通用技术稳固结构的探析

稳固结构的探析（第一课时）
嘉善三中顾问： 沈宇喆
【教材版本】
通用技术必修2《技术与设计2》（江苏教育出版社）
【设计理念】
1.采用直观教学法。通过试验、举例、图片和实物展示，采用直观教学方法让学生亲身体会和感受，激发学生的学习兴趣和促进对相关概念的理解。
2.采用探究式教学方法。通过小实验，结合案例分析，激发学生探究热情，提高学生掌握相关知识的稳定性。
3.立足学生的直接经验和亲身经历。通过“做中学”，以学生的亲历情境，亲手操作，亲身体验为基础，学生自己能发现问题、提出问题、分析问题，并将所学知识应用于实际问题的解决。
【教材分析】　
本课时是《技术与设计2》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。该章的总体设计思路是：认识结构 探析结构 设计结构 欣赏结构 。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念。是对结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固，为后续的结构的强度，结构的设计等教学奠定良好的基础。通过利用探究，讨论，对比等方法有利于提高学生创新的品质和分析能力。
【学情分析】
学生在前面的学习中已经初步掌握了结构的基本知识，而且在日常生活中，学生已经有了稳定这类概念，知道它是对物体的某方面性能的一种描述和评价，只是还没有上升到科学的程度，还没有系统化。因此在教学尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例，便于师生进行互动探讨，帮助学生加深对影响结构稳定因素的理解。
高二年级的学生已具备一定的探究学习能力和相关的学科基础知识。如果从试验入手，引导学生在解释相关现象的同时探究原理，应该是可行的。
【教学目标】
1.知识与技能：理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。通过分析讨论等得到结论，培养学生的探究、实验、分析问题的能力。
2.过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法，使学生懂得应用相关的理论知识。
3.情感、态度与价值观：体验学习乐趣，激发学生结构探究兴趣和欲望，渗透安全教育、德育教育。创新和改进事物的结构，培养学生探究的思想和意识。渗透安全教育，德育教育。
【重点难点】
1.教学重点：影响结构稳定性的因素及提高结构稳定性的措施。
2.教学难点：理解结构稳定性的概念及利用所学知识解决有关现象。
【教学资源】
多媒体课件、照相机、不倒翁、三角形框架及四边形框架、A字形梯、水杯陀螺等。
【教学方法】
激趣法、探究法、小组研讨法。
【教学过程】
教师活动 学生活动 设计意图
导入新课： 在上课之前我们先来欣赏一段视频。（播放搭扑克牌的视频）教师：（观看完幻灯片）怎么样？是不是超级棒？要不我们也来试一试？我给大家降低难度，用扑克牌来“比高”。将学生分成小组，用扑克牌来“搭积木”，看哪一组搭得最高。在学生活动时教师用数码相机给每一组“作品”照相。活动完后作简单的评比。为什么我们的作品这么容易倒呢？其实原因有很多，我们来看看在日常生活中，我们时常会看到翻到在地的物体。是什么原因出现了图上所示的现象？（展示图片）教师：在台风来之前它是稳定的！是什么原因出现了不平衡状态？ [引出问题]：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？ 观看视频进入游戏动手环节学生发言：这些物体失去了平衡。学生发言：是台风把它们吹倒了！ 采用激趣法，播放视频、动手做游戏以激发学习的热情和积极性。引出问题导出新课
新课内容：稳固结构的探析结构的稳定性是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。台风过后，部分结构却完好无损，这又说明，有的结构稳定，有的结构不稳定。想一想：结构的稳定性与什么因素有关？影响结构稳定性的主要因素： [实验探究1]：[幻灯]：落地电风扇或者落地灯，它们都有一个比较大的底座。[引导学生得出结论]：结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定。一张扑克牌想让它立在桌面上几乎是不可能的，但如果把它对折后就能够立在桌面上了。注意：支撑面≠接触面。（接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线构成的面。）[提问]：为什么大坝的横截面总是建成梯形？[教师评析]：大坝需要承受很大的力的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。大坝建成梯形，增大了与地面接触所形成的支撑面，支撑面越大越坚实，稳定性就越好。[板书] 稳定性与支撑面积的大小有关 [实验探究2]：幻灯展示高跷和不倒翁[提问]:对于这种可调节踏板的高跷,第一次使用你会把踏板调到什么位置 [提问]:不倒翁为什么不倒？如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？