第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性第二課時結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性-教學設(shè)計

地質(zhì)版《技術(shù)與設(shè)計II》第一單元結(jié)構(gòu)與設(shè)計第三節(jié)結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性第二課時結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性教學設(shè)計地質(zhì)版《技術(shù)與設(shè)計II》第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計第三節(jié)《結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性》第二課時《結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性》

一、課程標準要求能通過技術(shù)試驗分析影響結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性的因素，并寫出試驗報告。能確定一個簡單對象進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制設(shè)計圖紙，做出模型或原型。二、教材分析本節(jié)課是（地質(zhì)版）第一章第三節(jié)《結(jié)構(gòu)的強度與穩(wěn)定性》第二課時《結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定》。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性既是“第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計”的重難點也是《技術(shù)與設(shè)計2》的一個重要的技術(shù)原理。本節(jié)內(nèi)容在《結(jié)構(gòu)與設(shè)計》中起到舉足輕重的作用，本節(jié)主要包括穩(wěn)定性的概念、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素兩個部分，學習好本節(jié)課將給以后的結(jié)構(gòu)的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。三、教學目標分析在確定教學目標時，我堅持以人的發(fā)展為根本宗旨，將學生作為認知、發(fā)展的主體，不僅要注重學生通用技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握，還要注重學生技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。另外，在制定教學目標時，還考慮到了學校的有關(guān)條件、及其身邊可以利用的環(huán)境條件，特制定教學目標如下：（一）知識與技能1、理解穩(wěn)定與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的概念2、掌握影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素3、能運用影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素來判斷結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并如何增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或降低結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性提出自己的看法。（二）、過程與方法：通過觀察生活中的情景照片、技術(shù)實驗、對比試驗、合作探究、設(shè)計競賽等方法使學生學會歸納推理并懂得應(yīng)用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān)的理論知識。（三）、情感態(tài)度價值觀：1、通過學習，讓學生親身體驗，自主學習，合作探究，通過分析討論得到結(jié)論；培養(yǎng)學生的觀察分析能力，獨立思考能力，合作交流能力，創(chuàng)新應(yīng)用能力；增強主動參與意識，并滲透安全教育、德育教育、創(chuàng)造發(fā)明教育2、通過學習，培養(yǎng)同學們團隊合作能力，要鼓勵學生表達自己的認識和判斷形成實事求是的科學態(tài)度，應(yīng)用所學知識服務(wù)于生活。四、教學重難點分析根據(jù)課程標準、教材分析等綜合分析，特制定教學重難點如下：教學重點：1.穩(wěn)定、不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的概念2.影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定主要因素教學難點：對常見簡單結(jié)構(gòu)設(shè)計進行正確分析，能夠?qū)Ψ€(wěn)定不合理結(jié)構(gòu)提出改進意見，樹立結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全意識。五、教學策略及教學方法分析在教學中充分利用PPT展示圖示案例分析教學法和情景教學法，以任務(wù)探究驅(qū)動融合了技術(shù)試驗、觀察思考、自主探索、合作探究、歸納總結(jié)、師生互動等的教學方法來引導(dǎo)學生理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的知識，并多舉生活中的案例，讓學生感知結(jié)構(gòu)穩(wěn)定在生活中的存在，幫助學生加深對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理解、應(yīng)用。選擇依據(jù)：技術(shù)來源于生活，同時又服務(wù)于生活，因此，本課精選了4個技術(shù)試驗讓學生歸納總結(jié)，這樣決有利于知識的生成，符合建構(gòu)主義知識生成的規(guī)律。創(chuàng)新點1：所有影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素都是通過小組合作探究的技術(shù)試驗而獲得的，技術(shù)試驗的感性實踐操作與物理學上受力的定量定性分析相結(jié)合。創(chuàng)新點2:把通用技術(shù)中的一般設(shè)計換成創(chuàng)造發(fā)明的中的創(chuàng)新設(shè)計，從而激發(fā)學生的創(chuàng)造發(fā)明的激情，科技創(chuàng)新教育和通用技術(shù)教育相結(jié)合，這是通用技術(shù)以后發(fā)展的新路子，尤其是地震儀的發(fā)明實踐活動比賽讓很多同學感到很興奮很高興。