苏教版必修二第一单元第二节

第1页共21页苏教版必修二第一单元第二节“稳固结构探析”教学设计李靖陕西师范大学附属中学710062【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】根据新课程理念，培养学生的技术素养，培养他们自主探究精神，因此教师在教学中应该突出学生的主体地位，教师则在学生需要之时给予适当的帮助。秉承着这样的教学思想，在教学中采取合作探究的教学方式，通过小试验验证和探索，结合案例分析，激发学生探究热情，促进学生理解掌握相关知识。强调学生的直接经验和亲身经历，通过“做中学”的方式，以学生的亲历情境，亲手操作，亲身体验为基础，在做中发现问题，学习知识。【教材分析】1、教材地位作用分析本单元内容属于《技术与设计2》的第一个主题，该单元总的设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构，“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念。而结构的稳固性又是结构的重要性质之一，结构体现了空间的概念。因此，本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用。教材通过马上行动、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固性、探究影响结构稳定性的主要因素。这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识，而且也为以后结构的设计等奠定了良好基础。2、教材内容分析让学生通过技术试验，学会分析影响结构的稳定性和强度的因素，教师应注意在技术试验中对学生引导。本节讲述了结构的两大重要性质：结构稳定性和结构强度，以及结构与功能的关系。教材先从实例出发，分析影响结构的稳定行的主要因素，再从结构的形状、材料、连接等方面，分析影响结构的强度的主要因素，并简单分析了结构与功能的关系。【学情分析】1、原有认知发展分析处在高中阶段的学生具有了一定的认识事物的能力，他们具备了细致的观察能力、归纳、推演的能力，初步具有了探究现象背后本质规律的能力。能够通过试验手段认识事物的能力。第2页共21页2、原有知识结构分析在本课时之前，学生已经学习过了常见结构的基本知识。学生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。和构件的五种基本受力形式，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。所以本课时是在第一节认识结构的基础上，具体对结构的两个重要性质：稳定性和强度做详细分析。同时，学生在物理课上已经学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础，可以说物理的力学知识和上节课常见结构的基本知识为本课时做好了知识的准备。此外，学科试实验（物理、化学、生物）的方法也为学生开展学习奠定了基础。【教学资源】本节课的教学在技术多媒体教室完成。通过试验，幻灯片呈现诸多的图片、实物，借以加深学生对本节知识的掌握。【主要教学方法】讲授教学法探究式教学法【所需课时】3课时【第一课时教学目标】1、知识与技能理解结构的稳定性/与强度/的含义。2、过程与方法通过讲授、试验、分析总结出影响结构稳定性的几个主要因素，并写出试验报告。理解结构与功能的关系。3、情感、态度与价值观通过分析讨论等方法得出结论，激发学生结构探究兴趣和欲望，培养学生探究的思想和意识，培养学生的观察、思维能力，主动参与意识，体验学习乐趣、渗透安全教育。【第一课时重点难点】1、教学重点影响结构稳定性的因素。2、教学难点（1）用实验方法探求影响结构稳定性的因素及其应用。第3页共21页（2）分析影响结构稳定性因素。【第一课时教学过程】序号内容教师活动学生活动备注1导入【想一想】我们经常会几个人一起坐在长凳子上，当其他人站起来离开凳子时，坐在最边上的人一不小心就会摔倒。这里到底蕴涵着什么样的技术知识呢？这是一个稳定性的问题。同样，我们所研究的结构也具有稳定性问题。通过这节可的学习我们就会有所感悟了。【试一试】创新意识培养，老师拿一熟鸡蛋，请学生让它站起来。方法一：当从侧面让它旋转起来时，它就会竖直地站立起来，生鸡蛋是不成的，里面的蛋清、蛋黄等液态的东西由于惯性，不随外壳一起转，所以这就成为鉴别生鸡蛋和熟鸡蛋的方法。方法二：轻轻一敲，那稍微碎了一点壳的蛋就稳稳地立在桌上，讲的是脑筋急转弯，是个逻辑问题，因为大家下意识的前提是鸡蛋不能损坏，这也是创新意识，要打破传统凝固思维。[引出问题]：静止状态下，到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？学生思考参与（设计意图：1、以活动形式开始上课容易使学生迅速集中注意力；2、活动过程结果有助于结构稳定性概念的理解；3、在后面的知识拓展环节将会要求学生依据本节课所学知识，对活动中如何获胜进行分析）4分钟1基础知识复习通过上一节课的学习，我们知道，结构是指事物的各组成部分之间的有序搭配和排列。从力学角度来说，结构又是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。【观看体会】展示07年我国发生了几起台风，台风带着问题观看看后思考4分钟第4页共21页过后的一些录象、图片给了我们很大的震撼。如果我们的建筑物更加稳定、更加坚固，就可以在很大程度上减少台风等给我们带来的危害。那么结构的稳定性指的是什么？又受那些因素的影响呢？21稳定性含义解析什么是结构的稳定性？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。它是结构的重要性质之一。2分钟22影响结构稳定性的因素探求【实验探究】重心的影响不倒翁试验第一步：在不倒翁脖子上逐个放置铁环，并记录每个铁环放置后不倒翁的稳定状况。第二步：直到不到翁不能恢复原有的平衡位置，记录此时铁环个数。第三步：比较在增加铁环前和增加后不倒翁各方面的参数增加铁环前增加铁环后外观形态没变没有改变质量小大重心高低是否稳定稳定不稳定讨论稳定性影响的因素：质量？还是重心？