高中通用技术-结构的强度与稳定性教学设计学情分析教材分析课后反思

结构的强度与稳定性——教学设计【教学目标】熟练掌握结构的强度与稳定性的概念用实验方法探求影响结构强度的因素及其应用。通过实验和生活经验，探求影响结构稳定性的因素。【课时】一课时【具体教学过程】内容教师活动学生活动备注课堂导入歌曲欣赏：众人划桨开大船用歌曲和凳子图片引入本节课的主题.“我的桌子坏了一条腿，没有原先稳当了。”生活中，我们常说的“结实与不结实，牢不牢固”就是指结构的强度与稳定性。学生欣赏歌曲，并思考回答问题2分钟合作探究【合作探究】——简易拉布条实验小组完成

（六人一组，教师选好同学甲为小组长，小组长将组内成员分为1号2号3号4号5号）实验步骤：1、取窄布条（白色），一小组成员甲手持弹簧秤，小组成员1号将布条挂于秤上

，并对布条施加拉力，直至布条拉断为止，观察布条结构的形变情况。成员2号3号观察并记录拉断所需要的力大小，成员4号5号负责安全监督以及代表小组发言。2、取宽布条（白色），重复（1）过程并记录拉断布条所用的力的大小。（用质量kg表示）3、填写表格：

拉断所需力（用质量kg表示）窄布条

宽布条

学生认真做实验，并观察记录结果4分钟一、应力与强度内力:结构内部分子抵抗变形的力。应力：作用在单位面积上的内力称为应力。应力公式：σ=N/S，（N为内力，S为构件截面积。应力的计量单位为N/mm2或N/cm2）σ可以表示构件形变的大小。强度:结构承受外力时抵抗破坏的能力。请学生思考讨论用应力解释一下刚才宽窄布条形变的实验现象对配合良好的小组予以表扬。让学生试解释：运用应力，解释粗绳比细绳“结实”的问题。小组讨论：拉断宽布条所需要的力比较大的原因

:因为宽布条截面积大，应力小，变形就小，抗变形能力大，强度大。

通过实验让学生有感性的认识，再通过理论知识的学习，让学生明白拉断宽布条所需要的力比较大的原因。3分钟二、影响结构强度的因素1.材料的关系【材料的关系】我们做一个简单的技术试验，这是一张白纸，我很容易把它撕碎，这是一条皮带，有谁能用手把它撕碎？叫一名学生上来试一试多媒体图片展示：教师展示生活中常见例子各种杯子的图片。

材料:材料不同，强度就不同。学生尝试来手撕皮带2分钟2.结构的形状【结构的形状】分析课本1—43花展架示意图，并回答问题教师展示生活中常见例子如吊兰的支撑架，如篮球筐下部结构、自行车、塔吊等图片。教师展示花展架并提出问题：1.花杆支柱最薄弱的地方在哪里？2.如果置于上板面的荷载超过杆件的承受能力，杆件会发生什么样的变形？ABABC【结论】结构的强度与形状有关，一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状，结构的外形相同，构件的截面不同，其强度不一样。学生阅读25页材料1和2，思考交流回答问题并掌握结构的强度与结构所用材料的形状有关。3分钟3.连接方式【连接方式】PPT展示：结构的强度与结构的连接方式有关。不同的连接方式，结构的强度也不同。构件之间的连接方式：①构件连接的类别：结构的连接是指通过一定的连接物将构件组成整体结构。铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。（图片举例）具体有松螺栓、松铆等。刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。（图片举例）具体有榫接、胶接、焊接等。学生观察图片动脑思考，并认真倾听，理解连接方式不同，强度不同。学生尝试回答问题，在自行车各部件之间的连接中,三角架属于____连接；刹车连杆之间属于_______连接；辐条与钢圈之间属于______连接.3分钟总结影响结构强度的因素：（1）形状：构成的形状略有改变，强度就会改变。（2）材料：不同材料有不同承受应力极限的能力。形状相同，材料不同，强度就不同。（3）材料的连接方式：不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。学生在教师的引导下一起回所学影响结构强度的因素1分钟三、结构的稳定性教师展示遭受台风袭击，台风中心所到之处，广告牌或大树东倒西歪的图片。在日常生活中，我们时常会看到翻到在地的物体。是什么原因导致出现了以上所示的现象？【也就是说它们在外力的作用下失去了平衡状态，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象。】引出问题：那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构又是不稳定的？什么是稳定呢？1、稳定：指的不是状态不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，则为稳定。2、结构的稳定性：是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。马上行动填表说明下表中的物体有可能因受哪些力的作用而出现不稳定现象，并根据你的生活经验，简要说明原因。物体受到的外力不稳定的主要因素广告牌

