《結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性》教學(xué)設(shè)計

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1、我的教學(xué)設(shè)計 課題： 探究結(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 科目 通用技術(shù) 教學(xué)對象 高中二年級 課時 1 提供者 趙 龔 單位 北師大大同附中 一、教學(xué)目標(biāo) 1、 知識與技能：了解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素；能夠?qū)θ粘Ｉ钪械暮唵谓Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計； 能對結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行簡單分析。 2、 過程與方法：通過案例分析和日常生活中熟悉的事物，使學(xué)生自主參與分析問題，感受探究發(fā)現(xiàn)的樂趣。 3、 情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生的探究意識。 二、教學(xué)內(nèi)容及模塊整體分析 本課題出自高中《技術(shù)與設(shè)計2》中“結(jié)構(gòu)與設(shè)計”模塊，在內(nèi)容編排上，本部分分四個層次：了解——探究——設(shè)計——提高。本課

2、時屬于其中“探究”的內(nèi)容，研究結(jié)構(gòu)的重要特性之一：穩(wěn)定性。 普通高中《技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》與本節(jié)對應(yīng)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：能通過技術(shù)試驗分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的因素，理解結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。本節(jié)的重點應(yīng)當(dāng)放在了解影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素上，其它內(nèi)容放在后面課時進(jìn)行。 三、學(xué)情分析 本節(jié)內(nèi)容的講授是在學(xué)生已經(jīng)初步掌握了結(jié)構(gòu)基本知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，在教學(xué)中盡量多舉些學(xué)生熟悉的涉及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生活實例，便于師生進(jìn)行互動探討，幫助學(xué)生加深對影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素的理解。 學(xué)生對三角形結(jié)構(gòu)的結(jié)實穩(wěn)固和物體結(jié)構(gòu)的重心越低越穩(wěn)定等相關(guān)知識已經(jīng)通過其他學(xué)科的學(xué)習(xí)在理論上有所了解，但面對生活中具體的實物結(jié)構(gòu)設(shè)計卻難以掌握。

3、 四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計 以建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，通過學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗，與新知識的互動中，積極主動地建構(gòu)。新知識來源于生活實踐或被賦予生活意義，知識建構(gòu)是意義的發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)過程。在這個過程中，教師主要通過講授和演示，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，自己體會，發(fā)現(xiàn)概念和原理。 五、教學(xué)重點及難點 教學(xué)重點：影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素； 教學(xué)難點：通過所學(xué)知識解決實際問題。 六、教學(xué)過程 環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 <回顧復(fù)習(xí)> <提問>（1）結(jié)構(gòu)的基本受力形式； （2）結(jié)構(gòu)的類型。 回答：（1）壓力、拉力、彎曲力、扭轉(zhuǎn)力、剪切力； （2）實體結(jié)

4、構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼形結(jié)構(gòu)。 讓同學(xué)們理解不同結(jié)構(gòu)所能承受的力是不同的，它的穩(wěn)固性也是不同的。 <導(dǎo)入新課> 播放視頻“塔科馬海峽大橋的坍塌”，引發(fā)學(xué)生思考，該橋倒坍的原因是什么？ 教師可從視頻中橋的狀態(tài)“搖擺不定”提示學(xué)生。 觀看塔科馬海峽大橋從搖晃一直到倒坍的整個過程，引發(fā)思考，回答造成大橋倒坍的原因——橋面穩(wěn)定性差。 讓學(xué)生了解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)的重要特性。 <定義> 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。 <解釋>負(fù)載：外力總和。 認(rèn)識穩(wěn)定性的概念。 讓學(xué)生產(chǎn)生對穩(wěn)定性的表象認(rèn)識。 分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素 1、 比較桌面上三瓶水哪個最穩(wěn)定？（

5、教具：滿瓶礦泉水、1/2礦泉水、1/4礦泉水） 教師提示：三瓶礦泉水大小、形狀、高矮都相同。 （1）先讓學(xué)生思考，找?guī)讉€學(xué)生上來試驗驗證。 （2）試驗結(jié)束得出結(jié)論。裝水少的瓶子穩(wěn)定，為什么？ （3）總結(jié)重心和穩(wěn)定性的關(guān)系。 1、<思考>—<試驗>—<得出結(jié)論> <試驗>幾個學(xué)生上前，將三瓶水傾斜同樣角度（約10度），松開手，觀察三個瓶子的不同；再將三瓶水傾斜同樣角度（約30度），松開手，觀察三個瓶子的不同。 <得出結(jié)論>水面越低的瓶子恢復(fù)平衡狀態(tài)越快。角度增大裝滿水的瓶子先倒下。 讓學(xué)生掌握： 1、重心是影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素之一。 重心越低，穩(wěn)定性越好；重心越高，穩(wěn)

6、定性越差 <應(yīng)用>F1賽車的底盤 2、 圖片展示：落地風(fēng)扇、電腦顯示器、落地臺燈 <比較>仔細(xì)觀察它們?nèi)哂泻喂餐攸c？ <提問>（1）這三樣?xùn)|西能否穩(wěn)定？ （2）它們能穩(wěn)定是因為重心低嗎？ （3）重心不低，為什么還能保持穩(wěn)定？ 2、<回答> （1）這三樣?xùn)|西都能穩(wěn)定。 （2）不是。 （3）它們都有底座。 <結(jié)論>底座和穩(wěn)定性有關(guān)系。 讓學(xué)生掌握： 2、底座大?。ńY(jié)構(gòu)與地面所形成的支撐面）影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 支撐面越大，穩(wěn)定性越好；支撐面越小，穩(wěn)定性越差。 <應(yīng)用>水壩的形狀 3、 圖片展示：A型梯、三腳架 <比較>上面

