資源簡介

《結構與穩定性》教案
（全國首屆通用技術教師教學技能大賽課題）
天津市新華中學 王衛國
一、課標要求：
能夠通過技術試驗分析影響結構穩定性的因素，并寫出試驗報告。
二、教材分析：
本課所選用的教材為蘇教版，內容為《技術與設計2》中的第一單元第二節《穩固結構的探析》的第1課時。《結構與穩定性》這一內容安排在學生學習了“常見結構的認識”之后，符合學生的認知規律，從淺到深由易到難的學習過程，在深化了前面知識的同時也為后面學習 “結構與強度”和“簡單結構設計”打下了基礎，有著承上啟下的作用。教材中通過馬上行動、案例分析、探究、小試驗及閱讀等手段引導學生理解結構的穩定性、探究影響結構穩定性的主要因素。 “結構與穩定性”和實際生活聯系密切，這部分內容是本單元的重要組成部分。
三、學情分析：
高中學段的學生已有初中物理基礎；能夠對生活中的現象進行觀察和體會，但沒有上升到理論的階段，對結構設計進行系統的認識；初步具有數據分析處理能力。
四、教學目標：
根據課程標準、教材內容以及學生情況確定本課的教學三維目標為：
1．知識與技能：（1）理解結構的穩定性定義；
（2）理解影響結構穩定性的主要因素，填寫試驗報告;
（3）初步學會對簡單結構的穩定性進行定性分析。
2．過程與方法：學生通過觀察生活和親歷技術試驗分析影響結構穩定性的主要因素，體驗穩定性在結構設計中的意義。
3．情感態度與價值觀：培養學生的觀察、思維能力。學生對技術試驗有操作欲望，樂于探索現象背后的原理，認識在試驗過程中交流與合作的重要性，勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。
五、重點、難點：
重點：影響結構穩定性的主要因素。
難點：區分“接觸面”與“支撐面”；利用所學知識分析有關結構穩定性的實際案例。
六、教學方法：
針對本課的重難點內容，教學中將質疑法，討論法和技術試驗等方法互相結合。教師引導學生質疑，激發學生學習的興趣和欲望，學生討論假設結論，通過技術試驗驗證假設得出結論。在充分發揮教師主導作用的同時，把學習的主動權交給學生，使學生在探究的過程中獲取新的知識，學會學習。
七、教學準備
測試影響結構穩定性因素的自制教具
不倒翁、課件、試驗報告
八、教學過程：
教學環節 教師引領 學生活動 設計意圖 目標達成
導入 （1）從翻到在地的物體，如路邊的自行車、垃圾桶，教室中的椅子等現象引出本節課，提出在學習了結構的受力的基礎上，我們還需探究結構與穩定性的問題。（2）引導學生觀察不倒翁，用力推它一下，它開始搖晃起來，過一會有停住了。提問：不倒翁這個結構的穩定性是好還是不好呢？（認為不倒翁穩定好的同學請舉手）引出結構的穩定性是怎樣定義的。 觀察現象思考問題回答 古人云：“疑，思之始，學之端。”采取置疑的方式來引課，調動學生的學習興趣，激發學生探索欲望。 引導學生思考，教師適時的點撥，加強學生對概念的理解程度。 引出結構穩定性的概念
新課教學 給出結構穩定性的定義：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。它是結構的重要性質之一。強調指出：維持其原有的平衡狀態的能力。 與原有知識經驗比較，正確理解結構穩定性的含義 化解前一步的疑點，為影響結構穩定的主要因素做鋪墊。 理解結構穩定性的概念
引導學生提出假設結論 （1）找兩位個頭、體重相近的同學來做一個小游戲， 一位同學雙腳并攏、另一位同學蹲馬步，相互用力推對方，看誰先倒。（2）引導學生提出假設 演示觀察思考利用已有的知識經驗提出假設 引導學生提出影響結構穩定性因素的假設結論，走向探究學習的第一步。同時根據學生回答判斷學情，及時調整教學。 學生提出假設結論
