探究结构

说课人:十八中赵宗正第二节探究结构（第1课时）21.教材与重难点分析2.学情与教学目标分析3.教学策略分析4.教学流程分析5.教学评价分析1.教材与重难点分析·教材分析探究结构是粤教版《技术与设计2》第一章结构与设计第二节；本节内容承前启后，不仅可使学生对结构的基本知识有更深的认识与巩固，而且也是以后结构设计、结构赏析的基础。教材本身通过知识窗、知识的运用、设计与实践、讨论与分析等几个模块引导学生理解结构的稳定性和强度，探究影响稳定性和强度的主要因素。学生在分析生活中与结构相关的案例时，容易把结构的稳定性与结构的强度混淆，在教学时要注意区分两者的不同。·教学重、难点分析2、难点1.重点了解结构稳定性、强度的概念，知道影响结构强度和稳定性的主要因素影响结构稳定性、强度的主要因素。·教法分析（1）采用直观教学法：通过图片和实物展示，让学生亲身体会和感受，激发学生的学习兴趣和促进相关概念的理解。（2）采用探究式教学法：通过各种实验，结合案例分析，激发学生探究热情。（3）立足于学生的直接经验：通过“做中学”，以学生的亲手操作，亲身体验为基础，学生能发现问题，提出问题，分析问题，并将所学知识应用于解决实际问题。2.学情与教学目标分析·学情分析高二学生在以前已经通过其它学科的学习有了一些相关的知识，他们的思维、生活经验也有一定的基础；所以这部分内容对于他们来说难度不大。但总体来说，由于受高考的影响；学生对通用技术这门课程感兴趣，但学习不一定积极；因此在教学过程中，应从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，与学生一起对结构问题进行探讨；方能把学生吸引到通用技术的学习中来，也才能取得教学预期的效果。·教学目标分析知道结构稳定性和强度的概念，能说出影响结构稳定性和强度的主要因素。通过观察生活和技术实验等手段使学生懂得应用相关的理论知识解决现实问题的方法。培养学生的观察实践能力，树立正确使用技术的意识,提高学生的质量和安全意识，认识结构稳固的重要性。·学法分析根据学生情况和教学目标，本课采用讨论与分析、实验探究、分组合作、自主学习等学习方法。3.教学策略分析·教学策略教学资源教学策略从学生身边的话题出发，与学生一起探讨结构不稳固可能会产生什么结果，把学生吸引到学习中来，通过课本的案例分析，学习影响结构稳定性和强度的主要因素，再通过展示图片，分析生活中的例子，让学生能关注身边的生活，将所学知识运用到生活中。多媒体教学设备、教学课件PPT、学生课本。教学时间2课时4.教学流程分析·学法分析·教学流程（一）、课题引入（2分钟左右）通过典型案例分析导入：影响结构稳固的因素：稳定性和强度设计意图：通过案例的展示，与学生产生共鸣---结构是否稳固可能决定千万人的生死。激发学生探究影响结构稳固的因素的渴望；同时提高学生的质量和安全意识。惨痛的教训2008年5月12日14时，汶川、北川等地，8级强震猝然袭来，大地颤抖，山河移位，满目疮痍，生离死别……这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。据民政部报告，截至6月11日12时，四川汶川地震已确认69225人遇难，374640人受伤，失踪17939人。智利奇迹•2010年2月7日，智利发生8.8级地震。据专家认定：智利地震比汶川地震的破坏力要强10多倍。•死亡人数不到1000人。•马塔大使解释说:1.智利位于地震带中央，因此有着长期抗击地震的经验；2.这次地震损失较小，有震中离人口密集地区较远等原因；3.但是，绝无豆腐渣工程，是智利奇迹的一个重要原因。这一次甚至在震中的地区，高层建筑都是完好的。•智利奇迹说明，天灾固然可怕，避免人祸是可以创造奇迹的。1999年1月4日：重庆綦江彩虹桥整体垮塌彩虹桥的思考影响结构稳固的因素有那些？倒也…倒也…塌了…塌了…掉进水里了！·学法分析·教学流程（二）、对结构稳定性的探究（15分钟左右）1、通过课堂小游戏激发学生对影响结构稳定性因素的思考。2、然后通过实验探究问题思考和案例分析等形式归纳总结出影响结构稳定的三个因素。小游戏两学生相对站立，伸出手臂，手掌相对，用力推击对方手掌或躲闪对方手掌，站立不稳，脚步挪动者输如何让自己站得更稳定想一想：一、结构的稳定性1．结构的稳定性：——结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力。它是结构的重要性质之一。研究结构稳定性的目的：是为了在技术领域中设计出更加稳定的结构。[实验探究1]：：搭桌子第一步：分别搭建桌子ABC，设计试验方案，比较三者稳定性；ABC第二步：观察并分析A－B－C桌子的变化；因素1：结构的稳定性与结构和地面接触所形成的支撑面的大小有关。二．影响结构稳定性的主要因素：·学法分析（二）影响结构稳定性的主要因素：马上行动：请让你的通用技术教材直立在桌面上因素一：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。一本书，把它的下端各书页展开一定的角度，将它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。想一想临时摆放的屏风为什么摆成Ｚ字型，而不摆成一字型？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。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。第一步：观察不倒翁并思考为什么它不会倒地？第二步：思考通过改变什么可以使不倒翁倒地？[实验探究2]：不倒翁为什么不倒不倒翁倒了如果在它脖子上挂上一定数量的铁环，它还会不倒吗？第一步：观察不倒翁并思考为什么它不会倒地？第二步：思考通过改变什么可以使不倒翁倒地？因素2：结构的稳定性与重心位置的高低有关，物体重心越低，越稳定。[实验探究2]：不倒翁为什么不倒比萨斜塔为什么不倒塌？它从1174年始建，1350年竣工，经历了176年。但由于塔身过重，地质松软，因此塔身仍以每年1．25毫米的速度向南倾斜。到1999年1月，塔顶比中轴线偏斜已达4．8米。