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2019-2020年高二通用技術 第一單元第二節(jié)“穩(wěn)固結構探析”教學設計 蘇教版必修2 【教材版本】 通用技術必修2《技術與設計2》（江蘇教育出版社） 【設計理念】 根據(jù)新課程理念，培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)，培養(yǎng)他們自主探究精神，因此教師在教學中應該突出學生的主體地位，教師則在學生需要之時給予適當?shù)膸椭?。秉承著這樣的教學思想，在教學中采取合作探究的教學方式，通過小試驗驗證和探索，結合案例分析，激發(fā)學生探究熱情，促進學生理解掌握相關知識。強調(diào)學生的直接經(jīng)驗和親身經(jīng)歷，通過“做中學”的方式，以學生的親歷情境，親手操作，親身體驗為基礎，在做中發(fā)現(xiàn)問題，學習知識。 【教材分析】 1、教材地位作用分析 本單元內(nèi)容屬于《技術與設計2 》的第一個主題，該單元總的設計思路是：認識結構——探析結構——設計結構——欣賞結構，“結構”和“設計”共同構成本單元兩個核心概念。而結構的穩(wěn)固性又是結構的重要性質(zhì)之一，結構體現(xiàn)了空間的概念。因此，本節(jié)內(nèi)容在《結構與設計》中起到舉足輕重的作用。教材通過馬上行動、案例分析、探究、小試驗及閱讀等手段引導學生理解結構的穩(wěn)固性、探究影響結構穩(wěn)定性的主要因素。這樣不僅可以使學生對結構的基本概念有更深的認識，而且也為以后結構的設計等奠定了良好基礎。 2、教材內(nèi)容分析 讓學生通過技術試驗，學會分析影響結構的穩(wěn)定性和強度的因素，教師應注意在技術試驗中對學生引導。本節(jié)講述了結構的兩大重要性質(zhì)：結構穩(wěn)定性和結構強度，以及結構與功能的關系。教材先從實例出發(fā)，分析影響結構的穩(wěn)定行的主要因素，再從結構的形狀、材料、連接等方面，分析影響結構的強度的主要因素，并簡單分析了結構與功能的關系。 【學情分析】 1、原有認知發(fā)展分析 處在高中階段的學生具有了一定的認識事物的能力，他們具備了細致的觀察能力、歸納、推演的能力，初步具有了探究現(xiàn)象背后本質(zhì)規(guī)律的能力。能夠通過試驗手段認識事物的能力。 2、原有知識結構分析 在本課時之前，學生已經(jīng)學習過了常見結構的基本知識。學生已經(jīng)初步明白了“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。和構件的五種基本受力形式，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結構的特點的理解。所以本課時是在第一節(jié)認識結構的基礎上，具體對結構的兩個重要性質(zhì)：穩(wěn)定性和強度做詳細分析。 同時，學生在物理課上已經(jīng)學習了有關力學的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎，可以說物理的力學知識和上節(jié)課常見結構的基本知識為本課時做好了知識的準備。此外，學科試實驗（物理、化學、生物）的方法也為學生開展學習奠定了基礎。 【教學資源】 本節(jié)課的教學在技術多媒體教室完成。通過試驗，幻燈片呈現(xiàn)諸多的圖片、實物，借以加深學生對本節(jié)知識的掌握。 【主要教學方法】講授教學法 探究式教學法 【所需課時】 3課時 【第一課時教學目標】 1、知識與技能 理解結構的穩(wěn)定性/與強度/的含義。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結出影響結構穩(wěn)定性的幾個主要因素，并寫出試驗報告。理解結構與功能的關系。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結論，激發(fā)學生結構探究興趣和欲望，培養(yǎng)學生探究的思想和意識，培養(yǎng)學生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學習樂趣、滲透安全教育。 