7、兩者哪個更穩(wěn)定？ （1）教師安排學(xué)生討論，并提問幾位有代表性意見的學(xué)生，讓其陳述理由。 （2）兩種答案的學(xué)生代表陳述完后，教師不直接下結(jié)論，引申出另一個問題：三條腿的凳子和四條腿的凳子哪個更穩(wěn)定？ （3）若個別學(xué)生仍不理解，教師再拋出“幾點確定一個平面”的平面幾何定理問題？ 3、（1）<討論>學(xué)生們相互討論，得出哪個更穩(wěn)定并說明理由。 （2）教師拋出凳子的問題后，有一些學(xué)生恍然大悟。 （3）定理：不在同一直線上的三點確定一個平面。 <結(jié)論>三角形更穩(wěn)定 讓學(xué)生掌握： 3、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的形狀影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 三角形結(jié)構(gòu)使支架更容易穩(wěn)定 <應(yīng)用>自行車的停放

8、 <總結(jié)>影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有哪些？ （1） 重心的高低 （2） 底座的大小 （3） 結(jié)構(gòu)的形狀 小結(jié)，加深記憶，為下面的任務(wù)做準(zhǔn)備。 <實踐> <思考與應(yīng)用> （1） 在擁擠的公共汽車上已沒有座位，你必須站著，如何才能保持自己不會被摔倒？ （2） 觀察下面的籃球架，如果要使籃球架更加穩(wěn)固，你覺得可采用什么措施？ <答案>(1)雙腳分開，拉住拉手，側(cè)身站立。。。 （2）加一個大底座，底座中裝滿沙土，加固地基。。。 讓學(xué)生能將所學(xué)知識應(yīng)用到日常的實踐中去，實際上就是講知識從課堂遷移到生活中，并用于指導(dǎo)生活實踐。 <知識拓展> <小資料>比薩斜塔是世界建筑史上的一大

9、奇跡。由于塔身壓力過重和地質(zhì)松軟，南面的地基比北面約低２米。在施工期間塔身既出現(xiàn)輕微傾斜，隨著工程的進(jìn)度，傾斜度不斷增加。到塔身建到第三層時，可明顯看出傾斜，曾一度停工。 一百多年以后，經(jīng)工程師托馬索皮薩諾精心測量和計算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會倒塌，使工程繼續(xù)按原設(shè)計繼續(xù)施工，直到竣工。比薩斜塔向南傾斜大約5.5，這意味著斜塔第七層的柱子比第一層要探出大約4.5m。這些年來，由于地基的不穩(wěn)定性質(zhì)，塔已經(jīng)平均下沉了2.8m，塔的北端和南端已分別下沉了1.86m和3.75m。塔的傾斜使建筑底層部分垂直壓力產(chǎn)生了危險的集中，塔的拉力已使螺旋型樓梯的臺階和天花板產(chǎn)生了裂縫。 為了提高比薩斜塔的

10、穩(wěn)定性，人們想出很多方法，其中，一種方法是用定向的力來幫助加固塔的結(jié)構(gòu)，底部600t的鉛錠產(chǎn)生的垂直力已使傾斜略微減輕；還有一種方法是將向南傾斜的塔基北側(cè)地基下的沙土挖走，使塔的傾斜度減小。 <提問>“托馬索皮薩諾精心測量和計算，證明比薩斜塔雖傾斜，但不會倒塌”，他的依據(jù)是什么？當(dāng)塔身傾斜到多少度的時候，它肯定會倒塌？ 學(xué)生對資料進(jìn)行閱讀，并對提問產(chǎn)生思考。 這是一個比較復(fù)雜的問題，通過它讓學(xué)生認(rèn)識到，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問題有時候不是那么簡單，解決問題時可能不能太理想化。 <參考答案> 對于一個結(jié)構(gòu)而言，如果重心所在點的垂線落在結(jié)構(gòu)地面的范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)傾倒。 小

11、結(jié) 教師引導(dǎo) 學(xué)生回顧 鞏固本節(jié)知識點 作業(yè) 實地觀察本地一座橋梁，完成橋梁的結(jié)構(gòu)草圖繪制。 課下完成，時間兩周 為本章第三節(jié)“結(jié)構(gòu)設(shè)計”中橋梁模型制作做好準(zhǔn)備工作 七、教學(xué)評價設(shè)計 學(xué)生自我評定表 項目 自我總結(jié) 自我評定 優(yōu)點 缺點 理論學(xué)習(xí) 實踐活動 課后自主學(xué)習(xí) 合作精神 創(chuàng)新精神 信息手段的使用 總評 八、板書設(shè)計 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 （一）定義：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在負(fù)載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。 負(fù)載：外力總和。 （二）影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素 1.重心位置（重心越低越穩(wěn)定，重心越高越不穩(wěn)定） 2.底座（支撐面）的大小（越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定） 3.結(jié)構(gòu)的形狀 （三）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的應(yīng)用