1.2稳固结构的探析教学设计-2025-2026学年苏教版高二通用技术必修二

附件： 教学设计 课程基本信息：苏教版通用技术《技术与设计2》第一章第二节 课题 1.2探析结构的稳定性 课型 新授课 学科 通用技术 年级 高二 学段 高中 版本章节 苏教版第一章 教学目标 1. 技术意识 通过汶川地震与桑枣中学的案例对比，让学生认识到合理的结构设计对生命财产安全的重要性，理解技术与社会、生活的紧密联系。分析比萨斜塔、台风灾害等实例，引导学生主动用技术视角观察生活中的结构问题，树立“技术服务于生活”的意识，提升对技术价值的认知。 2. 工程思维 依托三次实验探究（重心、支撑面、形状），让学生经历“提出猜想→设计实验→观察现象→推导结论”的完整过程，学习用控制变量、对比分析的科学方法研究技术问题。 讨论“重心低却不稳定”的特殊情况，引导学生辩证思考“稳定性影响因素的前提条件”，培养全面、严谨的工程逻辑思维，避免单一化、绝对化的认知。 3. 创新设计 在“折叠A4纸比稳定性”实验中，鼓励学生突破常规，自主设计不同形状的结构（如立体三角形、多面体等），激发创新思维；在台风预防方案设计环节，引导学生结合稳定性知识，提出个性化的加固思路（如给广告牌加三角支撑、给花盆配增重底座），将知识转化为创新设计方案。 4. 物化能力 实验操作环节（抬薄板观察瓶子倾倒、折叠纸张搭建结构）要求学生动手实践，提升工具使用、方案落地的基本物化能力；作业中“设计家中物品加固方案”，进一步推动学生将技术构想转化为具体的实物改进或设计草图，实现知识的实践应用。 教学重难点 1. 教学重点：结构稳定性的定义，影响结构稳定性的三大因素（重心位置、支撑面大小、形状）。 2. 教学难点：理解“重心垂线落在支撑面内是结构稳定的前提”，能综合运用稳定性知识解决实际问题。 学情分析 一、知识基础：有生活感知，缺系统认知 高二年级学生在日常生活中频繁接触“稳定”相关现象（如桌椅摆放、自行车停放、台灯底座设计），能直观判断“重的、底盘大的物体更稳”，但缺乏对“结构稳定性”的专业定义和影响因素的系统梳理。此前已学“结构与设计”的基础概念，了解结构的基本分类（如实体结构、框架结构），但尚未深入探究结构性能（稳定性、强度）的核心原理，对“重心垂线”“支撑面”等抽象概念存在认知空白。 二、能力特点：动手意愿强，思维待深化 1.优势：高二学生具备一定的观察、操作和小组协作能力，对“推手游戏”“折叠纸张”等实验活动兴趣浓厚，能主动参与探究过程；逻辑推理能力较初中阶段显著提升，可通过实验现象推导简单结论（如“半瓶水比空瓶稳，因为重心低”）。 2.不足：对“多因素共同影响稳定性”的辩证思考能力较弱，易忽略“重心垂线需落在支撑面内”这一前提条件（如误以为“只要重心低，结构就一定稳”）；将理论知识转化为实际解决方案的能力有待加强（如面对“台风加固”问题时，可能难以快速关联“支撑面”“形状”等知识点）。 三、学习心理：关注实用性，需情境驱动 学生对“与生活密切相关”的技术知识兴趣更高（如比萨斜塔为何不塌、台风如何保护物品），但对纯理论概念（如稳定性定义）的学习积极性较低。同时，该阶段学生渴望通过动手实验验证猜想、展示成果，反感“被动听讲”的课堂模式，需要通过案例对比、实验探究、实际应用等环节激发学习动力，增强知识的“有用感”和“获得感”。 四、潜在难点：抽象概念具象化，实际问题关联化 1.抽象概念理解难：“重心”是物理学相关概念，学生虽有初步认知，但将其与“结构稳定性”结合时，易混淆“重心位置”与“重心垂线方向”；“支撑面”与“接触面”的区别较难通过语言直接讲清，需依托实物演示（如正放与倒放的瓶子）帮助理解。 2.知识迁移应用难：学生能独立分析单一因素（如支撑面大小）对稳定性的影响，但面对“台风中广告牌倾倒”这类复杂实际问题时，可能无法同时关联“支撑面加固”“重心降低”“形状优化”等多个知识点，需教师引导搭建“知识→问题”的关联桥梁。 