2019-2020年高二通用技術(shù) 第一單元第二節(jié)“穩(wěn)固結(jié)構(gòu)探析”教學(xué)設(shè)計 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高二通用技術(shù) 第一單元第二節(jié)“穩(wěn)固結(jié)構(gòu)探析”教學(xué)設(shè)計 蘇教版必修2 【教材版本】 通用技術(shù)必修2《技術(shù)與設(shè)計2》（江蘇教育出版社） 【設(shè)計理念】 根據(jù)新課程理念，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)他們自主探究精神，因此教師在教學(xué)中應(yīng)該突出學(xué)生的主體地位，教師則在學(xué)生需要之時給予適當(dāng)?shù)膸椭１兄@樣的教學(xué)思想，在教學(xué)中采取合作探究的教學(xué)方式，通過小試驗驗證和探索，結(jié)合案例分析，激發(fā)學(xué)生探究熱情，促進(jìn)學(xué)生理解掌握相關(guān)知識。強調(diào)學(xué)生的直接經(jīng)驗和親身經(jīng)歷，通過“做中學(xué)”的方式，以學(xué)生的親歷情境，親手操作，親身體驗為基礎(chǔ)，在做中發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)習(xí)知識。 【教材分析】 1、教材地位作用分析 本單元內(nèi)容屬于《技術(shù)與設(shè)計2 》的第一個主題，該單元總的設(shè)計思路是：認(rèn)識結(jié)構(gòu)——探析結(jié)構(gòu)——設(shè)計結(jié)構(gòu)——欣賞結(jié)構(gòu)，“結(jié)構(gòu)”和“設(shè)計”共同構(gòu)成本單元兩個核心概念。而結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性又是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一，結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了空間的概念。因此，本節(jié)內(nèi)容在《結(jié)構(gòu)與設(shè)計》中起到舉足輕重的作用。教材通過馬上行動、案例分析、探究、小試驗及閱讀等手段引導(dǎo)學(xué)生理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。這樣不僅可以使學(xué)生對結(jié)構(gòu)的基本概念有更深的認(rèn)識，而且也為以后結(jié)構(gòu)的設(shè)計等奠定了良好基礎(chǔ)。 2、教材內(nèi)容分析 讓學(xué)生通過技術(shù)試驗，學(xué)會分析影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度的因素，教師應(yīng)注意在技術(shù)試驗中對學(xué)生引導(dǎo)。本節(jié)講述了結(jié)構(gòu)的兩大重要性質(zhì)：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度，以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。教材先從實例出發(fā)，分析影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定行的主要因素，再從結(jié)構(gòu)的形狀、材料、連接等方面，分析影響結(jié)構(gòu)的強度的主要因素，并簡單分析了結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 【學(xué)情分析】 1、原有認(rèn)知發(fā)展分析 處在高中階段的學(xué)生具有了一定的認(rèn)識事物的能力，他們具備了細(xì)致的觀察能力、歸納、推演的能力，初步具有了探究現(xiàn)象背后本質(zhì)規(guī)律的能力。能夠通過試驗手段認(rèn)識事物的能力。 2、原有知識結(jié)構(gòu)分析 在本課時之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過了常見結(jié)構(gòu)的基本知識。學(xué)生已經(jīng)初步明白了“結(jié)構(gòu)是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。和構(gòu)件的五種基本受力形式，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結(jié)構(gòu)的特點的理解。所以本課時是在第一節(jié)認(rèn)識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，具體對結(jié)構(gòu)的兩個重要性質(zhì)：穩(wěn)定性和強度做詳細(xì)分析。 