落地灯

底小口大的空竹篓

带着问题观看图片看后思考学生在学案上填写表格4分钟四、影响结构稳定性的因素1.影响结构稳定性的因素探求一2.影响结构稳定性的因素探求二【小试验1】：拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。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。教师：引入接触面和支撑面的不同。教师：引导学生通过图片分析接触面和支撑面的不同。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与地面构成的面。因素一：支撑面积的大小1.稳定性与支撑面积的大小有关支撑面越大越稳定，越小越不稳定【案例分析一】.落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们为什么都有一个比较大的底座？结构的底座，结构与地面接触所形成的支撑面大,稳定。【案例分析二】.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的作用，如自身的重力，水的冲击力、压力等等，要起到防洪的作用，大坝必须要求非常稳固。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。【案例分析三】.为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜？这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。注意：支撑面≠接触面。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与地面构成的面。教师展示图片让学生判断【试验探究】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？【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】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。因素二：重心位置2．结构的稳定性与重心位置有关。物体重心越低越稳定。【案例分析四】.比萨斜塔为什么不倒塌？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。）通过分析长方体重心的垂线位置与稳定性示意图，使学生容易理解，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。结论：结构的稳定性与重心位置有关。结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在就是稳定的，没有就是不稳定的。教师播放视频帮助学生理解[小试验2]以组为单位，将一摞书每一本都慢慢往外放置，直至最大极限。学生自己亲手小试验并思考分析书倒与不倒的原因。设计拓展试验，完成，展示，并得出结论学生要会判断出接触面于接触面学生通过观察教师演示实验，分析不倒翁加上铁环倒的原因。学生观察图片认真听讲解，并观看视频学生组为单位，将一摞书每一本都慢慢往外放置，直至最大极限。体会感受理解原因。2分钟4分钟2分钟5分钟3.影响结构稳定性的因素探求三因素三：结构的稳定性与它的几何形状有关【案例分析五】.照相机的支撑架为什么常使用三脚架而不用其他形状？因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角形结构使照相机的支撑架更容易稳定。【案例分析六】.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？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】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。练习:在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公共汽车上要如何才能保持自己的没摔倒？学生观察思考并解释原因思考回答联系生活作出回答5分钟我是小小设计师！以小组为单位，每组提供四根等长的毛根，利用毛根制作简易置物架。设计目标：能使方形小木块放在简易置物架上。学生以小组为单位，每组提供四根等长的毛根，利用毛根制作简易置物架。之后学生展示交流5分钟小结：一、结构的强度影响结构强度的三因素：结构的形状、结构的材料与连接二、结构的稳定性影响结构稳定性的三个因素：重心位置、支撑面积的大小和结构的形状三、能用所学知识进行简单的设计.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。1分钟板书设计：第1章第3节结构的强度和稳定性一、应力与强度1.应力2强度二、影响结构强度的因素：1.形状2.材料3.连接方式三、影响结构稳定性的因素：1.重心位置2支撑面积结构的强度与稳定性——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，知道它是对物体的某方面性能的一种描述和评价，只是还没有上升到科学的程度，还没有系统化。因此在教学尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例，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。总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，对结构问题进行进一步探讨，上升到应用的高度。结构的强度与稳定性——效果分析本节课收到了预期的效果，学生对结构的强度认识很到位，学生亲身经历结构强度的体验，通过简易拉布条试验理解了构建截面积和应力，并进一步认识了硬度与应力的关系。学生通过例举现实生活中由于结构强度问题的案例，使学生明确学习结构强度的重要性，学生亲手做小实验加强了对知识理解的程度。通过师生互动、生生互动、动手与动脑相结合的方法，让学生理解并掌握材料、形状、连接方式是影响结构强度的主要因素。教师展示生活中常见例子如吊兰的支撑架，如篮球筐下部结构、自行车、塔吊以及不同材料和连接方式等图片。