六、學生分析在學習本節(jié)課之前，學生已經(jīng)學習了結(jié)構(gòu)的概念、結(jié)構(gòu)的受力分析、結(jié)構(gòu)的強度等內(nèi)容，學生對于什么是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)，已經(jīng)有了一定的感性認識。例如：物體的倒與不倒。但這樣的認識是比較片面的，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題不僅僅是解決結(jié)構(gòu)的倒與不倒的問題。本節(jié)課就是為了解決這個問題。所謂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指”結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力，即受外力后恢復(fù)原有平衡狀態(tài)的能力”。所以，在提出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定概念時要著重解決學生在認識上的誤區(qū)。七、教學資源分析1．本節(jié)課因地制宜采用身邊常見的材料進行為教學服務(wù)，如：多媒體、常見的凳子、礦泉水瓶、、螺桿、音樂盒、電線、鐵絲等2.學案：讓學生明確學習任務(wù)、技術(shù)試驗步驟、知識框架及要求。。3.活動小組安排：按班內(nèi)座次每6人成立一個小組，安排組長負責匯報匯總和組織任務(wù)完成。八、教學過程分析教師活動學生活動設(shè)計意圖(一)情境導(dǎo)入：（多媒體展示）教師給學生播放CCTV電視臺播放過的探索與發(fā)現(xiàn)里著名的《神戶大地震》中的精選的一輛得以僥幸逃生的大客車的視頻片斷導(dǎo)入新課，特別強調(diào)帶著思考問題“橋梁坍塌的原因是什么？”去觀看視頻學生觀看視頻，討論并回答橋梁坍塌的原因。從而引出結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的概念名詞。播放視頻給學生以震撼和思考（二）試驗演示，概念推理：老師演示3組實驗為：1、單擺演示2、倒擺演示3、不倒翁擺動演示，同時也設(shè)計了問題“這三種情況下最后的狀態(tài)都是一樣的嗎，都穩(wěn)定嗎？”，讓學生帶著疑問去觀察對比試驗，從而為讓學生小組討論并推導(dǎo)出有關(guān)的結(jié)論做好鋪墊在實驗演示中，我讓小組同學帶著問題去觀察以上的4組實驗中的結(jié)構(gòu)受到外力后有什么不同之處？有什么相似之處？從而讓學生討論歸納出試驗1單擺演示、試驗3不倒翁演示是同一類，外力結(jié)束后能夠恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，這就是屬于穩(wěn)定的，而2倒擺則是外力結(jié)束后不能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，是另一類，進而歸納出，這些是屬于不穩(wěn)定的。最后小組總結(jié)升華得出有關(guān)的穩(wěn)定與不穩(wěn)定的概念含義。學生觀察試驗演示總結(jié)出有關(guān)的結(jié)論，歸納出試驗1單擺演示、試驗3不倒翁演示是同一類，而2倒擺則是外力結(jié)束后不能恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，是另一類，進而得出穩(wěn)定、不穩(wěn)定兩類結(jié)構(gòu)。不是直接講述概念而是讓學生通過試驗演示觀察分析歸納出2類不同的結(jié)構(gòu)特性。（三）通過技術(shù)試驗推導(dǎo)出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素：感性技術(shù)試驗活動教師給學生安排做如下4個技術(shù)試驗的任務(wù)驅(qū)動技術(shù)實驗1：在同一平面上，放置2個裝滿水的礦泉水瓶，一個正立，一倒立，逐漸傾斜平面，觀察現(xiàn)象？技術(shù)實驗2：在同一平面上，放置2個礦泉水瓶，一個裝半瓶水、一個裝滿水，逐漸傾斜平面，觀察現(xiàn)象？技術(shù)實驗3：一個釘子連接的木條三角形，一個用釘子連接的木條平行四邊形，用同樣大小的力拉動木條技術(shù)實驗4：同樣大小的金屬條的平行四邊形，一個使用釘子穿孔連接，一個是使用焊接理性受力分析活動技術(shù)試驗中的瓶子的受力定量分析，繼續(xù)突破重難點，通過受力的定量定性分析的結(jié)果再次確認并驗證結(jié)論。教師安排思考任務(wù)：深度思考:定量定性分析:礦泉水瓶穩(wěn)定沒有倒下時，物體重心的垂線指向哪里？物體的支撐面和重心垂線的關(guān)系如何？嘗試畫出受力分析圖開始倒下時，物體的支撐面和重心垂線的關(guān)系如何，此刻應(yīng)該具備什么條件?嘗試畫出受力分析圖物體在穩(wěn)定狀態(tài)時應(yīng)該是具備什么條件？即如何判斷一個結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的呢？讓學生通過自學、小組技術(shù)實驗、合作探究、歸納總結(jié)出出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的幾個主要因素，培養(yǎng)了學生的自學、觀察、歸納分析匯總能力，尤其是技術(shù)學科更應(yīng)讓學生學會歸納分析。設(shè)計意義通過讓學生親自動手進行技術(shù)試驗去感受以上試驗，個人得出有關(guān)的結(jié)論，小組討論生成最后的結(jié)論，從而讓學生在試驗中總結(jié)出有關(guān)的結(jié)論，生成知識而不是直接講授，這樣可以提高學生的動手實驗和分析問題的能力，比直接講授效果要好得多。通過技術(shù)試驗受力的定量定性分析再次驗證了以上技術(shù)試驗的正確性。結(jié)論：重心的垂線在其支撐面上時，其物體結(jié)構(gòu)都是穩(wěn)定的，不會傾倒。讓學生通過自學、小組技術(shù)實驗、合作探究、歸納總結(jié)出出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的幾個主要因素，培養(yǎng)了學生的自學、觀察、歸納分析匯總能力，這樣符合自然學科的特點。同時融合了物理學上的受力分析去深度突破重點，學生印象更深刻，感性認識與理性分析相結(jié)合，這是自然科學的學習規(guī)律。（四）突破教學難點的活動安排,對常見的結(jié)構(gòu)進行正確分析教師分組分工完成以下思考問題的任務(wù)，1-2組完成思考1-2,3-4組完成思考3-4,5-6組完成思考5-6，思考3：斜撐的自行車為什么不倒？如何判斷一個結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的呢？思考思考4：比薩斜塔為什么斜而不倒？如何保證不倒？

