人教版高中通用技术教案 必修二 技术与设计教案全套

人教版高中通用技术《必修二技术与设计2》教案全套

第一单元：结构与设计

第一节：认识常见的结构（第一课时）

一、教学目标分析

1．从广义上了解结构的含义。

2．能够从自然界、技术领域和社会领域列举出具体的结构。

3．展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，培养学生的感性认识。

4．能够说明三种结构类型的各自特点。

二、教学内容分析

本课时使用的是苏教版教材，是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。

1．本课时要通过讲解列举关于自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子，并对结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。

2．本课时还要通过总结自然界、技术领域和社会领域等各方面的结构例子，来归纳三类结构类型的特点。

3．本课时意在培养学生对身边存在结构的感性认识，留意身边的各式各样的结构，培养学生设计过程中的一个重要的设计思想——结构理念，通过讲解自然界中形形色色的结构给学生无限的创造灵感和启示。

教学重点：结构的含义（能够从自然界、技术领域和社会领域列举出具体的结构）

教学难点：结构的类型（能够从结构本身外形和受力的角度来分析结构的特点）

三、学生学习状态分析

学生对身边存在结构有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础，

但是不能准确把握结构的定义。此外，学生不能准确地区分三类结构类型，特别是壳体结构的特点。

四、教学策略

兴趣是学习最好的动力。从身边常见的结构开始,通过学生熟悉的事例, 培养学生的学习兴趣。

（一）教法

在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。并及时让学生自主总结和归纳。

（二）学法

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展

五、教学过程

教学过程设计

教学内容教师活动

学生

活动

一、导入

二、新课（一）课程导入——四种重要的设计思想

从产品设计的角度对通用技术必修2 作简要的介绍，并

联系技术与设计1来谈谈产品设计中要掌握的四种重要的设计思想：结构、流程、系统和控制。

（二）无处不在的结构

1、放映自然界存在的各式各样的结构，如蜂窝、蜘蛛网、大树等结构。

引导思考：世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。

2、展示技术领域存在的各种结构，让学生思考：

这些结构的优点在哪里？他们与自然界存在的结构有何2-3

分钟

欣赏结构图片，激发学生兴

相似之处。

让学生阅读案例：

苍耳子与尼龙搭扣；

鸟与飞机；

鹰眼与导弹跟踪系统。

3、讲解社会领域存在的结构

比如：本章书的内容结构

4、让学生归纳结构概念：

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构不仅在自然界中存在；技术领域也存在结构（人类自己创造的结构）；社会领域也普遍存在结构现象。

（三）结构的类型

我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构。

1．实体结构

通常是指结构体本身是实心的结构。其受力特点是外力分布在整个体积中，如墙壁、柱子、实心球等等。（结合图片举例分析、利用实体泡沫演示）。

2．框架结构

通常是指结构体由细长的构件组成的结构。其特点是支撑空间却不充满空间，如窗户、画框、房子的架构等等。（结合图片举例分析、利用框架泡沫演示）。

3．壳体结构

壳体结构通常是指层状的结构。其受力特点是，外力作用在结构体的表面上，如头盔、汽车飞机的外壳等等。（结合图片举例分析）。

在生产和生活实际中，很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。趣；

12-1 5分钟

总结加深学生的系统性理解

15-1 8分钟

三、小结

总结三类结构的各自特点

结构类型定义特点例子

实体结构

框架结构

壳体结构

练习：P11马上行动，加深理解。

物体结构实体

结构

框架

结构

壳体

结构

组合

结构

受力特点

栅栏√支撑空间却不充

满空间

圆形陶瓷装饰品√结构体的表面

冰山√外力分布在整个

体积中

高层建筑的穹顶√结构体的表面

钢化玻璃锅盖√结构体的表面

竹排√支撑空间却不充

满空间

汽车外壳√结构体的表面

人的头盖骨√结构体的表面

古罗马斗兽场√支撑部分空间，

分布在部分体积

中

实体

结构容易

理解，可

以点到为

止

通过

具体事例

加以说明

总结

加深学生

的系统性

理解

练习

加以巩固

（四）总结

1、无处不在的结构

2、结构的类型

（五）思考

练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是如何避免外力对头骨的撞击的？汽车的安全气囊又是如何保护驾驭员的？

