资源简介

《结构与稳定性》的教学设计
方 兴 浙江省海宁中学
一、设计思想
内容精讲、学生参与、学中实践、做中思考、思现学案、学后练习、练好必馈。
二、教材分析
《结构与稳定性》是苏教版教材的《技术与设计2 》第一章第二节的内容。教材首先叙说了生活中一些不稳定的现象，进而引出结构稳定性的概念。这一节课的内容在《结构与设计》一章中起着举足轻重的作用，不仅可以使学生 对结构的基本知识有更深的认识与巩固，而且也为后面的结构与强度、结构的设计等知识的学习打下坚实的基础。
三、学情分析
学生已经学习了《技术与设计1》，经历了设计的一般过程，具备了一定的技术素养。进入《技术与设计2 》的学习后，又在第一节里学习了结构和力，对结构的基本概念有了一定的了解，为本节课的学习奠定了基础。
四、教学目标
1. 知识与技能：① 了解结构的稳定性；② 掌握影响结构稳定性的主要因素
2. 过程与方法：通过探究、实践、讨论、分析等方法使学生懂得应用相关理论知识
3. 情感态度价值观：培养学生的探究、实践、分析问题的能力，体验学习的乐趣。渗透安全教育、德育教育。
五、教学重点与难点
1. 重点：影响结构稳定的主要因素，学生实践，学生练习。
2. 难点：利用所学知识解决有关现象
六、教学策略
在教学中为了使学生更易学到相关知识，以“影响结构稳定的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开，使学生达到应用知识的目的。用设计、试验的手段巩固理论知识。在教学中充分利用探究、试验、设计的教学方法。
七、教学准备
（1）电教设备：多媒体、投影仪
（2）教具及实践器材：小椅子（自制）、不倒翁、获奖证书封皮、啤酒瓶、粗导线、尖嘴钳、钩码（50g）、米尺、陀螺等
（3）每位学生一份学案及练习
八、教学过程
（一） 引入新课：
【演示】 出示不倒翁，用手扳它，倒了，放手又自动立起
【引出问题】
1. 不倒翁为什么不倒？它是稳定结构还是不稳定结构？
（学生回答，答案有两种可能，形成两派）
2. 为什么会出现两种答案呢？那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？要知详情，下面分解
（二） 新课内容： §1.2.1 稳固结构的探析——结构与稳定性
（乘热打铁，直奔主题）
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。
从概念中，大家再来理解一下不倒翁是稳定结构还是不稳定结构？
（学生回答的答案还是两种都会有）
【教师澄清】 此概念要理解两层意思：一是要确定结构原来是什么状态；二是结构受常力作用下状态不变，是稳定，或者允许结构在常力作用下变动，但干扰消失后能回到原来的状态也称为稳定。因为概念中有“维持”二字，所以稳定不是状态绝对不变。
现在大家再来看一下，不倒翁是稳定结构还是不稳定结构？
学生回答后给出明确答案:不倒翁原来正放，用手扳动后晃几下不倒，是稳定。因为不倒翁绝大多数时间原来都是正放的，所以我们说不倒翁是稳定结构。
多媒体演示：（汶川地震视频）看完视频，大家感触颇深，我们中肯定有人在想，将来一定要设计出稳定的牢固的楼房。
【提问】 结构的稳定性与什么因素有关？
【演示】 小椅子重心高时倾倒，低时稳定。得出如下结论，如图1—1。
《结构与稳定性》教学设计

因素一：重心位置的高低
[试验探究1]：两人参加堆积木，比赛看谁堆的高。
（规定时间）高的容易倒，为什么？
物体重心越低，越稳定。（不倒翁、世界第一高人、赛车）
【演示】 小椅子支撑面小时倾倒，大时稳定。得出如下结论，如图1—2。
《结构与稳定性》教学设计
因素二：支撑面积的大小
[试验探究2]：利用获奖证书封皮当做屏风，如何才能稳定？
结合前两个因素
【想一想】比萨斜塔为什么不倒塌？
结构重心的位置：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。（重心问题必须加此条件）
【演示】 小椅子原来形状时倾倒，改变形状后稳定。得出如下结论，如图1—3。
《结构与稳定性》教学设计