帮助学生理解结构的强度在现实生活中的重要性，让学生在学习中重视它。教师展示不倒翁，静止立在桌面上的不倒翁用手扳倒后最终还能立住，这是稳定还是不稳定？把木块扳倒不能恢复说明稳定还是不稳定？引出稳定性的概念，学生加以很好的理解。采用自制“教具”进行技术试验、技术探究等教学手段，通过师生互动、生生互动等方式，让学生通过感性认识来概括、总结知识点，使学生对结构强度的认识上升到理性认识。正确理解教材中的案例、小活动，用活用透，并同学生一道进行更深层次的探究。在课堂上让学生设计思想融于技术探究的氛围中，让学生享受技术学习的乐趣；又在技术探究氛围中让学生学习、掌握知识点。同时，激发学生参与技术探究的兴趣，会用现代理念研究结构的形状、材料和连接方式。培养了学生技术探究过程中主动与他人合作、交流的习惯，增强团队意识，培养团结协作精神，还培养了学生注重试验、注重试验过程的技术探究。学生拿一本书，让它直立在桌面上，它马上倾倒了，显然，其稳定性不好。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。从而学生得出了支撑面积大稳定性好。教师利用全世界的人们都希望比萨斜塔能继续保持现在”斜而不倒“的奇观，同时观看视频，让学生理解比萨斜塔不倒塌的原因。总之，学生完成了本节课的学习目标，达到了一个很好的效果。结构的强度与稳定性——教材分析本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。共需2课时完成。本课为第1课时的学习，主要探究结构的强度与稳定性含义与影响因素，第2课时为技术实践课，“结构”与“设计”是该章的两个核心概念，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，本节既是对前两节结构的概念与功能及受力分析的升华，又为后面章节中进行简单的设计做铺垫。本节教材包括五个内容:“怎样理解‘结实’和‘稳’”、“应力与强度”、“影响结构强度的因素”、“稳定性概念”和“影响结构稳定性的因素”。通过“简易拉布条试验”和摞书小试验，让学生理解结构的强度与稳定性，分析影响它们的因素。学生还要在试验理解结构强度与稳定性的基础上，尝试应力计算，尝试用所学知识分析一些简单结构。应力计算属定量计算的内容。要注意引导学生在定性分析的基础上，进一步认识技术与设计中数据要求的重要性。如当结构的应力大于它的容许应力时结构就会被破坏。影响结构强度的因素和影响结构稳定性的因素是本节的重点。正确的认识这些因素，对于学生通过正确的选择结构和材料，增加结构的强度和稳定性是很重要的。在研究结构强度时，要从结构的形状、材料及材料的连接方式三个方面分析;在研究结构的稳定性时，要从结构的形状和重心的位置支撑面积大小三方面分析。结构的强度与稳定性——评测练习选择1、分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（）影响结构的强度。A、材料B、结构的形状C、构件横截面形状D、构件的连接方式2、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为了（）。A、增加风扇的强度B、增加电风扇的稳定性C、安装电线的需要D、更加美观3、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能（）A、游乐设施的跷跷板功能结构；B、房间门口的活页功能结构；C、学校运动场的篮球架结构；D、圆珠笔的笔嘴结构4、影响结构稳定性的因素有（）。①物体的形状。②材料。③材料之间的联接方式。④物体重心的位置。A①②③B②③C①④D①②③④5、影响结构稳定性的因素不包括（）A、结构的形状B、重心的位置C、材料判断：1、结构的稳定性和强度是结构设计必须考虑的重要内容，二者相互联系，相互影响。（）2、一般情况下，不锈钢杯比纸杯的强度大，这说明结构的强度与材料有关。（）拓展：已知结构的容许应力为50N/cm2，截面积为4cm2，外力冲击产生的内力为180N，请问结构会被破坏吗？结构的强度与稳定性——教学反思通用技术是一门新兴学科，它的知识体系深入到实际生活的方方面面，这对教师提出了很高的要求。我认为解决这个问题的思路就是以灵活的教材处理、新颖的案例