参考：摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔的壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力，而不是某一点受很大的力……

当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹出来，垫在方向盘与驾驭者之间，防止驾驭者的头部和胸部撞击到方向盘或仪表板等硬物上。除了驾驭员侧有安全气囊外，有些汽车前排也安装乘客用的安全气囊……

3-5分钟

本部分是课堂的机动部分，按照实际的教学时间合理安排，可作为课堂作业

六、教学反思

本课时对苏教版教材的内容编排加以调整，按照我们日常的思维习惯，教学过程中的顺序为：讲解相关的例子——总结概念——概念延伸——细化讲解，也就是先把无处不在的结构和结构的类型放在一起来讲解，学生也很容易理解。

认识常见的结构（第二课时）

一、教学目标分析

1. 能够理解力学的角度上理解结构的涵义。

2.掌握结构的功能本质。

3.了解内力和应力的概念。

4.知道组成结构的构件的基本受力形式。

二、教学内容分析

本课时从力学的角度讲解结构的内涵，还讲解了内力和应力这两个新的概念，当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。此外，教学的主要内容在于构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，

重点：从力学的角度理解结构的涵义和构件的基本受力形式

难点：构件的基本受力形式。

三、学生学习状态分析

学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础，但是要让学生区分开技术学的力与物理学的力，学生没有对结构进行受力分析的习惯，只掌握从物理学的角度把结构看作一个质点来进行受力分析，这里需要分析说明构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

四、教学策略

本课时需要通过教师的正确引导，让学生学会对简单的结构进行受力分析。引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。

五、教学过程

教学内容教师活动学生活动

一、导入

二、新课（一）导入

总结上节课的教学内容，对本节内容的过渡加以说明

（二）结构与力

1、力学的角度上理解结构的涵义。

展示书本上两张图片

案例分析：人坐在椅子上, 椅面受到的力；行人和车辆通

行的桥面受到的力。

导入适合而

止

1-2分钟

5-8分钟

让学生共同

参与分析力

引导思考：这两种结构设计的外形特点。

从力学的角度：结构是指可承受一定应力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。

引导出结构的功能本质：为了承受力，抵抗变形。 马上行动：

指出下列结构可以抵抗来自外界哪些方面的作用力： 建筑物的窗户： 课桌： 硬纸包装箱： 2、内力和应力

当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内力。应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为σ

=F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力 操作：拿出一根细线，让前排一个学生将其拉断（先不加以分析）；

再拿出一根同样的细线，对折几次后，再让同一个学生将其拉断。

提问：哪一种需要的力更大一些？

通过这个小实验让学生明白内力和应该的概念：

细线本身会产生一种抵抗的力，成为内力；当把它对折后，横截面积改变，对应的应力也将变化。 3、构件的基本受力形式

讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

指导学生概括五种基本受力形式： 拉力

物体所承受的拉拽力

学角度结构的定义

3-5分钟

学生参与，演

示，印象比较深刻

三、小结压力挤压物体的力

剪切力两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用

于同一物体上的平行力

扭转力反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭

转形变的力

弯曲力作用于物体 ,使它产生弯曲的力

学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承

受力的。

例1：单杠的结构的受力分析

杠体:弯曲力

立柱:压力、弯曲力、拉力

斜拉杆:拉力

例2：房屋结构

在分析简单的房屋结构时,是将房子的结构分成梁,柱等

简单的结构原件, 再进行分析。

例3：桥梁结构

分析桥梁结构时,是将桥梁结构分成梁,柱等简单的结构

原件, 再去进行分析

（三）讲解“纸板承受压力试验”：

比较不同形状的纸板承受压力的大小。

试验准备、试验过程（略）

回答问题：

1.哪种情况下纸板的抗压能力最强?

学生基本能

够理解这些

受力

3-5

通过例子加

以说明，让学

生能够掌握

这五种力的

区别

10分钟

学生能够理

解这个实验

即可

3分钟

2.举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。

3.如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化?

