稳固结构的探析 《结构与稳定性》教案

《结构与稳定性》教案
（全国首届通用技术教师教学技能大赛课题）
天津市新华中学 王卫国
一、课标要求：
能够通过技术试验分析影响结构稳定性的因素，并写出试验报告。
二、教材分析：
本课所选用的教材为苏教版，内容为《技术与设计2》中的第一单元第二节《稳固结构的探析》的第1课时。《结构与稳定性》这一内容安排在学生学习了“常见结构的认识”之后，符合学生的认知规律，从浅到深由易到难的学习过程，在深化了前面知识的同时也为后面学习 “结构与强度”和“简单结构设计”打下了基础，有着承上启下的作用。教材中通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳定性、探究影响结构稳定性的主要因素。 “结构与稳定性”和实际生活联系密切，这部分内容是本单元的重要组成部分。
三、学情分析：
高中学段的学生已有初中物理基础；能够对生活中的现象进行观察和体会，但没有上升到理论的阶段，对结构设计进行系统的认识；初步具有数据分析处理能力。
四、教学目标：
根据课程标准、教材内容以及学生情况确定本课的教学三维目标为：
1．知识与技能：（1）理解结构的稳定性定义；
（2）理解影响结构稳定性的主要因素，填写试验报告;
（3）初步学会对简单结构的稳定性进行定性分析。
2．过程与方法：学生通过观察生活和亲历技术试验分析影响结构稳定性的主要因素，体验稳定性在结构设计中的意义。
3．情感态度与价值观：培养学生的观察、思维能力。学生对技术试验有操作欲望，乐于探索现象背后的原理，认识在试验过程中交流与合作的重要性，勇于放弃或修正自己的错误观点。
五、重点、难点：
重点：影响结构稳定性的主要因素。
难点：区分“接触面”与“支撑面”；利用所学知识分析有关结构稳定性的实际案例。
六、教学方法：
针对本课的重难点内容，教学中将质疑法，讨论法和技术试验等方法互相结合。教师引导学生质疑，激发学生学习的兴趣和欲望，学生讨论假设结论，通过技术试验验证假设得出结论。在充分发挥教师主导作用的同时，把学习的主动权交给学生，使学生在探究的过程中获取新的知识，学会学习。
七、教学准备
测试影响结构稳定性因素的自制教具
不倒翁、课件、试验报告
八、教学过程：
教学环节 教师引领 学生活动 设计意图 目标达成
导入 （1）从翻到在地的物体，如路边的自行车、垃圾桶，教室中的椅子等现象引出本节课，提出在学习了结构的受力的基础上，我们还需探究结构与稳定性的问题。（2）引导学生观察不倒翁，用力推它一下，它开始摇晃起来，过一会有停住了。提问：不倒翁这个结构的稳定性是好还是不好呢？（认为不倒翁稳定好的同学请举手）引出结构的稳定性是怎样定义的。 观察现象思考问题回答 古人云：“疑，思之始，学之端。”采取置疑的方式来引课，调动学生的学习兴趣，激发学生探索欲望。 引导学生思考，教师适时的点拨，加强学生对概念的理解程度。 引出结构稳定性的概念
新课教学 给出结构稳定性的定义：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。它是结构的重要性质之一。强调指出：维持其原有的平衡状态的能力。 与原有知识经验比较，正确理解结构稳定性的含义 化解前一步的疑点，为影响结构稳定的主要因素做铺垫。 理解结构稳定性的概念
引导学生提出假设结论 （1）找两位个头、体重相近的同学来做一个小游戏， 一位同学双脚并拢、另一位同学蹲马步，相互用力推对方，看谁先倒。（2）引导学生提出假设 演示观察思考利用已有的知识经验提出假设 引导学生提出影响结构稳定性因素的假设结论，走向探究学习的第一步。同时根据学生回答判断学情，及时调整教学。 学生提出假设结论