技術試驗一 對試驗一提出具體要求：按照學案中的提示對進行操作，將數據填寫到學案中試驗報告中，通過數據的分析、比較得出結論。注：本次使用的教具為教師自制，可以同時測試影響結構穩定性重心與支撐面大小兩個主要因素的試驗裝置。此教具在2009年天津市優秀自制教具評比中獲二等獎。 對試驗一的動手實踐，分析現象、對比數據、討論、驗證，得出初步結論。 實踐是檢驗原理的重要標準。通過學生實踐操作，在驗證自己假設結論的過程中，提高動手實踐能力，培養團隊合作意識，學會探究、學會學習，參與技術活動。 分析得出重心的位置是影響結構穩定性的主要因素，填寫試驗報告
師生討論 （1）引導分析學生所得結論（2）對于重心位置這個因素在做深入講解。找一位同學演示：雙腳并攏，上身向下傾斜，重心的位置是在降低的，提問演示學生的感受。指出對于重心這個因素還要考慮其所在點的垂線是否落在結構支撐面的范圍之內。教師做演示試驗。（3）提出有沒有同學得出物體與底面的接觸面越大這個結構就越穩定這個結論？引出試驗二 各組代表回答試驗的結論全班交流討論學生進一步思考并作答引出新的質疑 學生考慮問題往往不是很全面，只注意到重心的高低，沒有領會到重心所在點的位置。教師進行點撥、指導。 重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍之內，如果是就穩定，如果不是就會發生傾倒。
技術試驗二 （1）想辦法將手中的學案紙立起來放到桌子上？（2）指出折紙前后并沒有改變其接觸面的大小但出現了截然不同的效果。這里要重點提醒大家注意的是有關兩個概念的區分“接觸面”與“支撐面”。結合教室中的桌椅等實物進一步分析說明。 動手操作技術試驗二，得出不同方案；學生思考，展開的紙不能立起來，而把紙折成波浪形或卷成圓筒等形狀就可以，得出進一步結論。 對于第二個結論，學生往往在支撐面與接觸面兩個概念上混淆，此為本節課的難點。 區分“接觸面”與“支撐面”的概念！
練習鞏固 【提問】(1)生活中哪些結構的設計是利用了結構重心底穩定性就好的這一性質？ (2) 生活中哪些結構的設計是利用了結構支撐面大穩定性就好的這一性質？(3)給出兩個產品實例，就穩定性而言，你會買哪一個？除以上兩個因素外，還有哪些因素會影響到結構的穩定性呢？下面我們一起來看一下試驗三。 思考并作答舉出實例分析，如：賽車、落地扇、落地燈等。 與日常生活相聯系，達到所學知識的鞏固與提高。對于一件產品來說，在設計的時候對穩定性的因素應該綜合的考慮，各個因素之間并不是孤立的。如：爵在使用的過程中雖然重心的位置比較高，但是通過增大支撐面這一因素達到穩定使用的目的。 體會生活中利用降低重心和增大支撐面來提高產品穩定性的實例。通過第三個問題的分析探討，提高學生評價技術、選擇技術兩方面的技術素養。
技術試驗三 對所給結構兩面不同的形狀施力，觀察其狀態的變化。 通過對試驗三的動手實踐，討論得出結論！ 進一步對結構的形狀對穩定的影響進行分析 理解結構的形狀是影響其穩定性的因素之一。
師生互動鞏固練習 舉例結構的形狀是影響其穩定性的因素之一。例如建筑上所用的桁架結構，照相機的三腳架，A字形梯子中間用拉桿固定增強梯子的穩定性。 學生舉例分析 與生活實際相聯系，分析利用所學知識分析簡單結構的穩定性 進一步理解結構形狀與穩定性的關系
小結 結構穩定性定義影響結構穩定性的主要因素 學生回顧 總結 鞏固本節知識點
拓展延伸 提問：結合日常的生產生活中的實例談一談不穩定的結構是絕對的不好嗎？指出：要用一分為二的觀點來看待事物。 學生討論并發言 體會穩定性在結構設計的意義 培養學生用客觀、辯證的觀點來看待問題。

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