同時，學(xué)生在物理課上已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)力學(xué)的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎(chǔ)，可以說物理的力學(xué)知識和上節(jié)課常見結(jié)構(gòu)的基本知識為本課時做好了知識的準(zhǔn)備。此外，學(xué)科試實驗（物理、化學(xué)、生物）的方法也為學(xué)生開展學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 【教學(xué)資源】 本節(jié)課的教學(xué)在技術(shù)多媒體教室完成。通過試驗，幻燈片呈現(xiàn)諸多的圖片、實物，借以加深學(xué)生對本節(jié)知識的掌握。 【主要教學(xué)方法】講授教學(xué)法 探究式教學(xué)法 【所需課時】 3課時 【第一課時教學(xué)目標(biāo)】 1、知識與技能 理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性/與強度/的含義。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的幾個主要因素，并寫出試驗報告。理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結(jié)論，激發(fā)學(xué)生結(jié)構(gòu)探究興趣和欲望，培養(yǎng)學(xué)生探究的思想和意識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學(xué)習(xí)樂趣、滲透安全教育。 【第一課時重點難點】 1、教學(xué)重點 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素。 2、教學(xué)難點 （1）用實驗方法探求影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素及其應(yīng)用。 （2）分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性因素。 【第一課時教學(xué)過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 備注 1 導(dǎo)入 【想一想】我們經(jīng)常會幾個人一起坐在長凳子上，當(dāng)其他人站起來離開凳子時，坐在最邊上的人一不小心就會摔倒。這里到底蘊涵著什么樣的技術(shù)知識呢？這是一個穩(wěn)定性的問題。同樣，我們所研究的結(jié)構(gòu)也具有穩(wěn)定性問題。通過這節(jié)可的學(xué)習(xí)我們就會有所感悟了。 【試一試】創(chuàng)新意識培養(yǎng)，老師拿一熟雞蛋，請學(xué)生讓它站起來。 方法一：當(dāng)從側(cè)面讓它旋轉(zhuǎn)起來時，它就會豎直地站立起來，生雞蛋是不成的，里面的蛋清、蛋黃等液態(tài)的東西由于慣性，不隨外殼一起轉(zhuǎn)，所以這就成為鑒別生雞蛋和熟雞蛋的方法。 方法二：輕輕一敲，那稍微碎了一點殼的蛋就穩(wěn)穩(wěn)地立在桌上，講的是腦筋急轉(zhuǎn)彎，是個邏輯問題，因為大家下意識的前提是雞蛋不能損壞，這也是創(chuàng)新意識，要打破傳統(tǒng)凝固思維。[引出問題]：靜止?fàn)顟B(tài)下，到底什么樣的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，什么樣的結(jié)構(gòu)又是不穩(wěn)定的？ 學(xué)生思考參與 （設(shè)計意圖：1、以活動形式開始上課容易使學(xué)生迅速集中注意力；2、活動過程結(jié)果有助于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性概念的理解；3、在后面的知識拓展環(huán)節(jié)將會要求學(xué)生依據(jù)本節(jié)課所學(xué)知識，對活動中如何獲勝進(jìn)行分析）4分鐘 1 基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí) 通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，結(jié)構(gòu)是指事物的各組成部分之間的有序搭配和排列。從力學(xué)角度來說，結(jié)構(gòu)又是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 【觀看體會】展示07年我國發(fā)生了幾起臺風(fēng)，臺風(fēng)過后的一些錄象、圖片給了我們很大的震撼。如果我們的建筑物更加穩(wěn)定、更加堅固，就可以在很大程度上減少臺風(fēng)等給我們帶來的危害。那么結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性指的是什么？又受那些因素的影響呢？ 帶著問題觀看 看后思考 4分鐘 2 1穩(wěn)定性含義解析 什么是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？ 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。它是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。 