（四）总结

1、结构的功能本质

2、内力与应力

3、构件的基本受力形式

（五）思考探究：观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。

进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？

1. 保持推杆在平行于地面的一个平面上运动；

2. 防止推杆弯曲变形。3分钟探究

本部分是课堂的机动部分，按照实际的教学时间合理安排，可作为课堂作业

六、教学反思

本课时对苏教版教材的内容编排加以调整，主要是讲解结构与力的基础内容，本课时需要结合许多实际的身边事例加以讲解。比如：跳板、单杠等，特别是房屋和桥梁的结构的讲解，对结构的受力进行分析，学生也很容易理解。

“结构与稳定性”教学案例

一、教学思路

教材在引入部分中是用文字来感受失去平衡的结构，在实际教学中不够形象直观。很难一下子激起学生的兴趣。因此在引入部分中演示了一个用吹风机吹矿泉水瓶的实验，马上提出质疑：如何保持在有风力情况下瓶的稳定性。创设了一个良好的的探究学习氛围。进而指出结构稳定性的含义。并明确探究目标：影响结构的稳定性有哪些？在下面环节中设计了多个实验来验证这些影响结构稳定因素，再通过分析案例来加强学生的分析理解能力和实际应用能力。

在验证重心高低会影响结构稳定性中，设计了两块砖的撞击实验。用撞倒完整砖的力撞击半截的砖，而它却纹丝不动。在验证结构与地触面所形成的支撑面的大小会影响结构的稳定中，则是设计如何使鸡蛋稳稳当当的立起来。在结构形态这个因素中，则是设计了一个让一张硬纸立起来。另外在学生的动手实践活动中，教材用的器材是砖头。在课堂实施既不安全也不卫生，于是改用军棋代替。让学生从感性上理解了影响结构稳定性的因素。

结构的稳定的基本条件在教材中提到过，但有点含蓄，这里设计了一个橡皮泥实验。很生动，把抽象的概念形象化了。这样通过实验，案例，实践三者紧密结合。产生一个形象生动的知识链：认识理解运用巩固。

二、教材分析

本节是“苏教版”《技术与设计2》第一章第二节《稳固结构的探析》的第一主题“结构与稳定性”。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。是对结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固，为后续的结构的强度，结构的设计等教学奠定良好的基础。通过利用探究，讨论，对比等方法有利于提高学生创新的品质和分析能力。

三、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来越低越稳定相关知识

已经通过其它学科在理论有所了解，但面对生活中具体实物结构设计却难以掌握。

四、教学目标

1．知识与技能：理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。

过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法，使学生懂得应用相关的理论知识。

情感态度与价值观：增强学生对结构稳定性的认识。培养创新品质，提高审美意识。渗透安全教育，德育教育。

五、教学重点与难点

教学重点：影响结构稳定性的主要因素：重心位置，支撑面的大小和结构的形状

教学难点：利用所学的知识解决生活中的有关现象

六、教学策略

1．在教学中为了使学生掌握相关知识，必须以“影响结构稳定的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开。通过实验演示，举例，图片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。

2．教师切实的去创造环境，调动学生的各个方面的能力，如：表述的能力、思考的能力、发现问题的能力、解决问题的能力、合作学习的能力等。把课堂还给学生、让学生成为课堂的主体，让学生去说、去想、去做，从推进学生对结构知识的内在联系的认识与体验。

七、教学资源

矿泉水瓶吹风机红砖熟鸡蛋军棋橡皮泥等

八、教学过程

1．复习导入

师：在上节课我们学习了结构的基本知识，对结构有了大致的了解。而结构是无处不在的，（观看幻灯片）仔细观察这些结构，请同学们回忆下什么是结构？

生：结构是指事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。

生：从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。

（进行演示实验）用空矿泉水瓶立放，提示学生对稳定性的关注。再用吹风机对矿泉水吹风，当风力加大，靠近，矿泉水瓶被吹倒。

师：这是一种我们生活中的现象，在没吹它时它是稳定的，后来它为什么会翻倒呢？

（给些时间让学生想，说）指出：这是因应当这些物体受到外力作用时，原有的平衡状态被打破导致的。

师：那么，什么是结构的稳定性呢？

[板书] 结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

师：大家看到了，矿泉水瓶在被吹后，不能抵抗住外力，发生了倾斜甚至翻倒，那如何保持在有风力情况下矿泉水瓶的稳定性？

生：可以在瓶子中装入一定量的水。

[分析]学生看到这个现象后都感到有些“蠢蠢欲动”，想去提高这个结构的稳定性！指出结构稳定性的概念。（播放台风“圣帕”的视频资料）。引导并指出提高稳定性可以减少损失，同时让学生增加人文关怀意识和自身保护意识。

