2019-2020年高二通用技術 結構與穩(wěn)定性教案.doc

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2019-2020年高二通用技術 結構與穩(wěn)定性教案 一、 基本說明 1 模塊： 《技術與設計2》 2 年級： 高中一年級下學期或高二上學期 3 所用教材版本： 江蘇教育出版社、地質出版社 4 所屬的章節(jié)： 第一單元結構與設計第二節(jié)穩(wěn)固結構的探析 P011 5 學時數： 40分鐘（多媒體教室授課） 二、教學設計 1、教學目標 （1）：主要是了解什么是結構的穩(wěn)定性，掌握影響結構穩(wěn)定性的主要因素，運用所學知識孕伏設計穩(wěn)定結構； （2）：能通過技術實驗分析影響結構穩(wěn)定性的因素，通過穩(wěn)定的結構在生活中的應用，初步學會探究問題的方法?？刹扇⊥ㄟ^小組合作探究，動手實踐，加深對教學重難點的把握。 （3）：使學生認識樹立對結構穩(wěn)定性問題探討的重要性；通過學生的實踐活動培養(yǎng)鉆研精神，增進合作交流能力，激發(fā)結構設計愛好和欲望，并以技術的觀點對待生活中的結構穩(wěn)定性問題，以提高技術素養(yǎng)。通過對學案的配套學習和教材相關內容的閱讀，培養(yǎng)學生的自學精神 2、內容分析： 本節(jié)內容承前內容為：第一單元第一節(jié)常見結構的認識；啟后內容為：第一單元第三節(jié)簡單結構的設計；本節(jié)課的內容與生活緊密相聯，通過本節(jié)的學習，不僅可使學生對結構的認識更深，而且也是以后學習結構與強度、結構與功能和第三節(jié)簡單結構的設計基礎。因些對本節(jié)的教材內容的重難點做如下解讀： 重點：利用案例探討影響結構穩(wěn)定的主要因素 難點：利用結構穩(wěn)定性解決有關的問題 關鍵：案例分析提煉出影響結構穩(wěn)定性的三要素：重心位置、支撐面的大小、和結構的外形。 3、學情分析： 高一學生，對結構有一定的了解，但難以上升到技術層面去理解和認識；在前面的學習中，學生已經了解了結構的含義，熟悉了常見的幾種結構，是一種感性的認識，并未形成對結構的性質方面的深層理解，缺乏對結構的理性分析，沒有系統的知識架構，盡管下節(jié)對結構設計和創(chuàng)作有專門章節(jié)，但是要在本節(jié)對學生在結構設計和創(chuàng)作方面要有意識地孕伏和滲透缺少的經驗和設計思想。好在，高中學生的觀察能力和思維能力已經具備一定的成熟性，在學習完“技術與設計1”模塊后，學生具有技術基礎的熟悉和較大的設計創(chuàng)造沖動,從而可以更有效地把握結構性質,為后續(xù)的結構設計做好知識鋪墊。 4、教學策略 采用探究式教學法：提供學生充分自由表達、探究問題的機會，通過個人、小組等討論解答和嘗試活動，立足于學生的直接經驗和親身經歷，力求使學生做到自己能發(fā)現問題、提出問題、分析問題，并將所學知識應用于實際問題的解決。通過小組活動，培養(yǎng)學生之間和諧合作的能力，體驗交流合作的樂趣，推進學生對結構知識的內在聯系的整體熟悉與體驗，發(fā)展學生的創(chuàng)新能力、實踐能力以及自我探索，自我解決問題的良好品質。① 采用直觀教學法：舉例、圖片和實物展示，激發(fā)學生的學習愛好和創(chuàng)造靈感，促進對結構穩(wěn)定性的理解。 采用分組探究法，在分組活動中進一步探究和體會影響結構穩(wěn)性的因素（有些學生將園株筆弄彎了，涉及到結構的強度），進而為一節(jié)課作鋪墊； 5、教學資源預備 1．結構穩(wěn)定性案例；結構演法教具和學具；如：三棱錐和長方體、生熟二種雞蛋一個、不倒翁、一次性杯子、一摞書本、象棋等； 2．多媒體教室上課；預備一些實物，圖片，演示工具 PPT多媒體課件； 3．為學生預備筷子、橡皮筋等實踐活動用品。 6、設計思路： 本堂課的設計思路是先讓學生明確目標，進而從師生共同的演示實驗案例入手，引導學生進行思考、討論，最后得出基本的結論，形成結論，教師的主要任務在于積極引導，調動學生的積極性。 