意大利当局为了拯救斜塔，已向全世界广泛征求保护方案，同时在塔的北侧加压了830吨的铅块，并在塔身的三分之一处加了一圈铜缆，向北牵拉固定。知识拓展知识拓展意大利结论：对于一个结构而言，如果重心所在的垂线落在结构底面（支撑面）范围内，就是稳定的。课堂小实验论证比萨斜塔为什么不倒塌辽宁瑞州古塔，现存塔身高10米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移1.7米。该塔建成之后虽几经地震与洪水破坏，却始终斜而不倒，堪称奇迹。小资料：中国的斜塔苏州的虎丘塔虎丘塔高47.7米，比意大利比萨斜塔矮6米；塔尖偏离中心2.34米，是比萨塔的一半；虎丘塔建于961年，比比萨塔早完工390年。因为地基不牢，重6000吨的塔便倾向土堆的一边。3．影响结构稳定性的主要因素：实验探究3：人字梯第一步：观察人字梯结构，并测试其稳定性；第二步：在人字梯的上安装拉杆，再将梯子竖立起来，测试梯子的稳定性。不稳定稳定结论3：结构的稳定性与结构的几何形状有关(三角形结构使支架更容易稳定)。实验探究3什么形状更稳？实验探究3☆知识窗—三角形的稳定性三角形构成稳定的几何结构——在建筑工程中被广泛运用。比如：房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的。天津南开区的“进步桥”主桁架，呈倒三角结构。阳台上的晒衣架。学以致用：如果你是设计师讨论：为学校设计一个篮球架。从结构的稳定性的角度考虑,你应该注重哪些方面的设计？底座？篮框？形状？思考：不稳定的结构就一定没有好处吗？在跨栏运动时，只要运动员轻碰到栏架，就会翻倒，既不致于把运动员绊倒，又可以检验是否跨过栏架．AB请同学们分析为什么不能从相反方向跨越栏杆？不稳定的结构应用：１.倒置的啤酒瓶可以预报地震。２.在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。静止状态下陀螺会倾倒，而当它高速旋转时却可以立起来？•运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。知识扩展这个谜，直到本世纪八十年代初才解开。一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也不免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量转化成为绕对称轴旋转的动作。当然，由于摩擦，它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态。陀螺效应：凡是高速旋转的物体，都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。所以一旦自行车运动起来后，转动的车轮也具备这种能力，这种能力使得自行车即使发生了倾斜，也能自动地把自行车调整过来，这就是自行车不倒的原因。小结结构的稳定性与什么因素有关？稳定性支撑面积几何形状重心位置支撑面积越大，稳定性越好。结构的整体几何结构必须科学合理重心越低，其稳定性越好影响结构稳定性的各个因素是相互关联的，对于具体结构的稳定性的分析要综合考虑各种因素。·学法分析·教学流程（三）、对结构强度的探究（13分钟左右）1、通过“豆腐渣”工程的案例分析引入结构强度知识的学习；同时提高学生的质量意识。。2、然后通过实验探究问题思考和案例分析等形式归纳总结出影响结构强度的三个因素。“豆腐渣”工程二、结构的强度1、结构强度的定义：结构的强度(Strength)是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。影响结构强度的因素我们知道稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，强度是研究不被外力破坏的能力。例如我们刚才举的椅子的例子，椅子能够承受人的重力这是一个强度问题，那么椅子会不会左右晃动，摇摆，那就是一个稳定性问题了。强度与稳定性的联系与区别：拔河在材料、形状相同的情况下，结构体的强度与截面面积有关。1、强度与截面面积扭绞的绳子为什么不易拉断？绳子的强度2、强度与材料不同材料，强度不同纸板；木板；钢板FF钢板木板梁的示意图压力拉力由此可见，在形状结构不变的情况下，可以更换强度更大的材料来提高结构的强度。所以在不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。（二）强度与材料2、强度与材料通过实例揭示结构强度与材料的关系。讨论与分析：1、根据混凝土梁受荷载的情况，讨论混凝土梁所存在的弱点。2、解释混凝土梁加入钢筋后是如何克服混凝土梁的弱点的。3、如果在建筑物建造过程中，钢筋混凝土梁未按照设计要求放置规定的钢筋数目，钢筋混凝土梁在受到规定的荷载下将会发生什么情况？折树枝实验3、强度与材料的形状•试验证明，在材料相同与材料的横截面面积相同的情况下，可以通过改变材料的形状来提高结构的强度。三块铁皮叠放由三块铁皮焊接的空心三棱柱[实验探究4]结构形状各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大增加构件的牢固程度。金刚石分子为四面体，每个四面体有四个角、四个面，且每个面为三角形。知识应用拓展·学法分析蜂窝构造的应用知识应用拓展钉接榫接试验结论：结构强度与构件的_______有关。连接方式3、强度与构件的连接方式小结：结构强度的主要影响因素材料截面面积材料的材质材料的形状1在材料、形状相同的情况下，结构体的强度与截面面积有关。2不同材料，强度不同；结构不同要求中，选择不同特性的材料。3不同形状，强度不同；三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。4结构强度与构件间的连接方式有关。构件间的连接方式·学法分析（四）、实验环节（8分钟左右）用课本堆高塔实验要求：四人为一个小组，每小组准备十本书籍，合作堆一个书塔，通过改变书籍的结构形状、连接方式，提高书籍的强度，比赛哪组同学堆的书塔最高，最牢固。书塔最高且在同学都已坐好不扶情况下坚持十秒的组获胜。任何同学不得在实验和比赛过程中不得故意破