实验归纳阶段

A．因素一：重心位置的高低

师：既然结构的稳定性被打破后往往会造成严重的后果，那么我们就很有必要知道影响结构稳定性的因素有哪些。

（进行演示实验）两块红砖，材质相同，一块是另一块的一半。分别摆成如图形状，用同样的小榔头撞击砖的上方。先上学生明确一点，撞击红砖时小榔头的摆幅相同，说明撞击力相同。

师：为什么用撞倒完整的砖的力撞击半截的砖，它却纹丝不动呢？

生：完整的砖稳定性好些，半截的砖稳定性相对性差点。有可能跟它们的重心有关，重心低的稳定性好点。（组织学生就原因尽情发表意见，最后叫学生提炼归纳，明确重心低的结构容易稳定）

[板书] 重心位置的高低影响结构的稳定性

案例分析

（实物展示）不倒翁为什么不倒？观看不倒翁内部构造图片（幻灯片）

生：不倒翁有一个很低的重心。且重心低，所以容易稳定点。

（观看幻灯片）独脚茶几的独脚和台面是如何设计的？为何这样设计？

引导学生分析：独脚茶几的独脚是用密度较大石头做成的，台面也是密度较大的材料做成的，目的是为了降低茶几的重心。

B．因素二：支撑面的大小

师：（观看幻灯片）支撑面和接触面的区别：接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面的构成的面。

师：分析自行车的支撑面的哪一区域？

生：单脚支撑自行车的支撑面是：前、后轮与地面接触点和支撑脚与地面形成的接触点连线构成的区域。双脚支撑的自行车是：支撑脚与地面形成的接触点和前轮与地面的接触点连线构成的区域。

（进行演示实验）教师手拿一熟鸡蛋，让学生不借助其它任何物体，将它在桌面上。开始立不起来，教师提示可以对鸡蛋可以进行一点处理。让学生动脑筋把鸡蛋立起来

（学生很快找到方法）

[板书]支撑面的大小影响结构的稳定性

案例分析

人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定的范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面越大，越稳定！

（请学生上前模仿柔道运动员的站姿！学生很踊跃地上台表演，调解了气氛，活跃了课堂）

C．因素三：结构的形状

（进行演示实验）拿出硬纸片，让学生不借助其它任何物体，将纸片立起来？

提示：在可改变形状的情况下，纸片可以怎样立起来

教师根据学生所展现的方法中的一种立起纸片（如折成状），并画出它们的几何形状，引导学生分析明白结构的形状影响结构的稳定性

[板书也会影响结构的稳定性

（学生实验）参照课本16页，利用手头的军棋来搭建结构，用40块棋子，垒成长5块棋、高8块棋的墙，课本上给出了三种垒法，找出最佳方案！

[分析]只能定性地得出结论，如果能有别的仪器来协助这个实验。在这个实验里，发现学生的想象很丰富，也极其爱动脑，书上的框架搭建好后，立即开始搭建他们想出的结构，在短短的6分钟里，平均每个组都实验了4~5个结构，发现了比书上列出来的更稳定的结构，并进行了热烈的讨论。

[板书]影响结构稳定性的因素：重心位置的高低；支撑面的大小；结构的形状。

D．结构的稳定的基本条件

师：我们详细介绍了三种影响影响结构稳定性的因素，大家仔细想想，还有其它影响结构稳定性的因素吗？

（进行演示实验）用橡皮泥捏成长方体的稳定状态。再调整橡皮泥的形状，捏成逐渐向右倾斜，然后观察橡皮泥的稳定性。当超过某一个角度后发现不稳定。这是为什么呢？

（学生自主学习找到答案）

生：如果重心所在的点的垂线落在结构的地面范围，橡皮泥是稳定的，不然就会倾倒。

[板书]结构稳定的条件是“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”

