资源简介

《结构与稳定性》教学设计
授课：白沙中学 王堂辉

一．教材分析
本节课是江苏教育出版社《技术与设计2》中第一单元《结构与设计》的第二节《稳固结构的探析》的第1课时《结构的稳定性》。计划用1课时进行教学。
本节课是在第一节《常见的结构认识》的基础上的内容的延伸和深化，这样安排符合学生的认知规律，从浅到深由易到难。本节内容在《结构和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可使学生能对生活中简单的结构进行稳定性分析，而且也为学习后面结构的强度、结构的设计等教学内容奠定基础。

二、学情分析
本课教学对象是海南第二中学高二年级学生。学生对结构的概念和分类有了一定的认识。学生已有的生活经验和知识储备为本节课进行影响结构稳定性的因素探究试验奠定了良好的基础。因为对学生情况不了解，学生所以在教学过程中，我注意创设情境，因此采用激趣法，合理引导，通过典型案例、小试验、多媒体等方法，学生完全能够达到本节内容的学习目标。

三、教学目标：
一）知识与能力
1、理解结构稳定性的概念
2、能通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
3、对简单的结构进行稳定性分析。
二）过程与方法
学生通过亲历试验过程得出结论，提高学生的探究能力，掌握分析结构稳定性的方法，提高学生的动手能力，提升学生的技术素养。
三）情感、态度、价值观
培养学生的发散思维，自主探究、敢于创先、勇于创新的思考习惯，体验探究学习的乐趣。

四、教学重点难点：
(1)、重点 对结构稳定性的理解以及分析影响结构稳定性的主要因素。
(2)、难点 利用所学知识分析有关结构稳定性的实际案例。

五、教具准备
本节课我准备的教学用具有：教学课件、不倒翁1个、绑细绳的法码1个、矿泉水3瓶、方形薄木板1张、底套1个、木块3块（相同形状）、图钉9个、木制三角形和四边形各1个、麻将子60个、长方体木块和铁块各1个（同大小）。

六、说教学过程
一）创设情境，导入新课
以在风中摇坠的行人图片导入本节课所要学习的内容是结构的稳定性。

二）讲授新课
1、结构的稳定性
多媒体播放4幅台风刮倒树、房子和广告牌图片。
思考：同样在台风的破坏下，为什么有一些树、房子或广告牌等被刮倒，而其它的却稳如泰山一点都不受台风影响呢？导出结构稳定性的概念。

以不倒翁、钟摆结构事例，再播放一段笑话视频，让学生总结出结构稳定性的概念。

多媒体展示一些建筑（如金字塔、中央电视台大厦等）及日常生活中的一些产品设计（如台灯、风扇、桌椅等）图片
【设计目的】让学生感受到在生活的各种设计中，结构的稳定性是必须考虑到的问题。为下面讲授结构稳定性的概念做铺垫。


2、影响结构稳定性的因素
【提出问题】：“即然在我们的结构设计中必须考虑好结构的稳定性，那么影响结构的稳定性的主要因素有那些呢？我们掌握了影响结构稳定的主要因素才能让我们在结构设计中更好的应用”
以此过渡到对影响结构的稳定性的因素探究学习。

通过试验探究及问题回答方式总结出影响结构稳定的主要因素。

【探究试验1】学生操作体验
在一块薄木板上，有A、B、C三个矿泉水瓶子，A瓶中装满水，B瓶中有半瓶水，C是空瓶，请均匀用力，慢慢抬起木板的一端，看看哪个瓶子最后倒下？再换瓶子位置重做结果又是怎样？
【探究试验1】问题
问题1：试验1中那个瓶子先倒，那个后倒？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1中总结出结构的稳定性与那个因素有关呢？你的结论是什么？
（师生总结）得出结论1：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。

问题3：同学们能否举出生活中的案例，来印证这一结论。
（师生互动，解答问题）

问题4：人站立时稳定，身体倾斜到一定程度的时候会变的不稳定，为什么重心下降了，反而不稳定了呢？
（老师点拔）：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。（配合图来更清楚说明）

