高中通用技术课《结构的强度与稳定性》优质课教学设计、教案

主题单元标题 作者姓名 联系地址 电子邮箱 结 构 强 度 与 稳 所属单位 联系电话 邮政编码 定 性

√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科） 学科领域 （在 内打 思想品德 语文 数学 音乐 美术 外语 化学 生物 历史 科学 社区服务 ﹢ 信息技术 √通用技术 劳动与技术 体育 物理 地理 社会实践 适用年级 主题学习概述： 高二上学期 所需时间 2 课时 本专题是高中通用技术必修教材《技术与设计 2》第一章结构与设计第三节“结构强度与稳定性”中的内容，研究了影响结构强度与稳定性的主要因素，它在《结构 与设计》中起到举足轻重的作用，有利于加深认识与巩固结构的基本知识，也为后期学习结构的设计等教学内容打好基础，教学中充分利用实验，探究出影响 结构强度和稳定性的因素。 主题学习目标： 知识与技能： 1. 理解内力、应力和强度的概念。 2. 能进行简单的应力计算，会用应力和强度的关系来解释一些日常现象。 3. 知道影响结构强度的因素。 4. 理解稳定与结构稳定的概念，掌握影响结构稳定性的因素。 5. 能运用影响结构稳定性的因素判断结构的稳定性，并对增加结构稳定性提出自己的看法。

过 程 与 方 法 ： 1．通过观察生活和技术实验，使学生学会应用结构的相关理论知识分析结构。 2．通过教学过程，培养学生动脑、动手的能力和合作交流能力。情感态度与价值观： 1. 培养学生对身边事物的观察能力和认真进行技术试验的科学态度。 2. 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。增强主动参与意识，体会学中做、做中学的乐趣。 对应课标： 1. 能结合 1~2 种简单的结构案列，分析结构如何承受应力的。 2. 能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出实验报告。 主题单元问题设计 1. 应力和强度有什么关系？影响结构强度的因素有哪些？ 2. 什么是结构稳定？影响结构稳定性的因素有哪些？

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专题一 所需课时 专题一概述： 《应力和强度的关系及影响结构强度的因素》 1 课时 本节课是必修模块二中第一章《结构与设计》的第三节《结构的强度与稳定性》中的内容。这节课的内容与“结构稳定性“有着密切关系，日常生活经常将二者结合起来解决问题。本节课既是前面内容的继续与深化，也为下一节进行科学合理的结构设计打下良好的基础。 本专题学习目标： 1. 理解内力、应力和强度的概念。 2. 能进行简单的应力计算，会用应力和强度的关系来解释一些日常现象。 3. 知道影响结构强度的因素。 本专题问题设计 1、应力和强度有什么关系？ 2、影响结构强度的因素有哪些？ 计算机和相关网络 多媒体课件和网络资料、教材、学案、光盘、练习手册等。 多媒体计算机室 所需教学材料和资源 信息化资源 常规资源 教学支撑环境

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一、复习回顾，导入新课 教师引导学生回顾结构的概念，导入结构受力问题进而引入结构的强度。二、知识构建 1、应力与强度 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】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：对于同种材料的构件在所受外力相同时，横截面积越大，所受应力越小，强度越大 ；横截面积越小，所受应力越大，强度越小。 2、影响结构强度的因素 【学生活动二】结合课本分小组探究影响结构强度的因素，同时完成教材第 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： （1） 形状： 学习活动设计 结构的形状对强度的影响有两个方面：结构的外部形状和结构的截面形状。 （2） 材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。 （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） 【学生活动三】讨论生活中常见的连接方式有哪些？ 得出结论： 1 铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可以相对转动。 2 刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动又不能相对转动，具 体有榫接，胶接，焊接，铆接（分活动铆接和固定铆接）等。三、归纳总结 在以上活动的基础上，归纳本节课的基本知识如下： 1、结构的强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 2、影响结构强度的因素：结构的形状（外部形状、截面形状）、材料、构 件之间的连接方式等。 3、各因素之间相互制约、相互影响。 四、巩固深化 【学生探究】（学生讨论回答后，通过幻灯片播放答案） 活动一：应力和强度有什么关系？【相同材质， 受力相同， 横截面积越大，应力越小， 变形越小，强度越大；反之，强度越小。】 活动二：影响结构强度的因素有哪些?