【设计实验证明】引导：实验材料，铁环，不倒翁，橡皮泥。。。。【结论总结】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。【链接生活】学生分组合作，实验操作并记录设计拓展试验，完成，展示，并得出结论7分钟第5页共21页思考：落地扇为什么不易倾倒？分析：落地扇的底座采用较重的材料，风扇比底座轻很多，使落地扇的重心降低。22影响结构稳定性的因素探求【实验探究】支撑面积的影响试验：(稳定性与支撑面的关系）1、将A、B两瓶矿泉水瓶（少量水）一正一倒放置课桌台上，打开风扇。学生观察哪个先倒，为什么？B瓶倒（直觉经验）2、屏幕显示大坝的图片思考：为什么大坝的横截面总是建成梯形？大坝需要承受很大的力，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。图片展示：支撑面接触面，两者不同【试验结论总结】结构与地面接触所形成的支撑面的大小影响结构的稳定性。支撑面越大越稳定，越小越不稳定。【链接生活】请同学们想一想生活中有哪些事例是运用增大支撑面积来增加稳定性的？例如：相机三脚架课桌椅思考：为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？分析：课桌椅的支撑脚做成往外倾斜是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积，增加稳定性观察思考7分钟22影响结构【实验探究】形状的影响怎样让一本书更好地直立在桌面上？思考，并解释原因5分钟第6页共21页稳定性的因素探求[分析]：同样的一本书，把它的下端各书页展开一定的角度，仍旧将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。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？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。师：通过上面的分析，我们知道，结构的稳定性与它的几何形状有关。【结论总结】结构或构件的形状影响其稳定性。【链接生活】（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。思考回答联系生活作出回答22影响结构稳定性的【思考】（1）重心和支撑面关系屏幕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。）学生各抒己见7分钟第7页共21页因素探求能用我们刚学过的知识加以解释吗？【分析】长方体重心的垂线位置与稳定性示意图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。【得出结论】对于一个结构体而言，如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。（2）动态平衡现象一：鸡蛋的当从侧面让它旋转起来时，它就会竖直地站立起来现象二：硬币的旋转现象三：陀螺现象四：行驶中的自行车列举生活中动态平衡的示例2实践应用利用结构稳定性分析：在开始上课的小活动中如何取胜？降低重心，两脚分开（支撑面扩大）或改变两脚站立姿势（改变结构形状）（设计意图：知道了结构稳定性影响因素后，应用于解决分析实际问题，将知识转化为能力）尝试回答2分钟3综合案例分析探究步骤：引入：生活中，我们经常会遇到需要爬梯子的情况，爬的越高我们就越是害怕。这是为什么呢？我们今天从技术的角度来分析其中的道理。第一步：根据搭建步骤1-5，与同伴合作搭建人字梯。第二步：根据搭建步骤6，将梯子竖立起来，观察梯子的稳定性如何，并作简要记录。小组合作，实验探究，观察实验过程，并记录实验数据分析实验现象总结实验结8分钟第8页共21页第三步：根据搭建步骤7，在人字梯的中间增加拉杆。观察梯子的稳定性如何，并作简要记录。第四步：将砝码放置在梯子的不同高度，测试梯子的稳定性变化。试验总结：将第6步完成的人字梯竖立起来时，会发现其非常不稳定，基本很难站立起来；但是，当加入拉杆后梯子的结构发生了变化，稳定性有了很大的提高。（强调）结论2：结构的稳定性与结构的形状有关。将砝码放置在底部时，结构的重心较低，梯子越不容易被推倒，结构的稳定性较好；砝码放置的位置越高，梯子越容易被推倒，结构的稳定性越不好。结论3：结构的稳定性和重心在竖直方向上的位置有关。重心越低，稳定性越好。论4总结教师提示两大问题1.结构的稳定性含义2.影响结构稳定性的主要因素学生回顾总结（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）结构的形状。2分钟5作业[实践活动题2]请同学们结合本节课内容从结构的角度为某公司设计一个稳固的巨幅街头广告牌。[知识拓展]：结构的稳定性在日常生活中有着广第9页共21页泛的应用，在很多时候我们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面也利用不稳定的结构来为我们生活提供便利。【第二课时教学目标】1、知识与技能理解结构强度的含义。理解结构的稳定性和结构强度的关系。2、过程与方法通过讲授、试验、分析总结出影响结构强度的几个主要因素，并写出试验报告。3、情感、态度与价值观通过分析讨论等方法得出结论，激发学生结构探究兴趣和欲望，培养学生探究的思想和意识，培养学生的观察、思维能力，主动参与意识，体验学习乐趣、渗透安全教育。【第二课时重点难点】1、教学重点影响结构强度的因素，以及结构稳定性和结构强度之间的关系。2、教学难点（1）用实验方法探求影响结构强度的因素及其应用。（2）分析影响结构强度因素。【第二课时教学过程】序号内容教师活动学生活动备注1课堂导入播放探险者视频或者图片创设情境导入在中央电视台曾看到这样一则报道：一名勇敢的洞穴探险者，仅仅凭借一根麻绳，进行洞穴探险活动，结果在途中发生了不幸，绳子断了，人也掉进了70余米深的洞穴里，摔成重伤。造成事故的原因是:绳子不结实,不像专业探险家们采用的粗尼龙绳那样牢固，并且没有科学、先进的设备做保障。3分钟第10页共21页造成事故的原因是什么呢？命系一线。绳子不结实，不能承受外来的负载，不堪负荷，损坏了。生活中，我们常说的“结实与