2分鐘 2 2影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】重心的影響 不倒翁試驗 第一步：在不倒翁脖子上逐個放置鐵環(huán)，并記錄每個鐵環(huán)放置后不倒翁的穩(wěn)定狀況。 第二步：直到不到翁不能恢復(fù)原有的平衡位置，記錄此時鐵環(huán)個數(shù)。 第三步：比較在增加鐵環(huán)前和增加后不倒翁各方面的參數(shù) 增加鐵環(huán)前 增加鐵環(huán)后 外觀形態(tài) 沒變 沒有改變 質(zhì)量 小 大 重心 高 低 是否穩(wěn)定 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 討論穩(wěn)定性影響的因素：質(zhì)量？還是重心？ 【設(shè)計實驗證明】 引導(dǎo)：實驗材料，鐵環(huán)，不倒翁，橡皮泥。。。。 【結(jié)論總結(jié)】重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。 【鏈接生活】 思考：落地扇為什么不易傾倒？ 分析：落地扇的底座采用較重的材料，風(fēng)扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。 學(xué)生分組合作，實驗操作并記錄 設(shè)計拓展試驗，完成，展示，并得出結(jié)論 7分鐘 2 2影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】支撐面積的影響 試驗：(穩(wěn)定性與支撐面的關(guān)系） 1、將A、B兩瓶礦泉水瓶（少量水）一正一倒放置課桌臺上，打開風(fēng)扇。 學(xué)生觀察哪個先倒，為什么？B瓶倒（直覺經(jīng)驗） 2、屏幕顯示大壩的圖片 思考：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？ 大壩需要承受很大的力，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。 圖片展示：支撐面 接觸面，兩者不同 【試驗結(jié)論總結(jié)】結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。 【鏈接生活】請同學(xué)們想一想生活中有哪些事例是運用增大支撐面積來增加穩(wěn)定性的？ 例如：相機三腳架 課桌椅思考：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？分析：課桌椅的支撐腳做成往外傾斜是為了進(jìn)一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性 觀察思考 7分鐘 2 2影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】形狀的影響 怎樣讓一本書更好地直立在桌面上？ [分析]：同樣的一本書，把它的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。 A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？ 師：分析，一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當(dāng)連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構(gòu)成了穩(wěn)定的三角形，這就進(jìn)一步加強了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩(wěn)定。 師：通過上面的分析，我們知道，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關(guān)。 【結(jié)論總結(jié)】結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的形狀影響其穩(wěn)定性。 【鏈接生活】（三角形穩(wěn)定性的應(yīng)用）：建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構(gòu)成的；鋼架結(jié)構(gòu)的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，又有效地加強了結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構(gòu)件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結(jié)構(gòu)中都被普遍地采用。 思考，并解釋原因 思考回答 聯(lián)系生活作出回答 5分鐘 2 2影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素探求 【思考】 （1）重心和支撐面關(guān)系 屏幕顯示比薩斜塔的圖片，比薩斜塔為什么不倒塌？（簡單介紹比薩斜塔。） 能用我們剛學(xué)過的知識加以解釋嗎？ 【分析】長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖 比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內(nèi)。