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教学评价 【（1）形状：结构的形状对强度的影响有两个方面：结构的外部形状和结构的截面形状。 （2） 材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。 （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 专 题 二 所需课时 样）】活动三：为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？ 【结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落在结构支撑面内。】1、强调教师的主导地位、学生的主体地位，突出学生的自主、合作、探究学习。 2、着力于优化教学过程，教学环节的安排有助于学生由浅入深，由表及 里逐步深入理解结构强度的概念及影响因素，较好地达成教学目标。 3、注重课内外结合，重视培养学生学中做做中学的能力。 《什么是结构稳定及影响结构稳定性的因素》 1 课时 专题二概述： 本专题是高中通用技术必修教材《技术与设计 2》第一章结构与设计第三节“结构强度与稳定性”中的内容，研究了影响结构稳定性的主要因素，它在《结构与设计》中起到举足轻重的作 用，有利于加深认识与巩固结构的基本知识，也为后期学习结构的设计等教学内容打好基础，教学中充分利用实验，探究出影响结构稳定性的因素。 本专题学习目标：能通过技术试验分析影响结构稳定性的因素。 本专题问题设计 1.什么是结构稳定？2.影响结构稳定性的因素有哪些？ 所需教学材料和资源 信息化资源 常规资源 教学支撑环境 计算机和相关网络 多媒体课件和网络资料、教材、学案、光盘、练习手册等。多媒体计算机室 教学过程中，我采用了以下教学设计： 一、演示实验（导入） 人的认知是一个从感性认识上升到理性认识的过程，因此我利用二个演 示小实验，提高学生的学习兴趣。 演示试验 1 教师：两个铁块和泡沫的组合体扳倒试验，重心较低的组合体稳定性好。启发学生总结影响结构稳定性因素之一——重心位置的高低。（如下 图） 学生：联系实际举例。 教师：补充典型案例，如：同学们玩过的陀螺，就是一个典型的利用其重心位置高而不稳定的例子。

泡沫 铁块 4 铁块 泡沫

演示试验 2

教师：相同矿泉水瓶，两满瓶水，一正立，一倒立的推倒试验。启发学生分析总结影响结构稳定性的因素之二——支撑面的大小。（如下图） 学生：联系实际举例。

教师：补充典型案例，家里的落地电风扇或者宾馆里的落地灯，它们都有一个比较大的底座，这是为了增大支撑面从而提高它们的稳定性。

学

习

活 动 设 计

二、师生互动探讨

采取引导学生积极参与讨论的教学方法，突出学生的主体地位，活跃课堂气氛，提高教学效果。

教师：日常的一些用品，如照相机的支架、A 字形梯及屋顶支架都采用什么形状呢？ 师生讨论

教师总结：因为不同结构形状的框架，如三角形支架、四边形支架和五角形支架，其中三角形有较好的稳定性。启发学生分析总结影响结构稳定性的因素之三——结构的不同形状。

三、小组自主探究试验

结合案例分析，激发学生探究热情，提高学生掌握相关知识的稳定性。将学生分成组，提供每组学生必要的试验器材——积木块（可以用麻将代替）、啤酒瓶（每组两个）；

试验一：堆积木快堆的越高越容易倒掉——重心位置越低，结构越稳定。试验二：学生利用啤酒瓶演示,啤酒瓶一个正立一个倒立放置在桌子上， 轻轻摇晃桌子，体验地震多发地区，人们将酒瓶倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现感知地震的功能——支撑面积越小，结构越不稳定。 四、本节小结

影响结构的稳定性因素有：

1、重心位置高低：重心位置，重心垂线。 2、结构与地面接触形成支撑面的大小。 3、结构的不同形状。

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