《结构的强度和稳定性》 教学设计.doc

《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计

《结构的强度和稳定性》教学设计
一、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。该章的总体设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。“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，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。
二、教学目标：
知识与技能：
1、理解内力、强度、应力的概念，能进行简单的应力计算，掌握应力和强度的关系。
2、通过实验，明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。培养学生合作交流能力，对身边事物的观察能力。
3、理解稳定性的概念，及影响稳定性的因素。
过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。
情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。
三、教学重点与难点：
重点：影响结构强度和稳定性的主要因素。
难点：应力的计算，强度与应力的关系，结构设计需要在容许应力范围之内。
四、学情分析：
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，上升到理论的高度。
五、教学策略：
本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。多举生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。
六、教学安排
1课时
七、教学过程：
（一）复习回顾，导入新课
教师引导学生回顾结构的概念，指出事物的性质：强度和稳定性
（二）知识构建
1、强度
对于结构变形，只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的，而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表示，我们用应力来衡量强度。
（1）内力：外力使构件发生变形的同时，构件的内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
（2）应力：作用在单位面积上的内力。
【学生活动一】
（3）拓展：探讨强度和应力的关系
示例：粗绳和细绳，两种相比粗绳更结实，牢固，换句话说是抗拉强度更大。绳子所受拉力一定，即构件受到的外力一定，而粗的横截面积大，所以应力小，此时变形小，而抗变形的能力大，即强度大。
结论：应力小，强度大应力大，强度小
【学生活动二】
（4）结合课本分小组探究影响结构强度的因素，同时完成26页问题，答在学案上。
结构的强度，一般取决于它对张力和压力两方面的反应能力，具体取决于以下因素：
形状、材料（不同的材料有承受不同应力极限的能力）
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）
师生探讨：如何改进物体结构的强度？
如：国家要求建筑楼面的水泥板必须将钢筋焊接起来，以形成整体，即是改进连接方式以增强强度。还可以采用强度大的形状，那么要求强度大的地方大都采用什么形状？例如拱形、三角形等：常见的拱形桥梁可以保存很多年；钻石很坚固，它由复杂的三角形和四面体形状构成。这些都是我们改进物体结构强度的思路。
希望同学们根据本课的学习在实践中应用。
2、稳定性
教师活动：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稳稳立住，说明不倒翁维持其平衡状态的能力很强，即稳定性强。
(1)稳定的概念
稳定指的不是状态绝对不变，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，不能回到原有平衡状态，为不稳定。
(2)结构稳定性
结构具有阻碍翻倒或移动的特性。
师生探究：哪些因素会影响结构的稳定性？
平放的砖头很稳定，把它竖起来就容易翻倒？瓶子里装了半瓶水很稳定，而空瓶子或是装满水的瓶子却比较容易翻到？不倒翁不倒的原因？
我们的结论：物体要稳定，第一，它底面积要大；第二，重心要低。
(3)影响结构稳定性的因素
结构的形状、重心的位置补充：结构的底面积
【学生活动三】
(4)合作探究
A、为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？
例如：比萨斜塔等，展示比萨斜塔图片
结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面内。
B、不稳定的结构一定不好吗？举出生活中利用结构的不稳定的例子。
举例：在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现预报地震的功能；过去农村地区人们用水桶打水常常要在水桶口的边缘绑上一重物，水桶到水面时能自动翻倒打水。
（三）总结提升
学生回顾、总结本节课的主要内容
大屏幕展示本节课的学习目标
俗话说，万丈高楼平地起。作为一个中学生，要想成为国家的栋梁之才，首先要打好基础，学好科技文化知识，还