當(dāng)塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。 【得出結(jié)論】對于一個結(jié)構(gòu)體而言，如果重心所在點的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)傾倒。 （2）動態(tài)平衡 現(xiàn)象一：雞蛋的當(dāng)從側(cè)面讓它旋轉(zhuǎn)起來時，它就會豎直地站立起來 現(xiàn)象二：硬幣的旋轉(zhuǎn) 現(xiàn)象三：陀螺 現(xiàn)象四：行駛中的自行車 學(xué)生各抒己見 列舉生活中動態(tài)平衡的示例 7分鐘 2 實踐應(yīng)用 利用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析：在開始上課的小活動中如何取勝？ 降低重心，兩腳分開（支撐面擴大）或改變兩腳站立姿勢（改變結(jié)構(gòu)形狀） （設(shè)計意圖：知道了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響因素后，應(yīng)用于解決分析實際問題，將知識轉(zhuǎn)化為能力） 嘗試回答 2分鐘 3 綜合案例分析 探究步驟： 引入：生活中，我們經(jīng)常會遇到需要爬梯子的情況，爬的越高我們就越是害怕。這是為什么呢？我們今天從技術(shù)的角度來分析其中的道理。 第一步：根據(jù)搭建步驟1-5，與同伴合作搭建人字梯。 第二步：根據(jù)搭建步驟6，將梯子豎立起來，觀察梯子的穩(wěn)定性如何，并作簡要記錄。 第三步：根據(jù)搭建步驟7，在人字梯的中間增加拉桿。觀察梯子的穩(wěn)定性如何，并作簡要記錄。 第四步：將砝碼放置在梯子的不同高度，測試梯子的穩(wěn)定性變化。 試驗總結(jié)：將第6步完成的人字梯豎立起來時，會發(fā)現(xiàn)其非常不穩(wěn)定，基本很難站立起來；但是，當(dāng)加入拉桿后梯子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，穩(wěn)定性有了很大的提高。（強調(diào)）結(jié)論2：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。 將砝碼放置在底部時，結(jié)構(gòu)的重心較低，梯子越不容易被推倒，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較好；砝碼放置的位置越高，梯子越容易被推倒，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越不好。結(jié)論3：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和重心在豎直方向上的位置有關(guān)。重心越低，穩(wěn)定性越好。 小組合作，實驗探究，觀察實驗過程，并記錄實驗數(shù)據(jù) 分析實驗現(xiàn)象 總結(jié)實驗結(jié)論 8分鐘 4 總結(jié) 教師提示 兩大問題 1.結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性含義 2.影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素 學(xué)生回顧總結(jié) （1）重心位置的高低（2）結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大?。?）結(jié)構(gòu)的形狀。 2分鐘 5 作業(yè) [實踐活動題2]請同學(xué)們結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容從結(jié)構(gòu)的角度為某公司設(shè)計一個穩(wěn)固的巨幅街頭廣告牌。 [知識拓展]：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，在很多時候我們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負(fù)載，另一方面也利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來為我們生活提供便利。 【第二課時教學(xué)目標(biāo)】 1、知識與技能 理解結(jié)構(gòu)強度的含義。理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的關(guān)系。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)強度的幾個主要因素，并寫出試驗報告。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結(jié)論，激發(fā)學(xué)生結(jié)構(gòu)探究興趣和欲望，培養(yǎng)學(xué)生探究的思想和意識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學(xué)習(xí)樂趣、滲透安全教育。 