[教师分析]：研究不倒翁的结构，发现不倒翁的重心很低，就在它与地面的接触点上，所以不倒，如果往它的脖子挂上铁环，它的重心位置升高了，当铁环达到一定数量时，不倒翁就不再是不倒翁了。[引导学生得出结论]：重心的高低影响结构的稳定性。重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越差。 [幻灯]:显示比萨斜塔的图片，比萨斜塔为什么不倒塌？（简单介绍比萨斜塔。）通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度，重心的垂线不再落在塔的底面时，塔就会倾倒。[引导学生得出结论]：结构的稳定性与重心位置有关。[板书]: 2.稳定性与重心的位置有关[]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。 [实验探究3]：出示三角形框架及四边形框架,提问:哪个稳定性较好 并演示其稳定性不同.让学生对四边形的稳定性进行改进.[提问]A字形梯为什么载人时能够保持稳定？如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？[教师分析]：一般情况下，梯子打开的时候，梯面与地面组成三角形，梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时，两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形，这就进一步加强了梯子的稳定性，保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆，载人时就不能保持稳定。[板书]：3、结构的稳定性与它的几何形状有关[幻灯] ：（三角形稳定性的应用）建筑中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的；钢架结构的十字梁同样是运用这一原理，在四边形的框架中用两条杆件作对角线，形成多个三角形，既节省了材料，减轻了结构的质量，又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑中常用的构件，如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架，以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。[活动]:展示前面活动记录的作品照片，对比看看每一组在作品最底层支撑面、重心以及结构形状方面的处理手法。教师：现在我们可以看到在这些方面哪些组做得比较好，对不对？如果现在再让同学们做一遍，我相信同学们会做得更好。 学生听讲 ( http: / / news. / st / 2005-06 / 30 / content_3160407_6.htm )学生观察，得出结论 学生会动手手尝试学生思考并回答。 学生思考并回答 学生得出结论学生思考回答并动手改进.学生听讲 将模糊的概念系统化，上升到科学的程度。将本课难点通过开头的游戏入手，比较容易接受。这些试验及现象都是生活中常见的，只是未与结构的稳定性联系起来，此时加以引导，学生很容易得出结论。引用学生熟知的案例，并简单介绍，调动学生积极性。学生有几何知识作基础，并动手改进，加深映像让学生了解三角形在结构当中的普遍应用。引入前面活动，提高学生兴趣，分组评论，增强集体荣誉感。
[知识拓展]1.如何增强结构的稳定性[活动]:了解“自行车的结构与功能”知道了影响结构稳定性的因素,我们就可以采取相应措施,增强结构的稳定性.那如何设计一款雪地自行车呢 [创设情境]:无意中碰翻的水杯,让学生讨论可以如何对水杯进行改进2.不稳定的结构应用学生举例：如移动门、折叠椅等等。.倒置的啤酒瓶可以预报地震。 学生讨论学生讨论学生举例说明 让学生学会观察生活的细节问题,学会用学过的知识来解决问题让学生知道并不是所有的不稳定结构都应放弃，要看我们如何利用它。
课堂小结 布置任务：回顾课堂内容，引导学生整理和归纳本节内容。探究：静止停放的自行车、摩托车要有三个支撑点才能稳定，而骑起来时，只有两个支撑点，为什么不会倒下呢？ 归纳并总结课后思考探究问题 归纳、总结并提出问题让学生思考了解静止的物体与运动中的物体的稳定性是不一样的。
[板书设计]第二章 稳固结构的探析第一节 结构与稳定性一、结构的稳定性结构的稳定性：是指结构在荷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. 支撑面积的大小2. 重心位置3. 结构的形状
【教学反思】
本节课的内容涉及的一般知识广，而且抽象。因此在准备这堂课中如何使知识点立体化，又使教学过程符合学生的认知规律下了一番功夫。一开始就用视频和游戏，激发起学生学习本节课兴趣。课堂所出示的实物都是平时很容易找到的，从而让学生明白技术就来源于生活。通过简单的实验过程让学生很轻松的得出实验结论，，从而增强了学生学习通用技术课的信心。学生的课堂参与活跃了课堂气氛，亲身实践培养学生的动手能力。探索性的问题拓展了学生的视野，让学生在学习过程中感到技术课的无比乐趣。
在整个教学环节中，不要让学生总在听，还要让他们动，既动手，又动脑。在一定程度上实现了“做中学”和“学中做”。
然而整个活动又有点缺憾。就是不能做到关注每一个学生的，有些学生并没有亲自动手做，在一定程度上影响了结论的得出。