教学准备 多媒体教学设备、教学课件PPT 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含 AI 应用） 案例对比，引发思考 1.播放汶川地震相关影像片段，展示德阳、绵阳震后废墟图片，介绍地震造成的人员伤亡和财产损失，营造沉重氛围。 2.转折呈现桑枣中学案例：展示震后桑枣中学教学楼图片，介绍2300名师生1分36秒安全撤离、无一人伤亡，且教学楼结构基本完好的“奇迹”。 3.提出问题：“同样遭遇地震，为什么桑枣中学教学楼能屹立不倒？这背后与结构的什么特性有关？”，引出本节课主题——结构的稳定性。 以“冲突”激发兴趣，锚定学习价值 概念解析，奠定基础 1. 结合课件动画，讲解结构稳定性的定义：“结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力，即使受荷载有波动，荷载消失后也能恢复原有平衡”。 2. 展示“倒塌”与“坍塌”的对比图片，补充说明：“倒塌是结构稳定性被破坏，坍塌是结构强度被破坏”，帮助学生区分稳定性与强度的概念差异。 3. 开展“推手游戏”：邀请两名学生上台，按照规则（双脚并拢、相距一臂，仅对掌或躲避，先失平衡者负）进行游戏，游戏后提问：“这个游戏能体现结构稳定性与什么因素有关？”，引发学生对稳定性影响因素的初步猜想。 从“具象到抽象”，破解概念难点 辨析概念，突破认知误区 分组操作，推导结论 1. 实验探究1：探究重心位置对稳定性的影响（7分钟） 教师演示实验：将装满水（A）、半瓶水（B）、空瓶（C）的三个矿泉水瓶放在薄板上，缓慢抬起薄板一端，记录瓶子倾倒顺序；更换瓶子位置重复实验，确保结果准确性。 学生观察记录：根据实验现象填写表格，明确倾倒顺序为“空瓶（C）→满瓶（A）→半瓶（B）”。 小组讨论：“三个瓶子的重心位置分别在哪里？为什么半瓶水的瓶子最稳定？”，结合讨论结果推导结论1：重心位置越低，结构稳定性越好；重心位置越高，稳定性越差。 2. 实验探究2：探究支撑面大小对稳定性的影响（6分钟） 学生分组实验：每组领取薄板和两个空瓶，一个正放、一个倒放，缓慢抬起薄板，观察哪个瓶子更稳定。 教师引导：讲解“接触面”与“支撑面”的区别（支撑面是支撑点连线构成的面），结合实验现象推导结论2：支撑面越大，结构稳定性越好；支撑面越小，稳定性越差。 拓展提问：“如果支撑面不变，重心越低就一定越稳定吗？”，展示“重心垂线超出支撑面导致不稳定”的案例图片，补充关键前提：只有重心垂线落在支撑面内，重心低才会更稳定。 3. 实验探究3：探究形状对稳定性的影响（7分钟） 动手操作：每组领取3张A4纸，学生自主折叠不同形状的结构（如三角形、四边形、圆柱形等），放在桌面上轻轻晃动，对比稳定性差异。 现象分析：引导学生发现“三角形结构不易变形，稳定性好；四边形结构易改变形状，稳定性差”，结合金刚石结构、桁架结构的案例图片，推导结论3：结构形状影响稳定性，三角形是典型的稳定结构。 可以利用AI生成不同类型的实验设计建议，像模拟不同重心位置、支撑面大小对稳定性影响的虚拟实验方案。 联系实际，深化理解 1.展示比萨斜塔图片，介绍其建设背景（1173年始建，因地质松软倾斜）和保护措施（北侧加830吨铅块、塔身加铜缆牵拉）。 2.提问：“比萨斜塔倾斜却不倒塌，原因是什么？”，引导学生运用所学知识回答：“其重心垂线仍落在支撑面内，满足稳定的前提条件”。 3.展示人字梯图片，分析：“人字梯打开后形成三角形结构，且支撑面变大，这两种设计分别利用了哪个稳定性影响因素？”，强化知识的实际应用。 以“过程”培养思维，落地核心素养 解决问题，拓展延伸 1.展示台风“杜苏芮”造成的灾害图片（树木被拔、汽车吹翻、广告牌倾倒），提出任务：“结合本节课所学的稳定性知识，思考如何在台风来临前做好预防工作？