B、C三個礦泉水瓶子，A瓶中裝滿水，B瓶中有半瓶水，C是空瓶，請均勻用力，慢慢抬起木板的一端，看看哪個瓶子最后倒下？再換瓶子位置重做結果又是怎樣？
【探究試驗1】問題
問題1：試驗1中那個瓶子先倒，那個后倒？換位置后結果是不是一樣？為什么會呢？
（師生互動，解答問題）

問題2：你能從試驗1中總結出結構的穩定性與那個因素有關呢？你的結論是什么？
（師生總結）得出結論1：結構重心的位置高低影響結構穩定性：重心越低,穩定性越好;重心越高,穩定性越差。

問題3：同學們能否舉出生活中的案例，來印證這一結論。
（師生互動，解答問題）

問題4：人站立時穩定，身體傾斜到一定程度的時候會變的不穩定，為什么重心下降了，反而不穩定了呢？
（老師點拔）：結構重心的位置高低影響結構穩定性的結論成立是有條件的，條件是：
結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內，落在底面范圍內就是穩定的，反之就會不穩定。（配合圖來更清楚說明）

【探究試驗2】學生操作體驗
在上述試驗1中，改為只用裝滿水的瓶子A和空瓶子C做試驗，但給空瓶C套個底套，請均勻用力，慢慢抬起木板的一端，看看哪個瓶子先倒下？再換瓶子位置重做結果又是怎樣？

【探究試驗2】問題
問題1：試驗2中那個瓶子先倒，那個后倒？換位置后結果是不是一樣？為什么會呢？
（師生互動，解答問題）

問題2：你能從試驗2中總結出結構的穩定性與那個因素有關呢？你的結論是什么？
師生總結得出結論2：結構與地面接觸所形成的支撐面的大小有關，支撐面積越大，結構越穩定。
提醒學生注意：接觸面與支撐面的區別

問題3：你是如何理解支撐面和接觸面的呢？請你說說圖1~3中那個椅子最穩定？對支撐面而言，說說在圖1~3中那個最大那個最小？
（老師點拔）：支撐面和接觸面的區別

問題4：請同學們試一試把本課本直立在課桌上，你是如何才能使課本直立得更穩定呢？大概指出支撐面范圍。
學生體驗解答問題

問題5：通過觀察老師操做，說說用三枚大頭釘把三個形狀、大小和重量相同的方形木塊支撐起來，那種方式把木塊支撐得穩固？為什么？
（師生互動，解答問題）

問題6：你能舉例說明‘結構與地面接觸所形成的支撐面的大小有關，支撐面積越大，結構越穩定’這個結論在現實生活中的運用
（師生點拔，解答問題）

【探究試驗3】學生操作體驗
在老師用20個麻將子按不同的方式壘出同樣高的三堵墻，請一位同學用手指推墻，看看那堵結構的墻最容易被推倒？

【探究試驗3】問題
問題1：用麻將子壘出的墻那堵最牢固，那堵墻最不牢固？
（師生互動，解答問題）

問題2：你能從試驗3中總結出結構的穩定性與那個因素有關呢？你的結論是什么？
（師生總結）得出結論3：結構的穩定性與結構的形狀有關。

問題3：三角形和四邊形那個結構最穩定？你能說出生活中應用三角型穩定性的事例嗎？
（師生互動，解答問題）

【設計目的】探究影響結構穩定性的主要因素教學環節，通過試驗探究及問題回答方式，在師生的互動中，學生的體驗與思考，總結出影響結構穩定的主要因素。

3、結構穩定性的應用
一方面人們利用穩定的結構抵抗外力、承受負載；
例如：高空走鋼絲要手持長桿，是因為它可以降低和調節人的重心。照相機的支撐架使用三角架，是因為三角形結構更穩定，金字塔和大壩等固定結構，底座越大越堅實，穩定性越好等

另一方面人們又利用不穩定的結構實現某些功能：
例如在地震多發地區，人們將酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩定的結構實現感知地震的功能；翹翹板等

【設計目的】結構穩定的應用環節教學設計，讓學生運用所學知識原理來分析生活中常見的結構穩定性現象，達到學以至用目的。

三）小結
提出問題“本節課你學到了什么？”由學生的回答中做總結。

四）知識拓展遷移
【課外探究1】結構的穩定性除了上述所說的因素有關之外，還和什么因素有關呢？
示范試驗：用嘴吹放置在桌面上同樣形狀的鐵塊和木塊，看看那塊先倒？
（老師點拔，學生課后探究）

【課外探究2】通常情況下，一個物體要有三個支撐點才能穩定，但自行車騎起來時，卻只有兩個支撐點，為什么不會倒下？（參見課本P015頁）
（老師點拔，學生課后探究）

【設計目的】知識拓展的遷移，激起學生的興趣和求知欲，培養學生的探究能力。

五）課后作業
(1)在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，而扶手你讓給了旁邊的老人，你在公共汽車上要如何才能保持自己的沒摔倒？
(2)觀察學校的籃球架，并思考，籃球架要有較高的穩定性，可采取哪些措施？

七、板書設計
結構與穩定性
（一）結構的穩定性
結構的穩定性是指結構在負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.重心位置的高低：（重心越低越穩定，重心越高越不穩定）
2.結構與地面接觸所形成的支撐面的大小（越大越穩定，越小越不穩定）
3.結構的形狀
（三）結構穩定性的應用

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