【第二課時重點難點】 1、教學(xué)重點 影響結(jié)構(gòu)強度的因素，以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度之間的關(guān)系。 2、教學(xué)難點 （1）用實驗方法探求影響結(jié)構(gòu)強度的因素及其應(yīng)用。 （2）分析影響結(jié)構(gòu)強度因素。 【第二課時教學(xué)過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 備注 1 課堂導(dǎo)入 播放探險者視頻或者圖片創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入 在中央電視臺曾看到這樣一則報道：一名勇敢的洞穴探險者，僅僅憑借一根麻繩，進(jìn)行洞穴探險活動，結(jié)果在途中發(fā)生了不幸，繩子斷了，人也掉進(jìn)了70余米深的洞穴里，摔成重傷。造成事故的原因是:繩子不結(jié)實,不像專業(yè)探險家們采用的粗尼龍繩那樣牢固，并且沒有科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)備做保障。 造成事故的原因是什么呢？命系一線。繩子不結(jié)實，不能承受外來的負(fù)載，不堪負(fù)荷，損壞了。生活中，我們常說的“結(jié)實與不結(jié)實，牢固與不牢固”就是指結(jié)構(gòu)的強度。 3分鐘 2 結(jié)構(gòu)強度講授 【案例分析】生活中有這樣的情況，人坐在一只小板凳上，用力搖幾下，板凳就壞了，人也摔倒在地上。人踩在窗戶的防盜網(wǎng)上擦玻璃，防盜網(wǎng)合金條的焊接處斷裂，險些釀成大禍。 【問題】 根據(jù)你的理解，結(jié)合教材，上述情況是什么原因造成的？ 【教師總結(jié)】這是由于板凳、防盜網(wǎng)沒有能夠承受住人的重力所造成的后果。我們說它們不結(jié)實，板凳和防盜網(wǎng)合金條的焊接處不結(jié)實，板凳和防盜網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不能夠抵抗外力---人的重力所造成的對它們的破壞。 結(jié)構(gòu)的強度——就是指結(jié)構(gòu)具有抵抗被外力破壞的能力。 【鏈接生活】你能不能舉出遇到的結(jié)構(gòu)強度被破壞的的事例呢？ 【區(qū)別】結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性是不是相同呢? 學(xué)生思考回答 思考回答 5分鐘 2 含義區(qū)別 【強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別】 我們知道穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，強度是研究不被外力破壞的能力。 結(jié)構(gòu)的強度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。構(gòu)件在外力的作用下會變形。同時構(gòu)件內(nèi)部各質(zhì)點之間的作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。 一般說來，外力越大，則構(gòu)件的內(nèi)力越大。內(nèi)力達(dá)到一定程度時，構(gòu)件就會被破壞。在工程設(shè)計中，不允許任何構(gòu)件在正常工作情況下被破壞。 例如我們剛才舉的椅子的例子，椅子能夠承受人的重力這是一個強度問題，那么椅子會不會左右晃動，搖擺，那就是一個穩(wěn)定性問題了。 回答 通過例子讓學(xué)生有感性的認(rèn)識，不必要進(jìn)行深入分析 3分鐘 3 影響結(jié)構(gòu)強度的關(guān)系 【材料的關(guān)系】 【技術(shù)試驗1】 我們做一個簡單的技術(shù)試驗，這是一張白紙，我很容易把它撕碎，這是一條皮帶，有誰能用手把它撕碎？叫一名學(xué)生上來試一試 【結(jié)論】不同的材料，構(gòu)成的結(jié)構(gòu)其強度各不相同。結(jié)構(gòu)的強度與材料有關(guān)；從強度角度看，外力越大，構(gòu)件內(nèi)力隨之越大，構(gòu)件危險就越大。 構(gòu)件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構(gòu)件的應(yīng)力。 公式：σ = N/A σ——應(yīng)力 帕 (Pa) N——內(nèi)力 牛 (N) A——橫截面積 米 (m) 公式表示：應(yīng)力、內(nèi)力和橫截面積之間的定量關(guān)系。由公式可知，在內(nèi)力不變的情況下，構(gòu)件和材料的橫截面積越大，應(yīng)力越小，危險性就越小。 同截面垂直的應(yīng)力稱為正應(yīng)力或反應(yīng)力。如，柱體垂直受壓時，其橫截面上的應(yīng)力就是正應(yīng)力。 同截面相切的力稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力，如剪切物體時，剪切面上就有剪應(yīng)力。而梁彎曲時，其橫截面上除了具有正應(yīng)力外，還有剪應(yīng)力。 【鏈接生活】 ①展示幻燈片圖片，從紙杯到塑料杯到無銹鋼杯，說明強度和材料有關(guān)。 ②介紹混凝土材料。從應(yīng)用廣泛的鋼筋和混凝土到工程人員新發(fā)明的纖維混凝土、聚合物混凝土、輕質(zhì)混凝土等，一系列新型高強度混凝土。（例如，混凝土抗壓性能較好，而抗拉能力就比鋼筋要小得多。因此在制造時可在梁的受拉區(qū)放置鋼筋，組成鋼筋混凝土梁，在這種梁中，鋼筋受拉，混凝土受壓，它們合理組成一個整體，共同承擔(dān)載荷的作用。） 學(xué)生嘗試 7分鐘 3 【結(jié)構(gòu)的形狀】 【技術(shù)試驗2】 一張A4紙承載砝碼的質(zhì)量有限，改變A4白紙的形狀，會不會增加承載重量？ 動手試一試，并記錄承載鉤碼（砝碼）的質(zhì)量。想一想，你能有幾種方法？ 技術(shù)試驗提示： 1、直接在白紙上 2、將白紙折疊成柱狀 3、將白紙折疊成瓦棱狀 4、將白紙折疊成三角棱柱狀 5、將白紙折疊成槽型 6、將白紙卷成圓柱狀 分別增加砝碼（鉤碼）重量，直到變形為止，記錄承載的重量，分別比較上述試驗結(jié)果，記錄并進(jìn)行交流。 從試驗中你能得出什么結(jié)論呢？ 【試驗結(jié)論】 結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)所用材料的形狀有關(guān)。 ①三角形形狀。三角形是框架結(jié)構(gòu)中最基本的形狀之一,它結(jié)實、穩(wěn)定、所用材料最少。在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構(gòu)件，構(gòu)成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。展示幻燈片，通過鉆石的例子進(jìn)行分析。金剛石分子為四面體，每個四面體有四個角、四個面，且每個面為三角形。鉆石的結(jié)構(gòu)（難以置信的強度） ②橫截面形狀：具有相同截面積，但不同截面形狀的同種材料的堅固性就不同。利用圖片介紹同種材料、相同橫截面積、不同截面形狀的構(gòu)件的強度排列順序。（經(jīng)理論證明和實踐驗證，在橫截面面積相同的情況下，采用“工字梁”是合理的，而采用圓形截面就不合理。這是因為工字梁的面積集中在應(yīng)力最大的地方，而圓形則相反。但有時為了制造和使用的問題，圓形截面的梁還是要采用的。如一些承受彎曲的軸，就得用圓形截面。） ③強調(diào)學(xué)生注意結(jié)構(gòu)對強度的影響有兩點，一是結(jié)構(gòu)的外部形狀，二是結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面形狀，結(jié)構(gòu)的外形相同，構(gòu)件的截面不同，其強度不一樣。 學(xué)生活動2： 小實驗：P019 學(xué)生動手做，并交流 結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)所用材料的形狀有關(guān)。 10分鐘 3 【連接方式】 【技術(shù)試驗3】 分別用A4白紙，圍成兩個四棱柱體桿件，其中一個，接口處用透明膠帶粘連，分別作承重試驗。觀察現(xiàn)象并分析。 結(jié)論：結(jié)構(gòu)的強度與結(jié)構(gòu)的連接方式有關(guān)。不同的連接方式，結(jié)構(gòu)的強度也不同。 總結(jié) 影響結(jié)構(gòu)強度的因素： 學(xué)生活動3： 因素（3）：構(gòu)件之間的連接方式： ①構(gòu)件連接的類別：結(jié)構(gòu)的連接是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。 鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可相對轉(zhuǎn)動。（圖片舉例）具體有松螺栓、松鉚等。 剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動。（圖片舉例）具體有榫接、膠接、焊接等。 ②提出：結(jié)點是從連接的效果來劃分。一個結(jié)點可以有多種連接方式。不同的材料有不同的連接方式；構(gòu)件的連接方式不同，結(jié)構(gòu)的強度也不同。 【鏈接生活】 學(xué)生動手做，并交流 6分鐘 4 綜合分析 案例分析： 吊蘭支撐使用的三角形支架結(jié)構(gòu)，而不使用由一根直桿挑起的結(jié)構(gòu)。從材料方面考慮，吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料，鋼管抗拉力性能好。從連接方式考慮，吊蘭的三角形支架的構(gòu)件是焊接而不是捆縛，這種連接方式更牢固。 總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)強度的幾個主要因素: （1）結(jié)構(gòu)的形狀； （2）使用的材料； （3）構(gòu)件之間的連接方式。 思考討論回答 5分鐘 5 總結(jié) 影響結(jié)構(gòu)強度的因素： 1.結(jié)構(gòu)的強度，一般取決于它對張力和壓力兩方面的反應(yīng)能力，具體地說取決于以下因素： 2影響因素 （1）形狀：構(gòu)成的形狀略有改變，強度就會改變。 （2）材料：不同材料有不同承受應(yīng)力極限的能力。形狀相同，材料不同，強度就不同。 （3） 材料的連接方式：不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣。 學(xué)生在教師的引導(dǎo)下嘗試解決 3分鐘 6 鞏固練習(xí) 收集橋梁結(jié)構(gòu)的材料、圖片等相關(guān)信息，制定橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 [馬上行動] 根據(jù)你的生活經(jīng)驗填寫下表： 事件 結(jié)果 原因 分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質(zhì)量的重物 竹竿比脆性塑料桿能掛更多的重物而不會斷裂 不同材料的抗拉性能不同 沿著垂直于重心線的方向撞擊一根完整的鋼管與用同樣的方法撞擊一根中間有焊接縫的鋼管 中間有焊接縫的鋼管受到撞擊時容易損壞 因為有連接點 鞏固練習(xí) 3分鐘 【第三課時教學(xué)目標(biāo)】 1、知識與技能 理解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度的含義，以及結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系。/理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結(jié)出影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度的幾個主要因素，并寫出試驗報告。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結(jié)論，激發(fā)學(xué)生結(jié)構(gòu)探究興趣和欲望，培養(yǎng)學(xué)生探究的思想和意識，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學(xué)習(xí)樂趣、滲透安全教育。 【第三課時重點難點】 1、教學(xué)重點 結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。 2、教學(xué)難點 【第三課時教學(xué)過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 備注 1 導(dǎo)入 碳元素的同素異形體（圖片展示） 石墨和金剛石的差異（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的差異） 【提問】 是什么導(dǎo)致了石墨和金剛石的這些差異呢？ 在探求物質(zhì)的微觀世界中我們發(fā)現(xiàn)是碳原子排列的不同，就是結(jié)構(gòu)的差異。 學(xué)生回答 2 結(jié)構(gòu)與功能 在微觀世界有結(jié)構(gòu)，在宏觀世界，結(jié)構(gòu)依舊存在。 事實上，物體的結(jié)構(gòu)是由物體的功能和需要決定的，而物體的結(jié)構(gòu)又決定了物體的性質(zhì)和形態(tài)。 結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接的影響，結(jié)構(gòu)的改變可能導(dǎo)致功能的變化。 【案例】各色汽車（展示各種汽車的圖片） 越野車、卡車、小轎車、面包車、公共汽車。 【討論】討論對于自行車還有什么改進(jìn)。P021 【馬上行動]】列舉生產(chǎn)生活中結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致功能改變的事例，并加以說明。 輪船在水面上航行，把所有船艙封閉起來，再設(shè)有可控制進(jìn)出水的水箱，就可以在水下航行，成為潛水艇。把飛機腳下安上浮筒，可成為水上飛機。生活中結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致夠能夠改變的事例太多太多。床用沙發(fā)、MP3手機等等。 設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 3 任務(wù) 布置 用撲克牌建筑模型的相關(guān)新聞報道，以激發(fā)學(xué)生的活動興趣。 任務(wù)布置：以一副撲克牌為材料，設(shè)計并搭建一個建筑模型。 要求：建筑模型的類型不限，高度10cm以上結(jié)構(gòu)穩(wěn)定豈能承受一定的重量，自重小。 材料：紙牌一副，膠水 觀看， 聽講， 思考 提問 任務(wù)驅(qū)動，在做中體會結(jié)果穩(wěn)固性的因素，明確設(shè)計的目標(biāo)和要求 保證學(xué)生作品的成功率。 3 幫助學(xué)生分析問題 活動提示1的填寫可以先請同學(xué)回答前面課程中所講的有關(guān)結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性的知識，然后填寫。 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素—— 影響結(jié)構(gòu)強度的因素—— 3. 活動提示3。讓同學(xué)分組討論撲克牌這種材料在制作建筑模型時的特點和如何進(jìn)行連接和固定？ 紙牌這種材料用在制作建筑模型結(jié)構(gòu)時的特點：表面光滑、便于裁剪；硬度較大，能夠承受比較大的拉力，但是受壓力非常小。 