【第一課時重點難點】 1、教學重點 影響結構穩(wěn)定性的因素。 2、教學難點 （1）用實驗方法探求影響結構穩(wěn)定性的因素及其應用。 （2）分析影響結構穩(wěn)定性因素。 【第一課時教學過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學生活動 備注 1 導入 【想一想】我們經(jīng)常會幾個人一起坐在長凳子上，當其他人站起來離開凳子時，坐在最邊上的人一不小心就會摔倒。這里到底蘊涵著什么樣的技術知識呢？這是一個穩(wěn)定性的問題。同樣，我們所研究的結構也具有穩(wěn)定性問題。通過這節(jié)可的學習我們就會有所感悟了。 【試一試】創(chuàng)新意識培養(yǎng)，老師拿一熟雞蛋，請學生讓它站起來。 方法一：當從側面讓它旋轉起來時，它就會豎直地站立起來，生雞蛋是不成的，里面的蛋清、蛋黃等液態(tài)的東西由于慣性，不隨外殼一起轉，所以這就成為鑒別生雞蛋和熟雞蛋的方法。 方法二：輕輕一敲，那稍微碎了一點殼的蛋就穩(wěn)穩(wěn)地立在桌上，講的是腦筋急轉彎，是個邏輯問題，因為大家下意識的前提是雞蛋不能損壞，這也是創(chuàng)新意識，要打破傳統(tǒng)凝固思維。[引出問題]：靜止狀態(tài)下，到底什么樣的結構是穩(wěn)定的，什么樣的結構又是不穩(wěn)定的？ 學生思考參與 （設計意圖：1、以活動形式開始上課容易使學生迅速集中注意力；2、活動過程結果有助于結構穩(wěn)定性概念的理解；3、在后面的知識拓展環(huán)節(jié)將會要求學生依據(jù)本節(jié)課所學知識，對活動中如何獲勝進行分析）4分鐘 1 基礎知識復習 通過上一節(jié)課的學習，我們知道，結構是指事物的各組成部分之間的有序搭配和排列。從力學角度來說，結構又是指可承受一定力的架構形態(tài)，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 【觀看體會】展示07年我國發(fā)生了幾起臺風，臺風過后的一些錄象、圖片給了我們很大的震撼。如果我們的建筑物更加穩(wěn)定、更加堅固，就可以在很大程度上減少臺風等給我們帶來的危害。那么結構的穩(wěn)定性指的是什么？又受那些因素的影響呢？ 帶著問題觀看 看后思考 4分鐘 2 1穩(wěn)定性含義解析 什么是結構的穩(wěn)定性？ 結構的穩(wěn)定性：是指結構在負載的作用下，維持其原有平衡狀態(tài)的能力。它是結構的重要性質(zhì)之一。 2分鐘 2 2影響結構穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】重心的影響 不倒翁試驗 第一步：在不倒翁脖子上逐個放置鐵環(huán)，并記錄每個鐵環(huán)放置后不倒翁的穩(wěn)定狀況。 第二步：直到不到翁不能恢復原有的平衡位置，記錄此時鐵環(huán)個數(shù)。 第三步：比較在增加鐵環(huán)前和增加后不倒翁各方面的參數(shù) 增加鐵環(huán)前 增加鐵環(huán)后 外觀形態(tài) 沒變 沒有改變 質(zhì)量 小 大 重心 高 低 是否穩(wěn)定 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 討論穩(wěn)定性影響的因素：質(zhì)量？還是重心？ 【設計實驗證明】 引導：實驗材料，鐵環(huán)，不倒翁，橡皮泥。。。。 【結論總結】重心的高低影響結構的穩(wěn)定性。重心越低,穩(wěn)定性越好;重心越高,穩(wěn)定性越差。 【鏈接生活】 思考：落地扇為什么不易傾倒？ 分析：落地扇的底座采用較重的材料，風扇比底座輕很多，使落地扇的重心降低。 學生分組合作，實驗操作并記錄 設計拓展試驗，完成，展示，并得出結論 7分鐘 2 2影響結構穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】支撐面積的影響 試驗：(穩(wěn)定性與支撐面的關系） 1、將A、B兩瓶礦泉水瓶（少量水）一正一倒放置課桌臺上，打開風扇。 學生觀察哪個先倒，為什么？B瓶倒（直覺經(jīng)驗） 2、屏幕顯示大壩的圖片 思考：為什么大壩的橫截面總是建成梯形？ 