3．练习巩固

（观看幻灯片）观察学校的篮球架，并思考篮球架要有较高的稳定性，可以怎样做？

生：在底座上加些比较重的重物。

生：增大底座与地面的接触面，可以使重心所在的点垂线落在结构底面的范围内。

教师点评：在日常生活中我们并没有这么去做。那是因为假如这样，运动员很容易撞到支架上去。这样忽略了人机关系。

4．教师总结

（观看幻灯片）展示本节课的主要内容

师：在日常生活中，稳定结构应用广泛，那么不稳定结构也能发挥其功能的事例也很多，请同学们回去考虑。同时要求大家课后能制作个不倒翁。

九、教学反思

本节课的内容涉及的一般知识广，而且抽象。因此在准备这堂课中如何使知识点立体化，又使教学过程符合学生的认知规律下了一番功夫。因为影响结构稳定的因素是相关联的。要验证其中的一种因素，势必会对另一种产生影响，所以必需找些特例。比如在处理结构稳定的的条件“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”，我是找了块橡皮泥，通过不断调整橡皮泥的形态，使重心位置不断偏移，超出支撑面范围就歪倒了。在实验时能把这个临界状态很好的演示出来。

在整个实验环节中，不要让学生总在听，还要让他们动，既动手，又动脑。在一定程度上实现了“做中学”和“学中做”。另外在实验的器材选择上一定要精心选择，以适用经济方便为原则。让学生感觉到我们学到的知识，来源于生活，又高于生活。

另外在本节课的一个学生动手实践活动中，可以发现其实学生的想象力是极其丰富的。除了课本中的几个形态结构外，还制作了各种课本没有的形态的结构。然而整个活动又有点缺憾。就是不能做到关注每一个学生的，有些学生并没有亲自动手做，有些是没有遵循设计中的一般过程。在一定程度上影响了结论的得出。

“稳固结构的探析”

——第1课时的教学设计

本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第1课时。

第二节稳固结构的探析（第1课时）

一．教学目标：

通过技术试验分析影响结构的稳定性的因素，并写出试验报告。

二．教学内容的分析

本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第1课时。在本课时之前，学生已经学习过了常见结构的基本知识。学

生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。”和构件的五种基本受力形式，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。所以本课时是在第一节认识结构的基础上，具体对结构的两个重要性质：稳定性和强度做详细分析。课文从实例出发，分析影响结构的稳定性的主要因素，接着讲了结构稳定性在日常生活中的应用。本节重点是使学生通过技术试验，学会分析影响结构稳定性的因素，教师在技术试验中应该加以对学生的引导。

教学重点：稳定性概念。

教学难点：影响结构稳定性的主要因素。

三．教学对象分析：

学生对结果已经有了一定的了解，对结构的功能和分类也有了一定的基础。另外，学生在物理课上已经学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础，可以说物理的力学知识和上节课常见结构的基本知识为本课时做好了知识的准备。

四．教学策略

通过做一个能给学生留下深刻印象的演示试验，来说明结构稳定性的概念。通过学生熟悉的事例，展开在技术范围内与结构稳定性相关的主要因素，通过技术试验，使学生领悟各因素与结构稳定性之间的定性关系。

（一）教法：

在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析和课堂提问等方法与学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个教学活动中。本课时要求学生亲历探究易拉罐的重心与稳定性的关系的探究试验，让学生在实际操作活动中了解问题探究的方法与过程，感受探究成功后的喜悦。

（二）学法：

鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展，引导学生养成自主探究的习惯和方法。

五．教学准备

本课时有一个学生自主探究的小试验——探究易拉罐的不同重心和稳定性的关系。用本试验来代替教科书16页的不倒翁的试验，是因为一来在有限的课堂时间内做一个不倒翁再来探究其稳定性的关系，时间不允许；二是易拉罐取材

更容易。本试验是通过往易拉罐中倒入不同量的水来使得易拉罐具有不同高度的重心，从而探究其稳定性的关系。本试验简单易行，很适合随堂进行。

六、教学过程：

（板书）稳固结构的探析

1、结构与稳定性

通过做一个能使学生印象深刻的小试验来引入结构稳定性的概念。

（师）：同学们一定看过杂技演员惊险的“走钢丝”表演吧，对演员那种保持平衡的能力很是佩服。其实，走钢丝并不是一件常人不可能完成的任务。可以这样说，凡是符合科学原理的事情加上后天的勤奋训练，常人也是可能完成的。今天，就要做一个试验：一个乒乓球如何立稳在细细的钢丝上……