膠水直接粘連；用剪刀剪開口子后，兩張牌插接；隨著連接部位和材料多少的不同，強度和穩(wěn)固性各有不同的變化。 4．活動提示4。教師還可以提示學(xué)生進(jìn)行5.幾個關(guān)于結(jié)構(gòu)受力的小測試： （1）可以折疊、可以卷曲，折疊成三棱柱或者卷曲成圓柱體后可以承受比較大的壓力， 但是卷曲時表面很難光滑； （2）多張撲克牌疊加后，能夠承受更大的力。 另外教師可以事先先制作完成一個符合要求的模型，用指定的方法進(jìn)行試驗，讓同學(xué)們形象地了解穩(wěn)固性的試驗方法。 1（1）建筑模型的重心位置； （2）結(jié)構(gòu)與地面所形成的支撐面的大??； （3）結(jié)構(gòu)的形狀。 2（1）建筑模型所使用的材料； （2）結(jié)構(gòu)的形狀； （3）各構(gòu)件之間的連接方式。 同學(xué)設(shè)計的方案可以用草圖加說明的形式來表達(dá)。建議要求每位學(xué)生都有自己的設(shè)計方案，然后分組討論并確定建筑模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，將小組討論確定的設(shè)計方案畫在各自活動提示4的空白處。 3 做一做 巡視，個別輔導(dǎo)，強調(diào)穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的影響因素。指導(dǎo)學(xué)生從不同的角度思考問題，鼓勵學(xué)生多方案設(shè)計建構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生理性地分析設(shè)計中要考慮的具體因素，克服出現(xiàn)設(shè)計缺陷。 （另外，學(xué)生制作模型時容易忘記時間，教師應(yīng)控制好時間，并提醒學(xué)生注意時間；可以制作一個電子倒記時的課件以便記時。 ） 分組，分工動手制作 學(xué)生通過動手親歷，感悟設(shè)計中要考慮的具體因素與設(shè)計目標(biāo)和要求的關(guān)系。 培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。增進(jìn)學(xué)生間的交流合作能力。 3 學(xué)生展示作品以及教師點評 6．模型制作完成后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性試驗，得到數(shù)據(jù)后完成活動提示6的技術(shù)試驗報告。 提示： （1）進(jìn)行強度試驗時，如果砝碼不夠的情況下，可以讓學(xué)生自己攜帶足夠的1元面值的硬幣進(jìn)行試驗。 （2）進(jìn)行穩(wěn)定性試驗時，可以先讓學(xué)生用力吹一下結(jié)構(gòu)，如果已經(jīng)失穩(wěn)，就沒有必要上講臺進(jìn)行穩(wěn)定性試驗了。如果條件允許的情況下，每小組自行攜帶一個電吹風(fēng)，那樣就可以自己完成穩(wěn)定性測試了。 7．所有小組都完成測試后，教師選擇合適的模型引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度的因素對這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)分析。完成問題討論1。 提示： 讓學(xué)生分析的結(jié)構(gòu)可以是技術(shù)試驗效果比較好的結(jié)構(gòu)，也可以是同學(xué)們制作最多的結(jié)構(gòu)，還可以是那些典型的符合受力的經(jīng)典結(jié)構(gòu)。 自述本組作品最突出的特點和創(chuàng)新點，接受同學(xué)們的評價。 自述本組作品失敗的原因和改進(jìn)的方案。 對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容作總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。激發(fā)其創(chuàng)新意識。 4 作業(yè)布置 要求學(xué)生寫一篇課后感，板書： 一堂通用技術(shù)課（建筑模型的制作）后感 內(nèi)容概括： 1、 科學(xué)原理（課本和老師的教授情況） 2、 材料的來源和準(zhǔn)備 3、 構(gòu)思 4、 制作過程 5、 同學(xué)間的合作 6、 成功的喜悅 7、 感受 8、 …… 反饋課堂教學(xué)效果，反饋這一課或一段時間學(xué)生的課堂反應(yīng)、參與通用技術(shù)學(xué)科的意識、學(xué)習(xí)中的合作情況、知識掌握的情況、出現(xiàn)的情感變化等。 教師根據(jù)同學(xué)們的反饋對教學(xué)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。 5 小結(jié)： 一、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的三個因素：重心位置、支撐面積的大小和結(jié)構(gòu)的形狀 二、結(jié)構(gòu)的強度 影響結(jié)構(gòu)強度的三因素：結(jié)構(gòu)的形狀、結(jié)構(gòu)的材料與連接 三、結(jié)構(gòu)與功能