第一步：通過師生共同完成的技術實驗引入，創(chuàng)設良好探究氛圍 1．教師擺出自制的教學模型：用鐵絲做的長方體，小實驗演示，直觀導入新知； 2．展現探究目標 第二步：通過案例2、3、4，在師生互動，合作探究中，形成結論 1. 用探究方法，完成本節(jié)學習任務：“影響結構穩(wěn)定性的主要因素：重心位置、支撐面的大小、和結構的外形 第三步：小組合作，強化實踐，深入探究 學生利用園株筆、橡皮筋等制作簡單穩(wěn)定結構；并自評、互評、總結。 第四步：升華：特別是學生發(fā)散思維和技術素養(yǎng)的培養(yǎng)。 三、教學過程 教學環(huán)節(jié)及時間 教師活動 學生活動 對學生學習過程的觀察和考查及設計意圖 課前說明：直奔主題 1’ 教師投影展示本課探究目標：打出課題圖片和學習目標的燈片 由結構穩(wěn)定性的正反二幅圖片讓學生明確學習意義和目標，并產生學習欲望 目的是為了讓學生對的課程結構有所了解，使學生有的放矢 創(chuàng)設情境問題引入 3’ 師生共同進行演示實驗 說明： [案例探究1] 用結構模型:人字架、用鐵絲做的長方體和雞蛋，讓學生代表依次立式擺放在講桌上； 1.觀察小實驗；2.描述觀察結果；3.回答提問：特別學生對長方體做的鐵絲和煮熟的雞蛋怎么也不能豎擺好在桌上，學生會有許多思法的;引發(fā)學生對穩(wěn)定性的思考；注意：區(qū)別雞蛋內在結構的穩(wěn)定性 直觀導入新知，提示學生對穩(wěn)定性的關注；創(chuàng)設良好探究學習氛圍。利于培養(yǎng)探究意識； 自制教具易攜帶，是學生熟悉的物品。 明確意義探究對象 2’ [教師板書1]; 1.什么是結構的穩(wěn)定性 是指結構在負載的作用下維持其原有的平衡狀態(tài)的能力。 2.影響結構穩(wěn)定性的因素有哪些？ 觀察思考: 1. 理解結構穩(wěn)定性的含義中的幾個要素； 　穩(wěn)定和不穩(wěn)定的含義② 2..明確探究目標：影響結構的穩(wěn)定性的因素 能從理論讓學生理解結構穩(wěn)定性的含義，以區(qū)別往后學習強度等概念。并表明此處學習為結構整體性的問題。必要的知識點明確是必須的 案例誘導探究思考 6’ 1. 由上面的演示，總結并板書： [教師板書2]：影響結構穩(wěn)定性的因素之一：結構外形 案例探究2：單腳支撐的自行車放穩(wěn)的原因分析。 5.歸納小結。 說明：提問的方式引起學生對穩(wěn)定結構中結構外形因素的思考：三角形結構更輕易穩(wěn)定。 1.探究：單腳支撐的自行車放穩(wěn)的原因分析。 答：前輪、后輪和單腳接觸點共同構成三點支撐，在地面形成三角形。三角形面積越大，自行車的重心輕易落在三角形內，穩(wěn)定性越好。/ 設計意圖：從常用事物，激發(fā)學生想象，促進學生對結構外形因素的考慮。 [教師板書];結構的形狀對穩(wěn)定性有影響; 出示問題：摩托車的邊撐用段時間會傾斜，傾斜后的摩托車是更穩(wěn)還是更不穩(wěn)？ 學生按教材馬上行動：摩托車的支撐架（課本：P14） 知識運用，熟能生巧 案例誘導探究思考 8’ 1．[案例探究3] 實驗展示： A、不倒翁為什么不倒？ B、用電吹風吹裝了一點水的一次性杯子，如何在較大風的情況下，杯子不倒？引發(fā)學生對方法的思考 [教師板書3]; 影響結構穩(wěn)定性的因素之二：重心位置；重心高低是設計者考慮的因素之一。 2．案例探究4：思考比薩斜塔不倒的原因，閱讀中國斜塔小資料。 說明：用直觀的事例、圖片說明重心位置低的物體輕易穩(wěn)定；重心所在點的垂線落在結構地面范圍內輕易穩(wěn)定。 1．學生代表上講臺參與實驗，共同探究方法； 2．學生進行思考，設法讓杯子變矮；（改變重心高低） 3.小結現象成因。 （只須將杯子上面空的部分翻轉過去，杯子變矮，重心下降，就不易吹倒了）。 4.觀察圖片，拓展思考，加深理解。 5.提供相關資料，拓展學生思維：圖片展示：貨車、玻璃杯、茶幾、貨物堆得過高的貨車輕易發(fā)生翻倒；在產品設計中，如玻璃杯，茶幾等， 直觀剖析設計意圖：實驗探究，簡單而富有技術，并且直觀刺激，利于誘導探究氛圍的形成，明確成因之一：重心的高低 推進探究，形成新知。 