大壩需要承受很大的力，如自身的重力，水的沖擊力、壓力等等，要起到防洪的作用，大壩必須非常穩(wěn)固。大壩建成梯形，增大了與地面接觸所形成的支撐面，支撐面越大越堅實，穩(wěn)定性就越好。 圖片展示：支撐面 接觸面，兩者不同 【試驗結論總結】結構與地面接觸所形成的支撐面的大小影響結構的穩(wěn)定性。支撐面越大越穩(wěn)定，越小越不穩(wěn)定。 【鏈接生活】請同學們想一想生活中有哪些事例是運用增大支撐面積來增加穩(wěn)定性的？ 例如：相機三腳架 課桌椅思考：為什么許多課桌椅的支撐腳要做成往外傾斜？分析：課桌椅的支撐腳做成往外傾斜是為了進一步增大與地面接觸所形成的支撐面積，增加穩(wěn)定性 觀察思考 7分鐘 2 2影響結構穩(wěn)定性的因素探求 【實驗探究】形狀的影響 怎樣讓一本書更好地直立在桌面上？ [分析]：同樣的一本書，把它的下端各書頁展開一定的角度，仍舊將它直立在桌面上，它就能很好的挺立住。 A字形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？ 師：分析，一般情況下，梯子打開的時候，梯面與地面組成三角形，梯子本身就能站得穩(wěn)。當連接兩個梯面的橫桿拉直時，兩個梯面的上半部分就與橫桿構成了穩(wěn)定的三角形，這就進一步加強了梯子的穩(wěn)定性，保證梯子能承受人體的壓力。如果沒有梯子中間的拉桿，載人時就不能保持穩(wěn)定。 師：通過上面的分析，我們知道，結構的穩(wěn)定性與它的幾何形狀有關。 【結論總結】結構或構件的形狀影響其穩(wěn)定性。 【鏈接生活】（三角形穩(wěn)定性的應用）：建筑中廣泛運用了三角形的穩(wěn)定性。房子、橋梁的桁架大多都是由多個三角形構成的；鋼架結構的十字梁同樣是運用這一原理，在四邊形的框架中用兩條桿件作對角線，形成多個三角形，既節(jié)省了材料，減輕了結構的質(zhì)量，又有效地加強了結構的強度和穩(wěn)定性。十字鋼梁也是建筑中常用的構件，如在高壓輸電的鐵塔、懸索橋的塔架，以及摩天大樓鋼架結構中都被普遍地采用。 思考，并解釋原因 思考回答 聯(lián)系生活作出回答 5分鐘 2 2影響結構穩(wěn)定性的因素探求 【思考】 （1）重心和支撐面關系 屏幕顯示比薩斜塔的圖片，比薩斜塔為什么不倒塌？（簡單介紹比薩斜塔。） 能用我們剛學過的知識加以解釋嗎？ 【分析】長方體重心的垂線位置與穩(wěn)定性示意圖 比薩斜塔不倒的原因是它的重心所在點的垂線落在塔的底面的范圍內(nèi)。當塔傾斜到一定程度，重心的垂線不再落在塔的底面時，塔就會傾倒。 【得出結論】對于一個結構體而言，如果重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)傾倒。 （2）動態(tài)平衡 現(xiàn)象一：雞蛋的當從側面讓它旋轉起來時，它就會豎直地站立起來 現(xiàn)象二：硬幣的旋轉 現(xiàn)象三：陀螺 現(xiàn)象四：行駛中的自行車 學生各抒己見 列舉生活中動態(tài)平衡的示例 7分鐘 2 實踐應用 利用結構穩(wěn)定性分析：在開始上課的小活動中如何取勝？ 降低重心，兩腳分開（支撐面擴大）或改變兩腳站立姿勢（改變結構形狀） （設計意圖：知道了結構穩(wěn)定性影響因素后，應用于解決分析實際問題，將知識轉化為能力） 嘗試回答 2分鐘 3 綜合案例分析 探究步驟： 引入：生活中，我們經(jīng)常會遇到需要爬梯子的情況，爬的越高我們就越是害怕。這是為什么呢？我們今天從技術的角度來分析其中的道理。 第一步：根據(jù)搭建步驟1-5，與同伴合作搭建人字梯。 第二步：根據(jù)搭建步驟6，將梯子豎立起來，觀察梯子的穩(wěn)定性如何，并作簡要記錄。 第三步：根據(jù)搭建步驟7，在人字梯的中間增加拉桿。觀察梯子的穩(wěn)定性如何，并作簡要記錄。 第四步：將砝碼放置在梯子的不同高度，測試梯子的穩(wěn)定性變化。 試驗總結：將第6步完成的人字梯豎立起來時，會發(fā)現(xiàn)其非常不穩(wěn)定，基本很難站立起來；但是，當加入拉桿后梯子的結構發(fā)生了變化，穩(wěn)定性有了很大的提高。（強調(diào)）結論2：結構的穩(wěn)定性與結構的形狀有關。 