教师在做试验时，边做边解释如何让乒乓球平稳的具体过程。

（师）：好，同学们，这是我营造的一个稳定的例子。然而，在日常生活中，我们看到的却是许多不稳定的现象：台风过后，被吹倒在地的广告牌，三轮车因货物堆的过高而翻倒，自行车碰翻倒地……

这些都是当物体受到外力作用时，原有的平衡状态被打破而出现的不稳定现象；但是在刚才的试验中，我特地对乒乓球也施加了外力作用，对它的平衡状态进行干扰，但是它并没有出现不稳定而倒下。所以说明了这样一个问题：结构体维持原有平衡状态的能力或本领是不同的。

由此引出稳定性的概念（结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。）

（板书）结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

（师）：当一个物体的结构不能有效地抵抗外力对其自身平衡的影响，那么该物体就很难承受负载而保持平衡。

提出问题：结构体自身维持平衡状态的本领是各有不同的，那么有哪些因素会影响到结构体的平衡性呢？

分组讨论：指出广告牌，落地灯，底小口大的空竹篓有可能会受到哪些力的作用而出现不稳定的现象，并根据你的生活经验，简要说明理由。

通过讨论，从而引出影响稳定性的主要因素（重心位置高低，支撑面大小，物体形状）。

（板书）影响稳定性的主要因素

（板书）1.结构的重心

一般，物体重心越低，稳定性越好。

提问：可以通过哪些措施或方法来降低重心，提高稳定性？一般，学生结合自己学过的物理知识，可以回答到两点：物体的高度不可设计过高；上轻底重。教师可以做补充发挥：重心的投影应落在结构体的底面内部，教师可以向学生做演示试验。

另外要重点补充的是：重心与接触面（接触点）的位置关系。重心与接触点的三种不同的位置，牵涉到三种不同的平衡：不稳定平衡，随遇平衡，稳定平衡。

图中矩形代表标尺，红点代表重心，蓝色圆点是固定点，标尺在固定点的作用下可在竖直平面内自由转动。

（不稳定平衡） （随遇平衡） 稳定平衡）

这三种平衡的稳定性比较：不稳定平衡<随遇平衡<稳定平衡。并且解释一开始做的“走钢丝”演示试验中，为什么乒乓球下面挂了一个大钩码以后，就可以立稳在细线上了（稳定平衡，乒乓球与钩码的整体重心位于细线的下方）。

（板书）探究：易拉罐的重心与稳定性的关系。

试验准备：易拉罐1只，一易拉罐清水，烧杯1只（可以用其他盛水器皿代替）

试验过程：

（1）先往易拉罐中灌满水，然后按照下图竖立易拉罐，发现此时易拉罐无 法保持平衡。

（2）向盛水器皿中倒掉一部分水，再按照上图竖立易拉罐头，

不行的话，再倒掉一部分水，再竖立易拉罐……

（3

发现当易拉罐中留有一定数量水的时候，易拉罐就可以立稳在桌面上，

通

过试验找出这个水量。

（板书）2.结构体的底座

一般，结构与地面接触所形成的支持面越大，稳定性越好。解释：因为这块面积越大，重心的投影就越容易落在里面，从而可以达到稳定。

举例：宝塔为什么上端小，下端大？建造高层建筑物时，为什么它的地基做的很大而且很深？

（板书）3.结构的形状

物体形状不同，稳定性也不同。举例：三脚小板凳、照相机的支撑架。

思考：A字型梯子载人时能稳定的原因是什么？试从影响稳定性的三个方面加以考虑。讨论梯子中间拉杆的作用是什么？

（板书）4.物体的运动状态也和其稳定性有关。

物体的静止状态和运动状态下的平衡条件是不同的。

案例分析：静态的自行车是如何保持稳定的。

在双脚支撑的情况下，支撑架与地面的两个接触点与前轮子构成一个三角形，当重心的投影落在其内部时，就是稳定的。

在单脚支撑的情况下，支撑架也是和前后两个车轮构成一个三角形，当重心的投影落在其内部时，是稳定的。

电动自行车或摩托车的另一种常见的支撑形式，共同讨论：

（1）支撑点与地面构成的几何形状

（2）前、后轮的受力

（3）重心位置

（4）稳定情况

运动的自行车的平衡条件，介绍其中的一个作用：陀螺效应

陀螺效应：凡是高速旋转的物体，都有一种使转动轴保持不变的能力，这种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。教师演示滚动的硬币不倒，转动的陀螺不倒的演示试验。

