結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的探析

《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》教學(xué)設(shè)計(jì)通用技術(shù)白元斌【教材分析】《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》一節(jié)是江蘇教育出版社出版的《技術(shù)設(shè)計(jì)2》第一章第二節(jié)的內(nèi)容，內(nèi)容上主要介紹了影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的主要因素，是高中學(xué)業(yè)水平測(cè)試重點(diǎn)考查的一個(gè)內(nèi)容，同樣也是本章的一個(gè)重點(diǎn)。只有掌握了影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，學(xué)生才能進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)的分析，科學(xué)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，為以后的學(xué)習(xí)奠定的良好的基礎(chǔ)，同時(shí)本節(jié)內(nèi)容也是對(duì)第一節(jié)內(nèi)容的一個(gè)綜合運(yùn)用，因而這一節(jié)在本章中起到了承前啟后的重要作用。【學(xué)情分析】學(xué)生在學(xué)習(xí)《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》前已經(jīng)了解了結(jié)構(gòu)的概念和結(jié)構(gòu)的受力形式，同時(shí)在物理中力學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)本節(jié)課也大有脾益，學(xué)生生活中也有關(guān)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的經(jīng)驗(yàn)積累，控制變量法這種科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法也貫穿理科教學(xué)中，因此學(xué)生學(xué)習(xí)前已經(jīng)有比較廣泛和堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，在教學(xué)中教師只需要對(duì)其進(jìn)行稍加引導(dǎo)就可以了，因此本課應(yīng)該放手讓學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、學(xué)生能夠理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念以及影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素2、學(xué)生能夠理解結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的概念以及影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素3、學(xué)生能夠理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系4、學(xué)生能夠?qū)唧w案例進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的分析過(guò)程與方法1、學(xué)生能夠進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)。2、學(xué)生能夠利用控制變量法進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，確定被研究的兩個(gè)量之間的關(guān)系。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、激發(fā)學(xué)生對(duì)科技的熱愛(ài)2、培養(yǎng)學(xué)生合作探究的意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)控制變量法這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的理解。【教學(xué)重點(diǎn)】1、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素【教學(xué)難點(diǎn)】1、支撐面與接觸面的概念轉(zhuǎn)變?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、新課導(dǎo)入課件展示生活中常見(jiàn)的一些現(xiàn)象：倒地的自行車(chē)，翻倒的空竹簍，傾倒的汽車(chē)師問(wèn)：這些物體為什么會(huì)翻倒？生答：因?yàn)樗鼈兪艿搅艘欢ǖ耐饬?？師?wèn)：受到外力就一定會(huì)翻倒嗎？生答：不是師問(wèn)：那這個(gè)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(gè)力超出該物體的承受范圍，才會(huì)翻倒，不同的物體其承受能力也不相同，那我們?nèi)绾蝸?lái)衡量這種承受能力呢，學(xué)習(xí)完今天的課程你就明白了。課件展示標(biāo)題一一《穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的探析》課件展示教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)二、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性1、概念解析穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)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(jié)構(gòu)，嘗試用一定的力去改變現(xiàn)有的平衡狀態(tài)，讓學(xué)生直觀的感受什么是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。學(xué)生體驗(yàn)：感受你身邊的一些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。教師提問(wèn)：在你的周?chē)恼n桌、板凳、筆筒、水杯等結(jié)構(gòu)，他們的穩(wěn)定性一樣嗎？學(xué)生舉手回答：不一樣老師提問(wèn)：觀察一下老師的演示并結(jié)合你們自己的體驗(yàn)，思考一下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性為什么不一樣？猜想影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素都有什么?利用身邊的結(jié)構(gòu)或案例設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你的猜想。（小組討論、合作探究，教師引導(dǎo)，小組展示）2、影響結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)越穩(wěn)定學(xué)生展示其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示:

圖1結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與重心位置的對(duì)比實(shí)驗(yàn).支撐面的大小，支撐面越大越穩(wěn)定學(xué)生展示其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖2所示裝滴水的兩個(gè)礦泉水瓶裝滴水的兩個(gè)礦泉水瓶圖2結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性與支撐面大小的對(duì)比實(shí)驗(yàn)教師展示實(shí)驗(yàn)如圖3所示:圖4地動(dòng)儀原理圖圖3結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性與支撐面大小的對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)比兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，區(qū)分支撐面與接觸面的差異，支撐面是指結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)所圍城的圖形圖4地動(dòng)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(dòng)儀的原理是什么？圖5倒立的酒瓶地動(dòng)儀的原理：利用了結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性來(lái)檢測(cè)地震位置，說(shuō)明不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)也有其運(yùn)用場(chǎng)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(cè)地基下的沙土挖走。三、結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度1、概念解析強(qiáng)度：是指結(jié)構(gòu)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(shuō)明不同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不同。2、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素（學(xué)生小組討論，分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想）.材料展示學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：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(jié)論：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與材料有著密切的關(guān)系。.形狀實(shí)驗(yàn)探究：紙張形狀與強(qiáng)度的關(guān)系將A4紙折成不同形狀，在上面放置重物，測(cè)試結(jié)構(gòu)的承受能力。圖7紙張承力測(cè)試結(jié)論：紙張的形狀不同，承受重物的能力不同，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與形狀有關(guān)。.連接方式教師舉例說(shuō)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(gè)能夠承受的外力大？學(xué)生總結(jié)：根據(jù)生活常識(shí)，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(shuō)明連接方式會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。連接方式分為鉸連接和剛連接。四、結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)會(huì)影響的產(chǎn)品的功能。例1、一把傘打開(kāi)時(shí)可以用于遮風(fēng)擋雨，而合在一起卻可以作為拐杖。例2、不同結(jié)構(gòu)的自行車(chē)，功能會(huì)有差異。五、課堂小結(jié)1、影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的因素：重心高低、形狀、支撐面的大小2、影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的因素：材料、形狀、連接方式3、結(jié)構(gòu)會(huì)影響到產(chǎn)品的功能?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的探析，而結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很容易找到學(xué)生熟悉的近義詞平衡性，而結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度讓學(xué)生聯(lián)想到牢固或者結(jié)實(shí)，在這些近義詞的基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，從學(xué)生的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過(guò)學(xué)生合作探究、自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案展示、教師補(bǔ)充點(diǎn)評(píng)幾個(gè)環(huán)節(jié)讓學(xué)生總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素并不難，實(shí)際的教學(xué)中各個(gè)環(huán)節(jié)銜接很流暢，學(xué)生討論非常熱烈，表現(xiàn)很活躍，教學(xué)效果較好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。但是在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候總是顧此失彼，考慮不全，不能將控制變量法運(yùn)用到實(shí)踐中，例如在驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與支撐面有關(guān)時(shí)，學(xué)生將礦泉水瓶一個(gè)倒立，一個(gè)正常放置來(lái)說(shuō)明跟支撐面有關(guān)，很明顯瓶子的形狀導(dǎo)致兩種放置方式重心是不一樣的，