【探究试验2】学生操作体验
在上述试验1中，改为只用装满水的瓶子A和空瓶子C做试验，但给空瓶C套个底套，请均匀用力，慢慢抬起木板的一端，看看哪个瓶子先倒下？再换瓶子位置重做结果又是怎样？

【探究试验2】问题
问题1：试验2中那个瓶子先倒，那个后倒？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2中总结出结构的稳定性与那个因素有关呢？你的结论是什么？
师生总结得出结论2：结构与地面接触所形成的支撑面的大小有关，支撑面积越大，结构越稳定。
提醒学生注意：接触面与支撑面的区别

问题3：你是如何理解支撑面和接触面的呢？请你说说图1~3中那个椅子最稳定？对支撑面而言，说说在图1~3中那个最大那个最小？
（老师点拔）：支撑面和接触面的区别

问题4：请同学们试一试把本课本直立在课桌上，你是如何才能使课本直立得更稳定呢？大概指出支撑面范围。
学生体验解答问题

问题5：通过观察老师操做，说说用三枚大头钉把三个形状、大小和重量相同的方形木块支撑起来，那种方式把木块支撑得稳固？为什么？
（师生互动，解答问题）

问题6：你能举例说明‘结构与地面接触所形成的支撑面的大小有关，支撑面积越大，结构越稳定’这个结论在现实生活中的运用
（师生点拔，解答问题）

【探究试验3】学生操作体验
在老师用20个麻将子按不同的方式垒出同样高的三堵墙，请一位同学用手指推墙，看看那堵结构的墙最容易被推倒？

【探究试验3】问题
问题1：用麻将子垒出的墙那堵最牢固，那堵墙最不牢固？
（师生互动，解答问题）

问题2：你能从试验3中总结出结构的稳定性与那个因素有关呢？你的结论是什么？
（师生总结）得出结论3：结构的稳定性与结构的形状有关。

问题3：三角形和四边形那个结构最稳定？你能说出生活中应用三角型稳定性的事例吗？
（师生互动，解答问题）

【设计目的】探究影响结构稳定性的主要因素教学环节，通过试验探究及问题回答方式，在师生的互动中，学生的体验与思考，总结出影响结构稳定的主要因素。

3、结构稳定性的应用
一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载；
例如：高空走钢丝要手持长杆，是因为它可以降低和调节人的重心。照相机的支撑架使用三角架，是因为三角形结构更稳定，金字塔和大坝等固定结构，底座越大越坚实，稳定性越好等

另一方面人们又利用不稳定的结构实现某些功能：
例如在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现感知地震的功能；翘翘板等

【设计目的】结构稳定的应用环节教学设计，让学生运用所学知识原理来分析生活中常见的结构稳定性现象，达到学以至用目的。

三）小结
提出问题“本节课你学到了什么？”由学生的回答中做总结。

四）知识拓展迁移
【课外探究1】结构的稳定性除了上述所说的因素有关之外，还和什么因素有关呢？
示范试验：用嘴吹放置在桌面上同样形状的铁块和木块，看看那块先倒？
（老师点拔，学生课后探究）

【课外探究2】通常情况下，一个物体要有三个支撑点才能稳定，但自行车骑起来时，却只有两个支撑点，为什么不会倒下？（参见课本P015页）
（老师点拔，学生课后探究）

【设计目的】知识拓展的迁移，激起学生的兴趣和求知欲，培养学生的探究能力。

五）课后作业
(1)在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒？
(2)观察学校的篮球架，并思考，篮球架要有较高的稳定性，可采取哪些措施？

七、板书设计
结构与稳定性
（一）结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
（二）影响结构稳定性的主要因素
1.重心位置的高低：（重心越低越稳定，重心越高越不稳定）
2.结构与地面接触所形成的支撑面的大小（越大越稳定，越小越不稳定）
3.结构的形状
（三）结构稳定性的应用

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