因素三：结构的形状
【想一想】A字形梯为什么载人时能够保持稳定？
[分析]： 如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？
[引导学生得出结论]：结构或构件的形状影响其稳定性。
[教师总结] 影响结构稳定性的主要因素：重心位置的高低、 结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状。
强调：几个因素相互联系，如小椅子改变形状时其实改变了结构的重心，改变支撑面积时其实也改变了结构形状。
【课内讨论探究】
（１）举出生活中利用不稳定的结构实现一定功能的事例
【演示】 啤酒瓶，正放——稳定结构； 倒放——不稳定结构
（可再次回到稳定结构概念的澄清）
应用：利用用倒立的啤酒瓶可以报告地震
（２）静止状态下陀螺正放会倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？
（运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同）
【提问】我们学习结构的稳定性有什么用呢？
【学生实践操作】（多媒体展示）
简易挂物架的制作（2人一组）
1.带着疑问与好奇去实践：
（1）设计好后说说自己的设计思路
《结构与稳定性》教学设计
（2）谈谈影响结构稳定性的主要因素
2.材料：80cm长的粗导线、15cm长的细线、钩码（50g）一个
3.工具：尖嘴钳、米尺
4.要求：（1）用给定的导线制作一个挂物架，并在最上端挂一个50g的钩码，比一比哪组同学在稳定的前提下立的最高，即稳定的前提下追求最高的挂物架（高度用米尺量取）。
（2）设计好底座和挂钩(图中是提示，大家争取有更多创新)
（3）团结合作，注意安全
（4）完成学案
【反馈】实物展示——学生介绍作品——教师点评
学生汇报制作思路并总结影响结构稳定性的主要因素（重心位置的高低、支撑面的大小、结构形状）
九、课堂小结：（多媒体展示）
结构的稳定性：指结构在负载的作用下，维持其原有平衡状态的能力
影响结构稳定性的因素：（1）重心位置的高低；（2）结构与地面接触所形成的支撑面的大小；（3）结构形状
十、课内练习及作业布置（见学案及课堂练习）
（注意：学案和课堂练习完成后通过投影仪投影,交流反馈，教师点评）
§1.2.1《结构与稳定性》学案与练习
班级 姓名 学号
一、学案
1．结构的稳定性： 。
2．影响结构稳定性的因素有哪些？（每条在生活中找出一例）
3．【学生实践操作探究】简易挂物架的制作（2人一组）。
挂物架设计草图绘制处
（1）在右边的方框内画出草图。
（2）你们组制作的挂物架垂直高度为： mm。
（3）通过挂物试验，你们组制作的挂物架
的稳定性效果： （好、一般、差）。
（4）在实践要求的前提下，如何提高你的挂物架的稳定性？谈谈你的设计思路。
（5）如果去掉实践要求，你会如何提高挂物架的稳定性？ 你认为哪些条件必不可少？
二、课堂练习
1．（08年浙江省会考题）如图2—1所示是一款集手电筒和台灯为一体的多功能手电筒，该产品小巧、轻便，作为手电筒使用时可拿出底座滑块保持稳定。请分析，为了保持该产品稳定，设计者采取的主要措施是（ ）
《结构与稳定性》教学设计
A．增加底座质量
B．增大支撑面
C．使用新材料
D．拉长灯头支撑杆

2．（09年9月浙江省高考题）如图2—2所示是一款移动黑板，为了增加其稳定性，合理有效的措施（ ）
《结构与稳定性》教学设计
A．支撑直杆采用折叠结构
B．加大黑板底架的质量
C．增加黑板的厚度
D．减小黑板的长

三、课后练习
1. （08年10月浙江省高考题）小明帮助爸爸选购花盆架，看到市场上有四种花盆架（如下图所示），如果要求稳定性最好，小明应当选择（ ）
《结构与稳定性》教学设计

2．（08年浙江省会考题）如图3—1所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下保持稳定。如果 不断地扩大支撑杆与自行车之间的夹角θ，结果是（ ）
《结构与稳定性》教学设计
A．支撑面越来越大，结构越来越稳定
B．重心越来越低，结构越来越稳定
C．稳定性从擎渐变好，又从好逐渐变差
D．稳定性从好逐渐变差，又从差逐渐变好

3. 方老师给同学们讲影响结构稳定性的主要因素时，用相同的积木搭了两个四条腿的桌子进行对比，如图3—2所示，此试验他最想说明哪个因素影响结构的稳定性（ ）
《结构与稳定性》教学设计

A. 材料
B. 结构形状
C. 重心位置的高低
D. 结构与地面接触所形成的支撑面的大小
4．（08年10月浙江省高考题）现有一个卡通造型的花盆架（如图3—3所示），花盆架用钢筋制成，脚掌用铁板焊接而成。
《结构与稳定性》教学设计
（1）请设计一个简易的试验方案，用花盆作为试验器材，检验该花盆架在平地上站立时左右翻倒的稳定性。（此问题是设计试验方案的，此次练习不回答）
（2）若花盆架左右稳定性不够，为了提高其稳定性，请从以下三个方面各提出一种具体的改进措施：
① 改变重心
② 改变支撑面
③ 改变结构的形状

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