请在笔记本上简单画出设计草图（如加固广告牌、固定汽车等）”。 2.邀请2-3名学生展示草图并讲解设计思路，教师点评，鼓励学生将技术知识与生活实际结合。 从“理论到案例”，深化知识应用 梳理知识，巩固提升 1.与学生共同回顾本节课核心内容：结构稳定性的定义，影响稳定性的三大因素（重心位置、支撑面大小、形状）及关键前提（重心垂线落在支撑面内）。 2.用思维导图形式在课件上呈现知识框架，帮助学生构建系统的知识体系。 以“框架”梳理知识，构建系统认知 作业设计 1.观察生活中的3个结构（如椅子、书架、路灯），分析其设计中运用了哪些提升稳定性的方法，撰写100字左右的分析报告。 2.针对家中易被风吹倒的物品（如花盆、收纳架），设计一个简单的加固方案，下节课分享。 板书设计/课堂小结 1.2 探析结构的稳定性 1.稳定性定义：荷载作用下维持原有平衡的能力 2.影响因素： 重心位置：越低越稳定（前提：重心垂线在支撑面内） 支撑面大小：越大越稳定 形状：三角形结构稳定 3.应用：比萨斜塔、人字梯、台风预防 教学反思 一、亮点：紧扣素养，让课堂“有实感、有深度” 1.以汶川地震与桑枣中学的对比案例开篇，不仅快速聚焦“结构稳定性”主题，更让学生直观感受到技术对生命安全的实际意义，避免了“为学知识而学知识”的空洞感。后续台风预防方案设计环节，进一步将课堂知识与生活应急需求结合，让“技术服务生活”的意识落地。 2.实验设计层层递进，落地工程思维：三次实验从“单一因素探究”（重心、支撑面、形状）到“多因素关联思考”（如补充重心垂线的前提条件），符合学生“从具体到抽象、从简单到复杂”的认知规律。实验中要求学生记录数据、小组讨论推导结论，而非直接给出答案，有效培养了“猜想—验证—总结”的工程思维。 3.动手与创新结合，激活物化能力：折叠A4纸比稳定性的活动，未限定折叠形状，给予学生充分创新空间；台风加固方案设计不仅要求“想”，更要求“画”，推动学生将理论构想转化为具象设计，让物化能力的培养从“操作”升级为“创造”。 二、不足：细节把控待优化，让学习“更顺畅、更全面” 1.抽象概念拆解不够细，部分学生理解滞后：讲解“支撑面与接触面的区别”时，仅通过正放、倒放瓶子演示，未让学生亲手触摸支撑点、比划支撑面范围，导致少数空间感较弱的学生仍混淆二者概念；“重心垂线”的前提条件，仅依赖图片案例，若能增加简单教具（如倾斜的木板上放置带重锤的模型），可让抽象原理更直观。 2.小组互动参与度不均，个别学生“搭便车”：实验探究环节采用4人小组模式，部分小组出现“1人操作、2人旁观、1人记录”的情况，动手权集中在少数积极学生手中；台风方案设计分享时，也多是固定几位学生发言，未覆盖沉默群体，导致全员物化能力和表达能力的锻炼不够均衡。 3.知识迁移引导不足，应用环节稍显仓促：在“分析比萨斜塔稳定性”后，未及时搭建“案例—方法”的迁移桥梁（如“斜塔的加固思路，如何用到广告牌加固上？”），导致后续学生设计台风预防方案时，部分人难以快速关联“支撑面扩大”“重心降低”等知识点，方案设计停留在“绑紧、加重”等浅层思路，深度不足。 三、改进：靶向调整，让下一次课堂“更精准、更高效” 1.抽象概念“可视化”：补充微工具与微操作：针对“支撑面”“重心垂线”等难点，提前准备带刻度的薄板（标注支撑点连线）、带悬挂重锤的小模型（直观显示重心垂线方向），让学生通过“画支撑面”“观察重锤是否落在支撑面内”的微操作，亲手感知抽象原理。 2. 小组互动“责任化”：明确分工与轮动机制：下次分组时，为每组设定“操作员”“记录员”“分析员”“发言人”角色，且要求实验中途轮换角色，确保每人都有动手和表达机会；分享环节采用“随机点名+小组推荐”结合的方式，强制覆盖不同参与度的学生。 学科网（北京）股份有限公司 $