1.3 影响结构强度的因素教学设计-2026-2027学年地质版高中通用技术必修二

教学设计 课程基本信息 学科 通用技术 年级 高二 学期 秋季 课题 探究影响结构强度的因素 教学目标 1. 理解结构强度的概念。 2. 掌握影响结构强度的因素。 3. 能够独立完成探究强度的技术试验，并由此分析影响结构强度的因素，完成试验报告。 教学重难点 教学重点： 通过技术活动探究结构的材料、形状和连接方式对其强度的影响。 教学难点： 理解结构的强度及其影响因素，运用所学知识解决相关技术问题。 教学过程 【一、课堂引入】图片展示：1994年10月21日韩国圣水大桥发生垮塌，造成多人遇难的场景。2008年5月12日四川汶川发生8级地震，导致大量房屋倒塌的现场。 【思考1】建筑的结构在正常使用的前提下，为什么还会发生这么严重的破坏现象？ 学生观察图片思考，老师总结引导，发现桥梁、房屋遭受了巨大外力，结构发生了变形、断裂，这说明此时的结构不具备抵抗荷载的能力。 【二、强度概念引入】结构抵抗荷载的能力用强度来表示。结构强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。作用在构件横截面面积上的内力，称为应力。可以用以下关系式表示，σ=N/S，关系式中N为内力，S为构件横截面面积，σ为应力。应力是表示构件强度的基本指标。 【三、影响结构强度的因素】 【思考2】假设你是设计师，可以用哪些方法提高结构的强度？ 学生思考，并尝试说出提高结构强度的方法。老师肯定学生的回答，明确本节课探究的主题。 【1、结构的材料】 图片展示木桥与混凝土桥，它们的承载力有什么区别？ 老师提出问题，学生通过观察分析得出不同材料建造而成的桥梁，其强度差异是非常大的。由此可知，结构的材料影响结构的强度。 大家根据物体结构功能的不同需要，选择不同的材料，以构造坚固的结构。老师列举一些常见材料的强度系数，以建筑工程中发挥着重要作用的钢筋混凝土梁为例进行分析。 【2、结构的形状】 老师组织技术试验活动，探究结构形状对强度的影响。 试验材料：两张大小相同的卡纸，砝码若干。 试验步骤： （1）将一张卡纸平铺、另一张卡纸折成V字形； （2）分别将两张卡纸放在距离相等的平台上； （3）分别在不同形状的卡纸上放置砝码，并不断增加砝码，观察现象； （4）添加砝码直至卡纸塌陷，在下面的表格中记录最大荷载。 测量对象 平面卡纸 V字形卡纸 最大荷载 学生比较平面卡纸与V字形卡纸的试验数据，分析原因，并撰写试验报告。 老师现场展示学生填写的技术试验报告，明确结论：结构的形状可以影响结构的强度。同时，拓展实际生活中通过结构形状增加结构强度的应用案例，比如圆柱体的桥墩、拱形结构、工字钢、加有加强筋的塑料周转箱等。 同学们通过思考问题：矿泉水瓶上凸起的横向纹路，作用是什么？进一步加深对“结构形状”这一影响因素的理解。 【3、结构的连接方式】 结构是由若干个构件通过不同的连接方式组合而成。若将中国古代建筑、家具的木质构件的榫卯连接改为胶接，会对强度有什么影响呢？ 老师提问，引导学生思考，从分析可知结构的连接方式直接影响结构的强度。 老师列举不同的连接方式（图片展示），讲授刚性连接和活动连接的知识点。接着通过练习题，学生巩固新知。 【四、课堂小结】 首先学习了结构强度的概念，结构的强度是指结构在荷载的作用下具有抵抗被外力破坏的能力。接着探究了影响结构强度的因素，分别是结构的材料、形状和连接方式。其中连接方式可以分为刚性连接和活动连接。 【五、课后作业】 【思考3】对于垮塌的大桥、倒塌的房屋，如何提高结构的强度？请选择其一，制定解决方案。 学生通过对问题的思考与分析，在制定方案的过程中，不断继续探究，逐步培养学生运用所学知识解决相关技术问题的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $