地址版高中通用技术教案—结构的强度和稳定性教学设计,高中通用技术必修二第一章第三节教学设计参考,教案下载:
《结构的强度和稳定性》 教学设计
一、教材分析:
结构的强度和稳定性是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节内容。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:
(1)理解应力和强度的概念,知道应力和强度的关系;
(2)掌握影响结构强度的因素;
(3)理解稳定和结构稳定性的概念,掌握影响结构稳定性的因素;
(4)能够独立完成或小组协作完成研究强度以及稳定性的实验,并能够整理实验记录、完成实验报告;
(5)能够运用影响结构稳定性和强度的因素,判断结构的稳定性,分析结构的强度。
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:
高中学生的思维、生活经验已有一定基础,并经过一个多学期的学习已经对通用技术相关知识有了了解,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:
本课采用实验、讨论、小组合作的教学方法。通过列举生活中的例子,激发学生探索,帮助学生加深对知识的理解。
六、教学过程:
(一)复习回顾,导入新课
教师引导学生回顾上节课关于结构的概念,引出事物的性质:强度和稳定性
(二)知识构建
1、强度
对于结构变形,“结实”“不结实”来评说强度是不够准确的,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) 内力概念: 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) 应力概念:作用在单位面积上的内力。
【小组探究活动1】
(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
【小组探究活动2】
(4)结合课本分小组探究影响结构强度的因素。
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)
师生引导: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: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。
教师: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
【小组探究活动3】
(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)知识总结
学生回顾、总结本节课的主要内容
七、教学反思
本节课采用了小组合作探究的方法,在激发学生自我探究的过程中取得了较好的效果,达到了教学目标。另外本节课采用了各种有趣的素材,让学生学起来更加有趣,教师教起来更加生动。但因为内容较多,学生接收知识的过程中还是有困难的。