技术试验一 对试验一提出具体要求：按照学案中的提示对进行操作，将数据填写到学案中试验报告中，通过数据的分析、比较得出结论。注：本次使用的教具为教师自制，可以同时测试影响结构稳定性重心与支撑面大小两个主要因素的试验装置。此教具在2009年天津市优秀自制教具评比中获二等奖。 对试验一的动手实践，分析现象、对比数据、讨论、验证，得出初步结论。 实践是检验原理的重要标准。通过学生实践操作，在验证自己假设结论的过程中，提高动手实践能力，培养团队合作意识，学会探究、学会学习，参与技术活动。 分析得出重心的位置是影响结构稳定性的主要因素，填写试验报告
师生讨论 （1）引导分析学生所得结论（2）对于重心位置这个因素在做深入讲解。找一位同学演示：双脚并拢，上身向下倾斜，重心的位置是在降低的，提问演示学生的感受。指出对于重心这个因素还要考虑其所在点的垂线是否落在结构支撑面的范围之内。教师做演示试验。（3）提出有没有同学得出物体与底面的接触面越大这个结构就越稳定这个结论？引出试验二 各组代表回答试验的结论全班交流讨论学生进一步思考并作答引出新的质疑 学生考虑问题往往不是很全面，只注意到重心的高低，没有领会到重心所在点的位置。教师进行点拨、指导。 重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围之内，如果是就稳定，如果不是就会发生倾倒。
技术试验二 （1）想办法将手中的学案纸立起来放到桌子上？（2）指出折纸前后并没有改变其接触面的大小但出现了截然不同的效果。这里要重点提醒大家注意的是有关两个概念的区分“接触面”与“支撑面”。结合教室中的桌椅等实物进一步分析说明。 动手操作技术试验二，得出不同方案；学生思考，展开的纸不能立起来，而把纸折成波浪形或卷成圆筒等形状就可以，得出进一步结论。 对于第二个结论，学生往往在支撑面与接触面两个概念上混淆，此为本节课的难点。 区分“接触面”与“支撑面”的概念！
练习巩固 【提问】(1)生活中哪些结构的设计是利用了结构重心底稳定性就好的这一性质？ (2) 生活中哪些结构的设计是利用了结构支撑面大稳定性就好的这一性质？(3)给出两个产品实例，就稳定性而言，你会买哪一个？除以上两个因素外，还有哪些因素会影响到结构的稳定性呢？下面我们一起来看一下试验三。 思考并作答举出实例分析，如：赛车、落地扇、落地灯等。 与日常生活相联系，达到所学知识的巩固与提高。对于一件产品来说，在设计的时候对稳定性的因素应该综合的考虑，各个因素之间并不是孤立的。如：爵在使用的过程中虽然重心的位置比较高，但是通过增大支撑面这一因素达到稳定使用的目的。 体会生活中利用降低重心和增大支撑面来提高产品稳定性的实例。通过第三个问题的分析探讨，提高学生评价技术、选择技术两方面的技术素养。
技术试验三 对所给结构两面不同的形状施力，观察其状态的变化。 通过对试验三的动手实践，讨论得出结论！ 进一步对结构的形状对稳定的影响进行分析 理解结构的形状是影响其稳定性的因素之一。
师生互动巩固练习 举例结构的形状是影响其稳定性的因素之一。例如建筑上所用的桁架结构，照相机的三脚架，A字形梯子中间用拉杆固定增强梯子的稳定性。 学生举例分析 与生活实际相联系，分析利用所学知识分析简单结构的稳定性 进一步理解结构形状与稳定性的关系
小结 结构稳定性定义影响结构稳定性的主要因素 学生回顾 总结 巩固本节知识点
拓展延伸 提问：结合日常的生产生活中的实例谈一谈不稳定的结构是绝对的不好吗？指出：要用一分为二的观点来看待事物。 学生讨论并发言 体会稳定性在结构设计的意义 培养学生用客观、辩证的观点来看待问题。