結構穩(wěn)固性的探析

《穩(wěn)固結構的探析》教學設計通用技術白元斌【教材分析】《穩(wěn)固結構的探析》一節(jié)是江蘇教育出版社出版的《技術設計2》第一章第二節(jié)的內容，內容上主要介紹了影響結構穩(wěn)固性的主要因素，是高中學業(yè)水平測試重點考查的一個內容，同樣也是本章的一個重點。只有掌握了影響結構穩(wěn)定性的因素，學生才能進行正確的結構的分析，科學的結構的設計，為以后的學習奠定的良好的基礎，同時本節(jié)內容也是對第一節(jié)內容的一個綜合運用，因而這一節(jié)在本章中起到了承前啟后的重要作用?！緦W情分析】學生在學習《穩(wěn)固結構的探析》前已經(jīng)了解了結構的概念和結構的受力形式，同時在物理中力學的學習對本節(jié)課也大有脾益，學生生活中也有關于結構穩(wěn)固性的經(jīng)驗積累，控制變量法這種科學的實驗設計方法也貫穿理科教學中，因此學生學習前已經(jīng)有比較廣泛和堅實的知識基礎，在教學中教師只需要對其進行稍加引導就可以了，因此本課應該放手讓學生自主探究式學習?！窘虒W目標】知識與技能1、學生能夠理解結構穩(wěn)定性的概念以及影響結構穩(wěn)定性的主要因素2、學生能夠理解結構強度的概念以及影響結構強度的主要因素3、學生能夠理解結構與功能的關系4、學生能夠對具體案例進行結構穩(wěn)固性的分析過程與方法1、學生能夠進行合作學習，探究學習。2、學生能夠利用控制變量法進行技術試驗的設計，確定被研究的兩個量之間的關系。情感態(tài)度與價值觀1、激發(fā)學生對科技的熱愛2、培養(yǎng)學生合作探究的意識，加強對控制變量法這一科學實驗設計方法的理解?！窘虒W重點】1、影響結構穩(wěn)定性的因素2、影響結構強度的因素【教學難點】1、支撐面與接觸面的概念轉變?！窘虒W過程】一、新課導入課件展示生活中常見的一些現(xiàn)象：倒地的自行車，翻倒的空竹簍，傾倒的汽車師問：這些物體為什么會翻倒？生答：因為它們受到了一定的外力？師問：受到外力就一定會翻倒嗎？生答：不是師問：那這個力要多大才能使物體翻倒呢？生答：不同的物體不一樣師：是的，只有這個力超出該物體的承受范圍，才會翻倒，不同的物體其承受能力也不相同，那我們如何來衡量這種承受能力呢，學習完今天的課程你就明白了。課件展示標題一一《穩(wěn)固結構的探析》課件展示教學目標，使學生明確學習目標二、結構與穩(wěn)定性1、概念解析穩(wěn)定性：是指結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性是結構的重要性質之一。教師展示：在講桌上放置礦泉水瓶、字典、粉筆、三棱錐等結構，嘗試用一定的力去改變現(xiàn)有的平衡狀態(tài)，讓學生直觀的感受什么是結構的穩(wěn)固性。學生體驗：感受你身邊的一些結構的穩(wěn)定性。教師提問：在你的周圍的課桌、板凳、筆筒、水杯等結構，他們的穩(wěn)定性一樣嗎？學生舉手回答：不一樣老師提問：觀察一下老師的演示并結合你們自己的體驗，思考一下結構的穩(wěn)定性為什么不一樣？猜想影響結構穩(wěn)定性的因素都有什么?利用身邊的結構或案例設計一個實驗來驗證你的猜想。（小組討論、合作探究，教師引導，小組展示）2、影響結構穩(wěn)定性的主要因素.形狀，三角形具有穩(wěn)定性。例：三腳架，人字梯，桁架.重心的高低，重心越低結構越穩(wěn)定學生展示其實驗設計如圖1所示:

圖1結構穩(wěn)定性與重心位置的對比實驗.支撐面的大小，支撐面越大越穩(wěn)定學生展示其實驗設計如圖2所示裝滴水的兩個礦泉水瓶裝滴水的兩個礦泉水瓶圖2結構穩(wěn)固性與支撐面大小的對比實驗教師展示實驗如圖3所示:圖4地動儀原理圖圖3結構穩(wěn)固性與支撐面大小的對比實驗對比兩個實驗，區(qū)分支撐面與接觸面的差異，支撐面是指結構的支點所圍城的圖形圖4地動儀原理圖的面積，在有些情況下支撐面的面積和接觸面的面積相同。.探究1：地動儀的原理是什么？圖5倒立的酒瓶地動儀的原理：利用了結構的不穩(wěn)定性來檢測地震位置，說明不穩(wěn)定結構也有其運用場合。.合作探究比薩斜塔不到的原因？如何拯救傾倒的比薩斜塔?圖6比薩斜塔不倒原理圖拯救方案：1）斜塔底部增加重物2）支架支撐3）地基處理，將傾倒的另一側地基下的沙土挖走。三、結構與強度1、概念解析強度：是指結構具有抵抗被外力破壞的能力。例：粉筆在一定力的作用下折斷了，但是用同樣的力塑料筆卻折不斷，這說明不同的結構強度不同。2、影響結構強度的主要因素（學生小組討論，分析設計實驗，驗證猜想）.材料展示學生設計的實驗：一只粉筆輕易就折斷了，但是圓珠筆要想折斷就有難度，如果是一節(jié)鋼筋徒手就折不斷了。結論：結構的強度與材料有著密切的關系。.形狀實驗探究：紙張形狀與強度的關系將A4紙折成不同形狀，在上面放置重物，測試結構的承受能力。圖7紙張承力測試結論：紙張的形狀不同，承受重物的能力不同，說明結構的強度與形狀有關。.連接方式教師舉例說明：用鐵絲拴住搭建的鋼管支架與用焊接方式連接的鋼管支架哪一個能夠承受的外力大？學生總結：根據(jù)生活常識，采用焊接的方式連接在一起的框架肯定能夠承受更大的力，說明連接方式會影響結構的強度。連接方式分為鉸連接和剛連接。四、結構與功能結構會影響的產(chǎn)品的功能。例1、一把傘打開時可以用于遮風擋雨，而合在一起卻可以作為拐杖。例2、不同結構的自行車，功能會有差異。五、課堂小結1、影響結構的穩(wěn)定性的因素：重心高低、形狀、支撐面的大小2、影響結構的強度的因素：材料、形狀、連接方式3、結構會影響到產(chǎn)品的功能?！窘虒W反思】本節(jié)課的教學內容的結構穩(wěn)固性的探析，而結構的穩(wěn)定性很容易找到學生熟悉的近義詞平衡性，而結構的強度讓學生聯(lián)想到牢固或者結實，在這些近義詞的基礎上對學生進行引導，從學生的實際經(jīng)驗出發(fā)，通過學生合作探究、自主實驗設計、方案展示、教師補充點評幾個環(huán)節(jié)讓學生總結出影響結構穩(wěn)定性的因素并不難，實際的教學中各個環(huán)節(jié)銜接很流暢，學生討論非常熱烈，表現(xiàn)很活躍，教學效果較好，實現(xiàn)了預設的教學目標。但是在實際教學中發(fā)現(xiàn)學生在進行實驗設計的時候總是顧此失彼，考慮不全，不能將控制變量法運用到實踐中，例如在驗證結構的穩(wěn)定性與支撐面有關時，學生將礦泉水瓶一個倒立，一個正常放置來說明跟支撐面有關，很明顯瓶子的形狀導致兩種放置方式重心是不一樣的，