思考5：演示試驗的改變?nèi)绾胃淖兊箶[演示試驗里的倒擺為穩(wěn)定擺？思考6：如何把技術(shù)試驗3里的平行四邊形變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu)？這個結(jié)論可以推廣到多邊形。學生首先獨立思考問題，然后小組合作探究，最終小組派一個代表來回答問題。思考1：落地扇底座采用底座面積較大、較重的材料，風扇比底座輕很多，使落地扇的支撐面積大、重心低，進而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定思考2：重心太高，不合適思考3：自行車的重心的垂線任然在三角形區(qū)域的支撐面范圍內(nèi)物體的重心的垂線位于比薩斜塔的支撐面范圍內(nèi)思考5：擺球的對面加一個重物，改變倒擺的重心位置，從而實現(xiàn)倒擺是一種穩(wěn)定擺。思考6；加入橫梁，讓多邊形的結(jié)構(gòu)都變成三角形的結(jié)構(gòu)的組合，這樣就穩(wěn)定了。安排學生通過6個案例的受力分析加深對影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素的理解與應(yīng)用，最終突破教學難點。（五）拓展提升：教師提問啟發(fā)思考：1.凡是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)該放棄嗎？

2.凡是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)都必須是靜止的嗎？討論:列舉生活中不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的利用實現(xiàn)一定功能的例子教師提示：逆向思維應(yīng)用：利用倒置的酒瓶的不穩(wěn)定性預(yù)報地震學生回答提問并舉例反駁門軸的旋轉(zhuǎn)、校門自動門、相機固定結(jié)構(gòu)手機振動器發(fā)動機驅(qū)動

…….等,很多防止學生理解成“結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都是需要增強的”，通過逆向思維，發(fā)現(xiàn)生活中有增強或減少結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都是有普普遍應(yīng)用的。（六）走進創(chuàng)新設(shè)計，走進技術(shù)發(fā)明觀察生活中不方便現(xiàn)象，根據(jù)本課學習的影響穩(wěn)定性的知識，說出你的創(chuàng)新設(shè)計改進思路?？勺约哼x一題，示例如下：1．盛放熱水的暖瓶容易歪倒，不穩(wěn)定，容易燙傷人。請設(shè)計一安全的暖瓶或底座，說出創(chuàng)意、畫簡單草圖均可2．冬天路面下雪時路面比較光滑，自行車容易打滑，請設(shè)計一種穩(wěn)定的不容易歪倒的自行車，說出創(chuàng)意即可。3.鋼筆容易滾動，且鋼筆掉到地上容易摔壞筆尖，請設(shè)計一種防止摔壞筆尖的鋼筆，說出創(chuàng)意即可采取措施：創(chuàng)新設(shè)計名稱降低重心增大接觸面積改變結(jié)構(gòu)形狀材料及連接方式暖瓶【我愛發(fā)明】氣球飄流也瘋狂學生分組回答其中的一個問題：*****功能的暖瓶****功能的自行車****功能的鋼筆把通用技術(shù)的設(shè)計和科技創(chuàng)新教育中的創(chuàng)新設(shè)計融合起來，把一般設(shè)計變成一種創(chuàng)新設(shè)計，激發(fā)學生創(chuàng)新思維，關(guān)鍵在于多教學實踐。（六）技術(shù)試驗實踐競賽活動技術(shù)試驗實踐活動1——撲克牌堆高比賽實踐使用材料及器材：僅僅用一副撲克牌54張，一把剪刀，創(chuàng)新設(shè)計搭建一任意結(jié)構(gòu)，越高越好，不準用膠帶膠布等粘貼。評價規(guī)則及標準：1、在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的情況下，看哪個組堆壘的最高？2、在堆壘同樣高度的情況下，看哪個組用時最短，時間最短者獲勝？

