1.2稳固结构的探析教学设计-2024-2025学年苏教版高中通用技术必修二

2.1任务一：探析结构稳定性教学设计-2024-2025学年苏教版（2019）高中通用技术必修二

一、教材定位与学情分析 

本课位于《技术与设计2》模块“结构及其设计”单元，是“结构稳定性”主题的首个任务。学生已完成“常见结构类型”学习，能识别杆、板、壳、索等基本结构，但对“稳定”与“不稳”的判断仍停留在生活直觉层面，缺乏量化视角。高一学生抽象思维初成，动手欲望强，对“为什么倒”“怎样不倒”有强烈探究兴趣，但数学工具储备有限，对“重心”“支撑面”等概念仅停留在物理必修一“力的平衡”粗浅印象。因此，本课以“体验—建模—归纳—应用”为逻辑链，依托纸质、木质、金属丝等易取材料，让学生在40分钟内完成“从现象到数据再到规律”的完整认知闭环，既不过度拔高，也不简单重复生活常识。

二、核心素养目标 

1.技术意识： 能说出结构稳定性对技术产品安全与功能的双重意义，形成“稳定优先”的设计自觉。 

2.工程思维： 经历“假设—实验—采集—分析—修正”的工程流程，能用“重心高低、支撑面大小、连接方式”三要素解释简单结构的稳定现象。 

3.创新设计： 针对“易倒书架”真实情境，能提出至少两种可操作的稳定改进方案，并用草图加数据标注的方式表达。 

4.图样表达： 能规范绘制俯视图、侧视图，并在图中用“△”符号标出重心投影位置，用阴影线画出支撑面边界。 

5.物化能力： 在20分钟内完成指定材料的搭接、粘贴、捆绑，使模型承受横向推力时位移不超过。

三、教学重难点 

重点： 重心投影落在支撑面内是结构稳定的充分必要条件。 

难点： 用“重心投影—支撑面”模型解释“为什么加宽底座”“为什么降低重心”都能提高稳定性，并能进行定量比较。

四、环境与材料 

学生4人一组：  

1.A4卡纸2张、木质冰棍棒5根、金属丝1根($\phi=1\,\text{mm}$，长200mm)、热熔胶枪1把、量角器1把、刻度尺1把、记号笔1支、50g钩码若干、弹簧测力计1只、水平推拉仪(教师自制： 滑轮+细绳+砝码盘)。 

2.教师演示用： 同规格材料一套，外加透明亚克力板(300mm×300mm×5mm)1块，用于投影实验。

五、教学过程(总时长40分钟，单位： min:s)

00: 00—01:00 情境导入 

教师活动： 出示一纸质“高塔”模型(高300mm，底座60mm×60mm)，轻推即倒；再出示另一外形相同但底座内灌有橡皮泥的“高塔”，同样推力不倒。 

学生活动： 观察、对比、低声议论，产生认知冲突。 

教师追问： “外形几乎一样，为何命运不同？” 

学生猜想： 重量、重心、底座…… 

教师板书关键词： 稳定？重心？支撑面？——引出本课主题。

01: 00—02:30 明确任务与评价 

教师用1分钟口述任务链：  

①探“倒”因——测重心投影； 

②寻“稳”策——改支撑面； 

③比“稳”值——测临界推力； 

④评“稳”果——谁最稳并说出理由。 

评价标准同步发布：  

a.能正确标出重心投影得20分； 

b.改进后临界推力提升≥30%得30分； 

c.能用“重心—支撑面”语言解释得30分； 

d.团队分工合理、安全规范得20分； 

e.总分100分，计入模块过程性评价。

02: 30—05:00 概念唤醒与示范 

教师活动：  

1.用刻度尺和几何作图法现场演示“如何找均匀规则纸板的重心”——两条对角线交点即重心。 

2.将纸板放在透明亚克力板上，下方用激光笔（不提及多媒体，仅描述“一束红光”）垂直照射，让学生观察重心投影点。 

学生活动：  

1.在卡纸上重复作图，用“△”标出重心。 

2.将纸板水平悬空，用记号笔在桌面描出支撑面边界。 

师生共同归纳： 重心投影若落在支撑面内，结构稳定；若越界，则翻倒。 

教师板书模型：