《结构的稳定性》教学设计

我的教学设计课题： 探究结构结构的稳定性科目通用技术教学对象高中二年级课时1提供者赵 龚单位北师大大同附中一、教学目标1、 知识与技能：了解影响结构稳定性的主要因素；能够对日常生活中的简单结构进行改进设计； 能对结构的合理性进行简单分析。2、 过程与方法：通过案例分析和日常生活中熟悉的事物，使学生自主参与分析问题，感受探究发现的乐趣。3、 情感态度与价值观：培养学生的探究意识。二、教学内容及模块整体分析本课题出自高中技术与设计2中“结构与设计”模块，在内容编排上，本部分分四个层次：了解探究设计提高。本课时属于其中“探究”的内容，研究结构的重要特性之一：稳定性。普通高中技术课程标准与本节对应的内容标准为：能通过技术试验分析影响结构稳定性和强度的因素，理解结构和功能的关系。本节的重点应当放在了解影响结构稳定性的因素上，其它内容放在后面课时进行。三、学情分析本节内容的讲授是在学生已经初步掌握了结构基本知识的基础上进行的。因此，在教学中尽量多举些学生熟悉的涉及结构稳定的生活实例，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。学生对三角形结构的结实稳固和物体结构的重心越低越稳定等相关知识已经通过其他学科的学习在理论上有所了解，但面对生活中具体的实物结构设计却难以掌握。四、教学策略选择与设计 以建构主义的学习理论为指导，通过学生已有的知识、经验，与新知识的互动中，积极主动地建构。新知识来源于生活实践或被赋予生活意义，知识建构是意义的发现和建构过程。在这个过程中，教师主要通过讲授和演示，引导学生积极思考，自己体会，发现概念和原理。五、教学重点及难点教学重点：影响结构稳定性的因素；教学难点：通过所学知识解决实际问题。六、教学过程环节教师活动学生活动设计意图（1）结构的基本受力形式； （2）结构的类型。回答：（1）压力、拉力、弯曲力、扭转力、剪切力； （2）实体结构、框架结构、壳形结构。让同学们理解不同结构所能承受的力是不同的，它的稳固性也是不同的。播放视频“塔科马海峡大桥的坍塌”，引发学生思考，该桥倒坍的原因是什么？教师可从视频中桥的状态“摇摆不定”提示学生。观看塔科马海峡大桥从摇晃一直到倒坍的整个过程，引发思考，回答造成大桥倒坍的原因桥面稳定性差。让学生了解结构的稳定性是结构的重要特性。结构的稳定性：结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。负载：外力总和。认识稳定性的概念。让学生产生对稳定性的表象认识。分析影响结构稳定性的因素1、 比较桌面上三瓶水哪个最稳定？（教具：满瓶矿泉水、1/2矿泉水、1/4矿泉水）教师提示：三瓶矿泉水大小、形状、高矮都相同。（1）先让学生思考，找几个学生上来试验验证。（2）试验结束得出结论。装水少的瓶子稳定，为什么？（3）总结重心和稳定性的关系。1、几个学生上前，将三瓶水倾斜同样角度（约10度），松开手，观察三个瓶子的不同；再将三瓶水倾斜同样角度（约30度），松开手，观察三个瓶子的不同。水面越低的瓶子恢复平衡状态越快。角度增大装满水的瓶子先倒下。让学生掌握：1、重心是影响结构稳定性的因素之一。重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差F1赛车的底盘2、 图片展示：落地风扇、电脑显示器、落地台灯仔细观察它们三者有何共同特点？（1）这三样东西能否稳定？ （2）它们能稳定是因为重心低吗？ （3）重心不低，为什么还能保持稳定？2、（1）这三样东西都能稳定。（2）不是。（3）它们都有底座。底座和稳定性有关系。让学生掌握：2、底座大小（结构与地面所形成的支撑面）影响结构的稳定性。支撑面越大，稳定性越好；支撑面越小，稳定性越差。水坝的形状3、 图片展示：A型梯、三脚架上面两者哪个更稳定？（1）教师安排学生讨论，并提问几位有代表性意见的学生，让其陈述理由。（2）两种答案的学生代表陈述完后，教师不直接下结论，引申出另一个问题：三条腿的凳子和四条腿的凳子哪个更稳定？（3）若个别学生仍不理解，教师再抛出“几点确定一个平面”的平面几何定理问题？3、（1）学生们相互讨论，得出哪个更稳定并说明理由。（2）教师抛出凳子的问题后，有一些学生恍然大悟。（3）定理：不在同一直线上的三点确定一个平面。三角形更稳定让学生掌握：3、结构或构件的形状影响结构的稳定性。 三角形结构使支架更容易稳定自行车的停放影响结构稳定性的因素有哪些？（1） 重心的高低（2） 底座的大小（3） 结构的形状小结，加深记忆，为下面的任务做准备。（1） 在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，如何才能保持自己不会被摔倒？（2） 观察下面的篮球架，如果要使篮球架更加稳固，你觉得可采用什么措施？(1)双脚分开，拉住拉手，侧身站立。（2）加一个大底座，底座中装满沙土，加固地基。让学生能将所学知识应用到日常的实践中去，实际上就是讲知识从课堂迁移到生活中，并用于指导生活实践。比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身压力过重和地质松软，南面的地基比北面约低米。在施工期间塔身既出现轻微倾斜，随着工程的进度，倾斜度不断增加。到塔身建到第三层时，可明显看出倾斜，曾一度停工。一百多年以后，经工程师托马索皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，使工程继续按原设计继续施工，直到竣工。比萨斜塔向南倾斜大约5.5，这意味着斜塔第七层的柱子比第一层要探出大约4.5m。这些年来，由于地基的不稳定性质，塔已经平均下沉了2.8m，塔的北端和南端已分别下沉了1.86m和3.75m。塔的倾斜使建筑底层部分垂直压力产生了危险的集中，塔的拉力已使螺旋型楼梯的台阶和天花板产生了裂缝。为了提高比萨斜塔的稳定性，人们想出很多方法，其中，一种方法是用定向的力来帮助加固塔的结构，底部600t的铅锭产生的垂直力已使倾斜略微减轻；还有一种方法是将向南倾斜的塔基北侧地基下的沙土挖走，使塔的倾斜度减小。“托马索皮萨诺精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌”，他的依据是什么？当塔身倾斜到多少度的时候，它肯定会倒塌？学生对资料进行阅读，并对提问产生思考。这是一个比较复杂的问题，通过它让学生认识到，影响结构稳定性的问题有时候不是那么简单，解决问题时可能不能太理想化。对于一个结构而言，如果重心所在点的垂线落在结构地面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。小结教师引导学生回顾巩固本节知识点作业实地观察本地一座桥梁，完成桥梁的结构草图绘制。课下完成，时间两周为本章第三节“结构设计”中桥梁模型制作做好准备工作七、教学评价设计学生自我评定表项目自我总结自我评定优点缺点理论学习实践活动课后自主学习合作精神创新精神信息手段的使用总评八、板书设计结构的稳定性（一）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。 负载：外力总和。（二）影响结构稳定性的主要因素1.重心位置（重心越低越稳定，重心越高越不稳定）2.底座（支撑面）的大小（越大越稳定，越小越不稳定）3.结构的形状（三）结构稳定性的应用