所以一旦自行车运动起来后，转动的车轮也具备这种能力，这种能力使得自行车即使发生了倾斜，也能自动地把自行车调整过来，这就是自行车不倒的原因。

提问：

1、在汽车制造业中，利用壳体结构和薄钢板制造汽车的车体，而不用框架结构或较厚的钢板？

2、除了重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状外，你认为还有哪些因素也会影响到物体的平衡？

课后作业：书p23页练习1。

七．教学反思

本节课讲的是稳固结构的一个重要概念：稳定性。这个概念离学生所处的日常生活环境联系很密切。俗话说：“生活出真知。”从学生们熟悉的日常生活出发研究结构体的稳定性，我认为是教学的一个很好的切入点。本节课从一个学生平时熟悉的“走钢丝”表演的转型小试验，得出不同物体维持原有平衡状态的能力的差异性，进一步得出了稳定性概念，这是本节课的教学重点。通过做一个令学生印象深刻的演示试验，让学生对物体的稳定性概念加深印象，教参上提示的非常好。

影响结构体的稳定性主要三方面的因素，而在物体的重心这一方面我做了适当扩展，补充了三种不同稳度的平衡（不稳定平衡、随遇平衡、稳定平衡），并从稳度最好的稳定平衡的分析中解释了“走钢丝”表演之所以成功的力学原理，从课堂的反馈情况来看，学生对此很感兴趣。在探究易拉罐的重心与稳定的关系是小试验中，有的学生可能在倒水时不加以控制，最后易拉罐无法立稳在桌面上，导致探究失败。但这个小试验取材容易，简单易行，课后可以随时补做。在课后，我也特地问了做试验失败的学生，他们重新做了试验，结果都取得了成功。

本节课内容较多，在课堂有限的时间内要完成教学任务，确实有点赶，可以把探究试验放在下节课上做，也可以在课后完成，写出试验报告交给教师。

课题简单结构的设计课时 1

教学

用具

多媒体

课件作者儋州市民族中学杨带秀

教材分析

本节课内容是苏教版“技术与设计2”第一单元第三节《简单结构的设计》。本节内容在明晰结构设计应考虑的主要因素的前提下,通过简易相片架结构的多方案设计的案例,让学生学习如何进行结构设计,并能运用所学的有关结构的基本知识进行多方案的结构设计。

结构设计和技术设计一样，具有明确的目的性，方案的多元性和创新性。所以，在教学过程中，应当重视满足使用者的需要、多方案的形成和強调设计的创新。

教学目标

知识目标：熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素；

技能目标：通过简易相片架的设计案例, 能对简单对象进行结构设计, 并绘制设计图纸, 做出模型或原型。

情感目标：体验结构设计的乐趣，发现结构的创意所在，形成合作学习的习惯

教学重点

解决对策确定一个简单对像进行结构设计，并绘制设计图样，做出模型或原型；

通过分析案例，充分让学生参与讨论，并要求学生进行一次简单结构的设计

学情

分析

教学策略

虽然结构无处不在，学生也认识到结构的多样性。但结构设计往往涉及较复杂的数学、科学的知识和原理，而且学生初次接触结构设计，有一定的难度；同时由于结构设计应考虑的主要因素具有多元性，而且这些因素都不可缺少。在一个具体的结构设计过程中，如何在全面考虑的基础上确定侧重哪些主要因素，就成为教学中的一个难点。

在教学过程中，一方面要选择结构简单而且学生比较熟悉的案例，另一方面通过案例讨论和动手实践等活动，要加强设计目的的明确性，要仔细分析结构的功能，同时需要通过对具体案例的比较，分析和权衡，才能正确地把握侧重因素

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o3mq.html