3、同樣高度，同樣時間，看哪個組的承重最大，承重最大者獲勝？

4、公布競賽結(jié)果，最后并請小組解釋團隊的科學設(shè)計原理。技術(shù)實驗實踐活動2——地震儀的發(fā)明比賽實踐使用材料及器材：用所給特制帶木板的鐵支架、音樂盒、細鐵絲、螺桿等所給物品，至少做一種結(jié)構(gòu)的地震音樂報警器。（提示：所給原料不一定全用上，可用一部分，所給原料至少可做3種地震儀，做出一種即可）評價規(guī)則及標準：1、在“地震”情況下（木板模擬上下動）地震報警儀可以鳴叫報警警示人們。2、在能模擬地震報警的情況下，至少可以進行一個地震級別的報警，完成即可。

3、最后，請優(yōu)勝小組解釋團隊的創(chuàng)意設(shè)計的科學原理。4、課下活動：在初步完成以上報警器情況下，嘗試用所給材料進行多震級報警器的草圖設(shè)計，級別越多越好，思考：還缺少什么材料、還應(yīng)了解什么知識？學生分組競賽，小組內(nèi)分工合作，最終獲勝小組同學來展示創(chuàng)意作品。附帶：展示上課成功的部分作品該比賽時對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的應(yīng)用比賽。該地震儀比賽是對結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性或穩(wěn)定性的應(yīng)用比賽。因為主題可以是立柱、單擺等幾種形式。防止學生在穩(wěn)定性應(yīng)用上的偏差（七）拓展升華他山之石，可以攻玉教師展示PPT圖片：展示3個歷屆科技創(chuàng)新大賽中發(fā)明的地震探測儀器創(chuàng)新作品，拓展學生的發(fā)明思維思路。發(fā)明1：均安職中師生制作的“地震探測自動預(yù)警裝置”獲第十屆廣東省少年兒童發(fā)明獎一等獎。其指導(dǎo)老師陳有添稱，該儀器曾提前13分鐘預(yù)測今年2月份河源地震，并稱該儀器目前已申請國家專利。陳有添稱，該儀器是否有效果，還需經(jīng)很多次試驗才能確定發(fā)明2：廣東順德初中生孫可平發(fā)明地震自動分級報警器，在地震發(fā)生時,會發(fā)出刺耳的響聲，不同鈴聲不同級別發(fā)明3：武漢小學生顏海天發(fā)明一種“水波地震觀測儀”激發(fā)學生的創(chuàng)新設(shè)計思路，再次激發(fā)學生創(chuàng)新熱情，把課堂推向高潮。展示歷屆科技創(chuàng)新大賽的作品，進一步啟發(fā)和激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。（八）評價升華總結(jié)教師安排學生進行如下評價：

從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的角度考慮，以下建筑其設(shè)計合理嗎？

頗有爭議的“褲子設(shè)計”建筑W字母建筑建筑學生評價該設(shè)計，并提出自己的看法，小組內(nèi)交流，最后派代表說出自己小組內(nèi)的看法。激勵學生去理性觀察和思考日常生活中的各種設(shè)計，激發(fā)學生的愛國熱情。（結(jié)束語）總結(jié)提升：這節(jié)課我們學習了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同學們通過親身體驗技術(shù)設(shè)計，有效提高了自己的動手實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力…….我們不僅要認真學習通用技術(shù)，還要創(chuàng)造性地應(yīng)用技術(shù)原理來進行創(chuàng)新設(shè)計，變通用技術(shù)一般設(shè)計為發(fā)明創(chuàng)造創(chuàng)新設(shè)計，傳承技術(shù)文明，引領(lǐng)科技創(chuàng)新，創(chuàng)造美好的明天，讓中華