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第二节 稳固结构的探析
一、教材分析：
本课题是苏教版《技术与设计 2》第一章第二节的教学内容，计划用 1 课时进行教学。
结构的强度和稳定性是结构设计必须考虑的两个重要因素，也是确保结构可靠性的重要参 数。教材通过“技术体验 ”“技术试验 ”“马上行动 ”等活动来探析结构的稳定性与强度， 主 要目的是让学生在这些活动中能体悟结构稳定性与强度的概念， 探究得出并理解影响结构强 度与稳定性的主要因素， 为后续的设计活动做知识与方法上的积累与铺垫， 最终能运用这些 知识解决结构设计中的强度与稳定性问题。
在内容上，任务一主要探讨了什么是结构的稳定性，以及影响结构稳定性的因素；任务 二探究了结构的强度， 以及影响强度的主要因素。第一节探讨了结构中的构件在结构受到外 力时会发生的变形形式， 而本节探讨的是结构整体在受到外力时， 会不会出现不稳定的状态， 从面影响结构的功能， 以及结构受到外力过大时会被破坏， 这种破坏可能是构件的断裂， 也 可能是连接件的松动。因此， 如何保证结构在受到外力时能保持平衡， 或者有足够的强度抵 抗外力，是本节要研究的主要问题。
二、教学目标
（一）物理观念
理解结构的稳定性的含义。知道影响结构稳定性和强度的主要因素。 （二）科学思维
通过技术试验探究影响结构稳定性和结构强度的主要因索，并会在结构设计中灵活运 用。
（三）科学探究
经历技术试验和案例分析， 探究影响结构稳定性和强度的主要因素， 能够分析生活中的 案例，并利用所学知识进行结构强度的设计。
（四）科学态度与责任
通过对影响结构稳定性和强度的探究过程， 提高学习通用技术课程的兴趣， 培养严谨的 思维，增强科学探究的能力。
三、教学重点难点
教学重点：影响结构稳定性和强度的主要因素。
教学难点：影响结构稳定性和强度的因素在设计中的应用。
四、教学过程
（一）创设情景，引入新课
日常生活中，时常会看到翻倒在地的物体，如路边倒地的自行车、大树、广告牌等
以上结构为什么会发生坍塌呢？
这是因为当物体受到荷载作用时，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象。
那么结构的稳定性与哪些因素有关系呢？这节课我们一起来探讨学习!
(二)新课教学
【任务一 探析结构的稳定性】
思考：什么是结构的稳定性
1、稳定性:结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
关键词：荷载（外力）
平衡状态（静止、匀速直线运动）
2、影响结构稳定性的主要因素
（1）探究活动一：
在一块平整的塑料板上， 放两个底面积相同， 但高度不同的木块。缓慢抬起塑料板一端， 看谁最先倾倒，再换木块位置重做结果又是怎样？比较两个木块的稳定性。
问题 1：试验中哪个木板先倒，哪个后倒？换位置后结果是不是一样？为什么会呢？
（师生互动，解答问题）
问题 2：你能从试验中总结出结构的稳定性与哪个因素有关呢？你的结论是什么？
（师生总结）得出结论
结论：结构重心的位置高低影响结构稳定性：重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定 性越差。
生活中哪些结构是因为重心位置低而比较稳定的
学生举例：不倒翁、篮球架、独角茶几等。
[技术体验]：给学生两个不倒翁，让学生自己体会重心高低对稳定性的影响
通过一定深度的提问，锻炼学生的思维能力，激发探究学习的兴趣。
（2）探究活动二：
取两个相同的瓶子放到桌子上， 一个正立， 一个倒立， 施加相同大小的外力， 比较二者
的稳定性，互换位置呢？
问题 1：试验中哪个瓶子先倒，哪个后倒？换位置后结果是不是一样？为什么会呢？
（师生互动，解答问题）
问题 2：你能从试验中总结出结构的稳定性与哪个因素有关呢？你的结论是什么？
（学生总结）得出结论 ：接触面大小影响结构稳定性
教师展示三脚架：
提出问题：假如我把三脚架的这三个腿，捆在一起，接触面积变不变？结构稳定吗？
组织学生思考，预设学生得出结论：结构不稳定，所以不能说接触面积，而是支撑面积。
得出结论：接触面积不等于支撑面积。
教师点评，做出说明，形成结论。
结论：结构与接触面所形成的支撑面大小是影响结构稳定性的主要因素之一。
学生做出猜想与假设， 教师不急于判定， 通过案例让学生自主判断猜想与假设的正确性， 激
发学生对知识探究的兴趣，帮助学生更深刻的思考，提高学生思维的严谨性。
[技术体验]：学生分组，合作探究，如何将课本或者煮熟鸡蛋直立在课桌上？
（3）探究活动三：
学生分组将课本缓慢移出桌面，观察课本什么时候掉下去？
教师展示自制教具，进一步引导学生得出最终结论。
结构重心的位置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的，条件是：
结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内， 落在底面范围内就是稳定的， 反之就会 不稳定。
（4）探究活动四：
教师在大屏幕展示人字梯，提出问题：如果把拉杆去掉人字梯是否稳定？为什么
预设学生通过观察发现没有拉杆不再稳定，得出结论：形状影响结构稳定。
教师点评，做出说明：结构的形状不同，其稳定性也不同。
组织学生思考什么形状最稳定，学生分组实验，得出结论。
结论：形状影响结构的稳定性，三角形是稳定的结构。
归纳总结：影响结构稳定的因素：
第一：重心的高低
第二：支撑面大小
第三：重心的垂线是否落在支撑面内
第四：结构的形状
[技术体验]学生展示自己所创作的结构，看一看谁更稳定
提高学生灵活的运用知识的能力， 锻炼学生解决生活中问题的能力， 激发学生对这部分
的内容的延展性学习。
【任务二 探析结构强度】
1、几个概念：
结构的强度的概念：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
内力： 一种抵抗外力与形变的力。
应力：构件在单位截面积上所产生的内力。
应力可以作为表示结构构件强度的基本指标。
2、影响结构强度的主要因素
（1）结构的形状
展示图片
（2）结构的材料
展示图片
不同材料构成的结构，其强度各不相同。一个坚固的梁必须具有好的抗拉、抗压、抗剪切 和抗扭转的性能， 所以梁通常由不只一种材料制成。如一根混凝土梁含有钢筋， 混凝土擅长 抗压力，而钢筋擅长抗拉力，它们共同形成了非常牢固的结构。
解析钢筋混凝土受力图
混凝土能承受压力， 但是不能承受拉力。混凝土下部主要受力是拉力， 因此在混凝土底部加
入钢筋，可以使组合后的钢筋混凝土既能承受更大的压力也不会断裂。
（3）结构的连接方式
（三）课堂练习：导学案
（四）课堂小结：
1. 结构稳定性
（1）重心位置；
（2）支撑面大小；
（3）重心垂足的位置；
（4）结构的形状
2. 结构强度
（1）结构的形状
（2）结构的材料
（3）结构的连接方式
（五）布置作业：课后习题 1、2
（六）板书设计：
1.2 稳固结构的探析
一、影响结构稳定的因素
（1）重心位置；
（2）支撑面大小；
（3）重心垂足的位置；
（4）结构的形状
二、影响结构强度的因素
（1）结构的形状
（2）结构的材料
（3）结构的连接方式
（七）教学反思：
本节课通过各种各样的图片和实验来把抽象的内容具体化， 形象化。结构的 稳定和强度原本是 2 课时内容，现用 1 课时上完，时间有点紧张，另外学生互
动还需要进一步加强引导。

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