6’ 1.深入案例探究4：由上面的比薩斜塔加重地基中的重量，使塔重心降低外，探究還有什么方法可以使比薩斜塔不倒嗎： 2.圖片展示，將斜塔的底座增寬，在斜的一邊支撐柱子能行嗎：這樣做對結構穩(wěn)定性有作用嗎？從技術上講：當然有； [教師板書4]： 影響結構穩(wěn)定性的因素之三：結構與地面接觸所形成的支撐面的大小 2. 多媒體演示：將比薩斜塔加大支撐面和支柱，增加學生的印象。 教師及時總結。 1．觀看實物展示，獲得直觀印象，利于理解底面大小對結構穩(wěn)定性的影響。 2.觀看圖片，思考。 3．討論，思考，回答教師提問：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？ 答：這是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性。支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。 4.觀察實物，獲得更深 注意：支撐面≠接觸面。 接觸面≠表面 并思考：底座與結構的穩(wěn)定性有何關系？ 學生在直觀的事例、圖片說明中了解重心位置低的物體易穩(wěn)定；重心所在點的垂線落在結構底面范圍內輕易穩(wěn)定。 設計意圖：由上面的案例層層深入，更顯行課堂結構環(huán)環(huán)相扣，富于邏輯性；并讓學生用技術的觀點去了解世界，開闊視野，培養(yǎng)多方面的能力。 設計意圖：從學生生活，身邊的熟悉物品出發(fā)，激發(fā)學生愛好，促進學生對結構與地面接觸形成的支撐面的大小因素的深層思考， 親身體驗運用結論 10’ 展示投影片：臨近前后六人為一組，利用六支園株筆（或其財料，沒有的發(fā)撲克牌）和橡皮筋（可為連材料），以小組為單位的形式，一個主持；一人記錄設計圖等；其它人配合，動手搭建一個結構；使其在吹風機的風力作用下保持一定穩(wěn)定性，并且結構空間盡可能大。 將預備好的物品發(fā)給學生。 小組合作，動手實踐。六人為一小組。在該實踐環(huán)節(jié)，部分學生設計設計圖，其他學生通過活動搭建練習，從而親身意識到結構的穩(wěn)定性，體驗到結構穩(wěn)定性和重心位置、結構底座、結構外形有密切的關系，并孕伏結構設計的思想。 說明：園株筆學生多的學習工具，隨時可取，而橡皮筋材料環(huán)保，獲取輕易，并且可多次重復利用。 設計意圖：在實踐氛圍中讓學生進一步理解結構的穩(wěn)定性，積累實踐經驗。 規(guī)劃小組合作，讓學生明確制作的目標， 歸納評價素質升華： 2’ 1.制作小組自評：簡單說明制作的過程和意圖，并選出最佳穩(wěn)定獎、最佳造型設計獎。 2.用吹風機考驗最佳作品的穩(wěn)定性。 3.教師總結 各小組的制作成果，總結： 1. 學生制作小組自選代表評價產品； 2. 互相評價；總結； 設計意圖：總結歸納，突出教學重點，化解難點；實踐升華,系統提升。 知識拓展 發(fā)展能力 2‘ 師：穩(wěn)定的結構能抵抗外力、承受負載，不穩(wěn)定的結構有是否有用處的？（多媒體展示以下圖片） 師：在生活中我們要時刻注意運用好結構的穩(wěn)定性 學生討論 （1）在我國四川的廣漢三星堆出土的器具有許多都是尖底的。怎么擺放才穩(wěn)定呢？ （2）我們坐公共汽車時，如 何保持我們的穩(wěn)定？ 設計意圖：了解歷史，熱愛社圖悠入的技術文明； 設計意圖：技術來源生活，又服務于生活；讓學生樹立技術的觀點對待生活。 四、教學反思 1、這節(jié)課內容的把握學生沒有問題;;理解難點也因為事先準備的比較充分，學生都能從不同的角度來說明問題。 