1.3.4 探究结构稳定性 教学设计-2023-2024学年高中通用技术地质版（2019）必修《技术与设计2》

《探究结构的稳定性》教学设计 一、 教材分析 本节是《技术与设计2》第一章第三节《结构强度与稳定性》的内容，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。本课是在结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构有一个更深入的认识与巩固，为后续结构的设计等教学奠定良好的基础。 二、 学情分析 学生在前面的学习中已经初步掌握了结构的基本知识，因此在教学中尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例，便于师生进行互动探讨，帮助学生加深对影响结构稳定因素的理解。学生对三角形结构的结实稳固和物体结构的重心越低越稳定相关知识已经通过其它学科有所了解，但对于影响结构稳定性的因素缺乏系统认知。 三、 核心素养教学目标： 生命观念：通过探究试验，引导学生掌握影响结构稳定性的主要因素，理解稳定结构与人类生产生活的有机联系，增强技术意识。 科学思维，科学探究：运用系统分析的方法，针对某一结构的稳定性进行要素分析；让学生领悟稳定性结构的实际运用，培养工程思维。 社会责任：通过综合分析技术问题，让学生能提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案，进行创新设计。根据构思方案设计出具有稳定性的框架结构作品，培养物化能力。 四、 教学重点、难点 重点：分析影响结构稳定性的主要因素。 难点：利用影响结构稳定性的主要因素对简单结构进行稳定性分析。 五、 教学策略 在教学中为了使学生掌握相关知识，必须以“影响结构稳定性的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开。探究三个因素时，分别采用分组试验、演示试验及对比试验三种不同的试验方法来进行。通过创设情境、探究试验，图片举例和实物展示激发学生的学习兴趣和创造灵感，以达到应用知识的目的。特别需要指出的是，进行探究试验时，采用“控制变量法”，即探究支撑面积对结构稳定性的影响时，控制两个模型的重心位置相同。探究重心高低对结构稳定性的影响时，设计模型科学严谨，控制支撑面积相同的同时，确保了模型质量相同，消除了学生认为影响因素是质量的大小而并非重心位置的高低。此外，教学过程中利用“制作鸡蛋托结构作品”渗透对学生的生活教育，让学生在掌握知识的基础上，制作作品，学以致用，让学生体会技术设计产品来源于生活，服务于生活。 六、 教学资源 多媒体辅助教学、自制教具多边形模型、自制教具小桌模型、自制教具简易稳定性测试仪、自制教具物体稳定实验仪以及其他活动材料。 七、 教学过程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 游戏导入 三个学生进行游戏展示，一人单腿站立，一人双腿站立，第三个推动前两个学生，看谁更稳？ 学生观看游戏，很容易得出：双腿站立更稳定。 利用做游戏导入课堂，更容易激发学生学习的兴趣。 自学新知 先引导学生积极发言，说出自己对稳定的理解。然后让学生阅读课本，自己找出稳定性的定义，检验自己的想法是否正确。以不倒翁为例，对稳定性的定义进行解读。 学生现根据自己理解说出什么是稳定，然后自主学习课本内容，找出问题答案。 学生通过自学，验证自己的想法，再通过实物展示帮助学生加深理解 引导探究 试验1：先让同学们猜测模型A和B哪个稳定性更好，然后让学生体验三角形模型A和四边形模型B的稳定性，并引导学生将四边形结构转化成稳定结构。引导归纳总结：结构的形状影响稳定性。三角形结构是最常见的稳定结构展示图片，列举生活中利用三角形结构增加稳定性的例子。 分小组体验三角形模型A和四边形模型B，体会哪个模型更加稳定。上台展示如何改变形状将四边形变为稳定结构。认真观察图片实例并思考。 按照“猜测--探究--解疑”的过程，通过分组试验，让学生体验影响三角形结构是最常见的稳定结构。通过示例，让学生进一步体会三角形结构在实际生活中的应用。 试验2：比较桌子模型A和B的不同点，引出支撑面接触面的区别。先让学生猜测哪个桌子稳定性更好，然后教师演示试验，再请一位同学上台操作。引导归纳总结：支撑面积越大，结构稳定性越强。解决本节课一开始提出的问题：为何加了支架的树更稳定？ 在观察老师操作的基础上，亲自动手进行测试。比较A和B的稳定性。一位学生回答，引导其他学生补充：利用了增大支撑面积及三角形结构。 按照“猜测--探究--解疑”的过程，通过小桌模型A和B的稳定性测试，让学生体验影响结构稳定性的其中一个因素是支撑面积的大小。 试验 3：教师展示水瓶稳定性试验模型。引导学生得出水瓶重心位置不同，然后请学生上台进行水瓶的稳定性测试。 归纳：重心越低，结构越稳定。 教师提问：是不是无论任何时候，重心越低，结构越稳定？归 纳：重力作用线处于支撑面之内，结构才能稳定。 教师提问：生活中有哪些例子利用了重心对结构稳定性的影响？对学生发言