结构稳定性教学设计
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1 结构与稳定性教学设计
山东省潍坊第四中学 闫小宁
【教材分析】
《探究结构——结构与稳定性》是广东版教材的《技术与设计2 》第一章第二节的内容。结构的稳定性安排在学生学习了“认识结构”之后,这样安排,符合学生的认知规律,从浅到深由易到难。教材首先通过一些不稳定的现象,进而引出结构稳定性的概念。从实例出发,分析影响结构稳定性的因素。这一节课的内容与生活实际联系密切,在《结构与设计》这一章中起着举足轻重的作用。不仅可以使学生对结构的基本知识有更深的认识与巩固,而且也为后面的结构与强度、结构的设计等知识的学习打下坚实的基础。
【学情分析】
作为高二的学生,已经学习了《技术与设计1》的内容,经历了技术设计的一般过程,对技术设计的思想和方法有了一定的理解。结构是具体的、形象的,结构的稳定性是与学生学习和生活息息相关的,且学生在以前进行作品设计制作过程中也已经对稳定性有了一定的认识。因此,对于基础好,思维活跃又有着很好的技术素养的高二学生定能很好掌握本节课的内容。
【教学目标】
1、理解结构的稳定性的概念。
2.掌握影响结构稳定性的主要因素,懂得如何保持结构的稳定。
3.通过对生活中常见结构的交流探究,能分析出影响结构稳定性的主要因素。
4.经历将结构的基本知识应用于技术实践的过程,初步掌握结构的基本思想和方法,并能综合运用所学知识和技能解决一些实际问题,发展创新精神和理论运用于实践的能力;
5.经历技术实践活动,掌握基本的技术学习方法和技术探究方法,能综合运用知识解决实际问题,具有初步的参与技术活动的能力和实践能力。
6.通过技术实践活动,形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望;培养自己与他人协作的精神。
【学习重点、难点】
1.结构的稳定性及其主要影响因素
2.区分“接触面”与“支撑面”这两个概念
3.通过技术活动,学会分析影响结构稳定性的因素
【教学策略】
根据课标要求结合本节内容与学情分析,在教学中为了使学生掌握相关知识,以“影响结构稳定性的主要因素”为主线,并以这条主线进行展开,使学生达到将知识学以致用的目的,用技术活动的手段巩固理论知识。在教学中充分利用探究、设计实践等的教学方法。在课堂教学中,对作品评价采用了自评、互评和教师总评的评价方式,且更注重对学生学习过程的评价。
【教学准备】
多媒体、粗导线、尖嘴钳、钩码(50g)、米尺 2 【教学过程】
教学环节
教学过程
设计意图
新
课
导
入
提问:1.结构的含义
2.结构的类型
结构不仅有各种各样的形态,还能承受力的作用。通过倒塌的建筑物和被大雪压坏的电线杆两幅图片的展示,激发学生的学习兴趣,增强安全责任意识。由此,引出结构的重要性质——稳定性和强度,这节课主要探究结构的稳定性。
【板书】
探究结构
稳定性
结构的性质
强度
图片案例让学生对结构的强度和稳定性的理解得到进一步的提高,并懂得探究结构性质的重要性。
课
堂
教
学
给出本节课的学习目标。
【过渡】什么样的结构是稳定的?结构的稳定性含义是怎样的呢?
【合作探究1】根据你的生活经验,小组交流讨论结构的稳定性,用自己的语言解释什么是稳定性。
【板书】
含义:结构在力
的作用下维持其
稳定性 原有平衡形式的能力
结构的性质
强度
举例生活中结构稳定性的例子。
通过对生活或学习中的实例进行分析讨论,增强学生分析解决问题的能力。并学会用自己的语言去简单通俗较复杂的知识,从而增强对知识的应用。
3
强调:一是要确定结构原来是什么状态;二是结构受力作用下状态不变,是稳定的。
【过渡】影响结构稳定性的因素有哪些呢?
【合作探究2】以生活或学习中的结构为例,分小组交流讨论:是哪些因素影响了结构的稳定性?讨论之后,每小组选派一名代表进行具体讲解分析,并再举例说明。
【板书】
含义:结构在力的作用下
维持其原有平衡形
稳定性 式的能力。
结构的形状
结构的性质
影响结构 重心的位置
稳定性的
因素
支撑面的大小
强度 。。。 。。。
【合作探究3】 案例分析:边长5×100mm(A),20×20mm(B),高相同的长方体,重心的垂线在底面的中心,这两个结构哪个更稳定?
【精讲点拨】
影响结构稳定性的因素:
1.结构的形状
结构的形状不同,其稳定性也不同。
结构的几何形状必须科学合理。由于三角形构成稳定的几何结构,故工程结构中的桁架都是三角形的。
通过例题分析讨论,让学生明白各要素之间不是相互孤立的,而是相互关联的。
通过精讲点拨,增强学生对结构稳定性影响因素的加深了理解,同时让学生进一步掌握结构的基本思想和方法。
4 2.重心的位置
重心越低结构越稳定。
重心所在点的垂线落在结构底面的范围内,结构就是稳定的,否则就是不稳定的。
3.支撑面的大小
支撑面越大结构越稳定
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。
接触面 ≤支撑面
【例解】
重心落在结构底面之内,支撑面5×100mm>支撑面20×20mm,几何形状不同,若材料一样,稳定性A<B。
重心落在结构底面之内,支撑面5×100mm>支撑面20×20mm几何形状不同,若A为铁块,B为泡沫,则稳定性A>B
注意:
1.材料、连接方式也会影响结构的稳定性。
2.影响结构稳定性的各个因素是相互关联的,对于具体结构的稳定性的分析要综合考虑各种因素。
【过渡】生活中有没有利用不稳定结构来实现结构功能的实例?
人们利用某些不稳定结构实现某些功能。(播放美国的仿真探月机器人的视频)
视频的播放给学生震撼,也激励学生好好学习,设计出更好的作品,在机器人领域超越美国。让学生对本节内容有更细致的了解,激发学生对结构稳定性的兴趣和拓展学习。 支撑面 接触面 5
【学以致用】
技术活动:
简易落地衣帽架的设计制作(2人一组)
1.小组成员共同构思设计方案,并根据设计思路绘制出草图。
2.材料:80cm长的粗导线、15cm长的细线、钩码(50g)
工具:尖嘴钳、米尺
3.要求:
(1)用给定的导线制作一个挂物架,并在最上端挂一个50g的钩码,比一比哪组同学在稳定的前提下立的最高,即稳定的前提下追求最高的挂物架,且设计出小组的特色和创意(高度用米尺量取)。
(2)团结合作,注意安全。
【评价】实物展示——学生介绍作品——教师点评
设置技术活动,既提高学生的学习兴趣,也让学生在做中学,同时也在学中做,实现对知识的应用。
通过技术实践活动,形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望;培养自己与他人协作的精神。
不仅对学生作品进行评价,更注重对学生整个技术活动过程的评价,
从而提高学生学习的欲望和信心。