2、本堂課在教學策略上吸取了一些教學案例的優(yōu)點,并且還結合學校實際進行了改進，如開門見引入天津高速列車，意義大而多;另放在教室上,有多媒體設備又沒有改變學生原來的位置，紀律特別好，一開始就就融入到問題的探討之中; 3、教學內容由淺入深,層層深入,學生感覺時間一下子過去了，下課時,許多學生意還未盡; 4、本節(jié)課在設計時，對于如何引入新課，著實動了腦筋，是由教師的演示引入新課；還是學生的探究活動引入新課想了許久；在形成本設計時，還是采取揚長避短的辦法，教師自制了教具、學具和學案，采以教師與學生一起演示的辦法引入，教學后感覺效果很好。 5在教學中也留有值得思考的地方：這節(jié)課是下節(jié)課的鋪墊，如果孕估和滲透結構設計的思想和提高學生的技術素養(yǎng)，還有空間值得優(yōu)化。請同行和專家批評指導。 6、在器材選擇上：還有生雞蛋和熟雞蛋、陀螺、不倒翁、啤酒瓶、方木塊等. A字形梯可選，但是為了突出主題，只選擇了相應的器材。 參考資料： ①《結構與穩(wěn)定性》教學設計:海南華僑中學.技術組.林菁華 ②《技術與設計２》：地質出版社.p29 二穩(wěn)固結構的探析 ——1.結構與穩(wěn)定性學案 一、本節(jié)學習的主要目標：（明方向）（上節(jié)課學了什么是結構和結構與力及類型，還理解嗎） 1、 2、 二、所謂結構穩(wěn)定性的含義其主要要素是：（抓關鍵） 1、 2、 3、 三、影響結構穩(wěn)定的因素主要有哪些？下列實驗活動中你有哪些體會？（學重點） 實驗1 二人單腿獨立對羿游戲：二人一組單腿獨立，姿式可自己發(fā)揮，然后互相擊打對方的手掌，看誰先雙足立地，雙足先立地的為輸，保持穩(wěn)定的為贏； 實驗2 一堆書，整齊放置時的穩(wěn)如泰山；另一種放法：每本都往一邊慢慢往外放置，到一定程度時一摞書就全倒了。 四、發(fā)展性練習：用本堂課所學的知識解答以下問題（長智慧） （1）大海上航行的輪船，在裝貨物時，應盡量放在船艙里還是甲板上？為什么？ （2）靜止或行進中的自行車為什么不倒，下面有人有點解釋，你能用技術中結構的穩(wěn)定性觀點進行說明嗎？ 自行車的平衡是一個動態(tài)的平衡過程，是建立在人的條件反射（現在也可以使用自動機械的自動控制）控制之上的。但是沒有學會騎車的人沒有建立這種條件反射，就不能掌握自行車的平衡。 原因一陀螺效應（與圓周運動中的向心力有關）　自行車只有2個輪子，卻為什么可以保持平衡呢？甚至，高手在騎車的時候，可以雙手離開車把，任由車子向前走而不擔心摔倒（但要擔心前面呼嘯而來的汽車）。物理學家拿出一個陀螺，放在地上轉一下，并開始用鞭子使勁抽打它，隨著陀螺越轉越快，陀螺也像不倒翁一樣，雖然只有一個尖著地，卻左右搖擺而不肯倒下。這就是陀螺效應：旋轉的物體有保持其旋轉方向（旋轉軸的方向）的慣性。但有人說：但遺憾的是，這并非一個合理的解釋。 原因二 "人一車"系統平衡　　運動中的“人－車”系統具有一定的速度，“摔倒”在物理上是“人－車”系統的運動速度改變方向，而速度方向的改變必須有一個系統外的加速度，由于在騎車的過程我們找不到這樣的一個加速度，所以系統的速度方向不會變化。所以不會摔倒。 原因三自行車比陀螺穩(wěn)定　　"自行車和陀螺轉動時，不會倒的原因是一樣的。" 當自行車走時，它有一個力量會作用在車輪上，使車輪永遠保持水平狀態(tài)。自行車一旦停下來，這個力量就消失了，自行車也就倒下來。陀螺就跟自行車一樣，在停止時，很快地傾倒下來。 原因四重心　自行車不會倒下的原因很簡單:因為人和自行車的重心在一條直線上,自行車不管往哪個方向歪,只要人和自行車重心保持一致,自行車就不會歪倒。 原因五運動習性原理　　你可以自己拿一個包，里面放著書，然后快速轉，書不會掉下來。為什么初學者騎自行車就不行呢？要從這方面找原理。初學者不會靈活腳蹬，使自行車的速度減緩。若圓的運轉速度>或=圓半徑的情況下，就不會摔下。 我的想法是：　　　 　　　　　　　　 　　　　　 五、探究性作業(yè)：（提素養(yǎng)） 1、舉出利用穩(wěn)定性的例子一或二 原理 應用 如：利用重心位置越低，穩(wěn)定性越好。 如：臺燈底座、 2、舉出利用不穩(wěn)定性的例子一或二 原理 應用 如：利用重心位置越高，穩(wěn)定性越差。 如：地動儀、 ３、影響結構的穩(wěn)定性還有其它因素嗎？ 影響的因素 影響的現象 影響的結論 備注