將砝碼放置在底部時，結構的重心較低，梯子越不容易被推倒，結構的穩(wěn)定性較好；砝碼放置的位置越高，梯子越容易被推倒，結構的穩(wěn)定性越不好。結論3：結構的穩(wěn)定性和重心在豎直方向上的位置有關。重心越低，穩(wěn)定性越好。 小組合作，實驗探究，觀察實驗過程，并記錄實驗數(shù)據(jù) 分析實驗現(xiàn)象 總結實驗結論 8分鐘 4 總結 教師提示 兩大問題 1.結構的穩(wěn)定性含義 2.影響結構穩(wěn)定性的主要因素 學生回顧總結 （1）重心位置的高低（2）結構與地面接觸所形成的支撐面的大?。?）結構的形狀。 2分鐘 5 作業(yè) [實踐活動題2]請同學們結合本節(jié)課內(nèi)容從結構的角度為某公司設計一個穩(wěn)固的巨幅街頭廣告牌。 [知識拓展]：結構的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應用，在很多時候我們利用穩(wěn)定的結構抵抗外力、承受負載，另一方面也利用不穩(wěn)定的結構來為我們生活提供便利。 【第二課時教學目標】 1、知識與技能 理解結構強度的含義。理解結構的穩(wěn)定性和結構強度的關系。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結出影響結構強度的幾個主要因素，并寫出試驗報告。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結論，激發(fā)學生結構探究興趣和欲望，培養(yǎng)學生探究的思想和意識，培養(yǎng)學生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學習樂趣、滲透安全教育。 【第二課時重點難點】 1、教學重點 影響結構強度的因素，以及結構穩(wěn)定性和結構強度之間的關系。 2、教學難點 （1）用實驗方法探求影響結構強度的因素及其應用。 （2）分析影響結構強度因素。 【第二課時教學過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學生活動 備注 1 課堂導入 播放探險者視頻或者圖片創(chuàng)設情境導入 在中央電視臺曾看到這樣一則報道：一名勇敢的洞穴探險者，僅僅憑借一根麻繩，進行洞穴探險活動，結果在途中發(fā)生了不幸，繩子斷了，人也掉進了70余米深的洞穴里，摔成重傷。造成事故的原因是:繩子不結實,不像專業(yè)探險家們采用的粗尼龍繩那樣牢固，并且沒有科學、先進的設備做保障。 造成事故的原因是什么呢？命系一線。繩子不結實，不能承受外來的負載，不堪負荷，損壞了。生活中，我們常說的“結實與不結實，牢固與不牢固”就是指結構的強度。 3分鐘 2 結構強度講授 【案例分析】生活中有這樣的情況，人坐在一只小板凳上，用力搖幾下，板凳就壞了，人也摔倒在地上。人踩在窗戶的防盜網(wǎng)上擦玻璃，防盜網(wǎng)合金條的焊接處斷裂，險些釀成大禍。 【問題】 根據(jù)你的理解，結合教材，上述情況是什么原因造成的？ 【教師總結】這是由于板凳、防盜網(wǎng)沒有能夠承受住人的重力所造成的后果。我們說它們不結實，板凳和防盜網(wǎng)合金條的焊接處不結實，板凳和防盜網(wǎng)的結構不能夠抵抗外力---人的重力所造成的對它們的破壞。 結構的強度——就是指結構具有抵抗被外力破壞的能力。 【鏈接生活】你能不能舉出遇到的結構強度被破壞的的事例呢？ 【區(qū)別】結構強度和穩(wěn)定性是不是相同呢? 學生思考回答 思考回答 5分鐘 2 含義區(qū)別 【強度與穩(wěn)定性的聯(lián)系與區(qū)別】 我們知道穩(wěn)定性是研究物體的保持平衡狀態(tài)的能力，強度是研究不被外力破壞的能力。 結構的強度是通過構件和材料來體現(xiàn)的。構件在外力的作用下會變形。同時構件內(nèi)部各質(zhì)點之間的作用力發(fā)生了改變，這種作用力的改變稱作內(nèi)力。 一般說來，外力越大，則構件的內(nèi)力越大。內(nèi)力達到一定程度時，構件就會被破壞。在工程設計中，不允許任何構件在正常工作情況下被破壞。 例如我們剛才舉的椅子的例子，椅子能夠承受人的重力這是一個強度問題，那么椅子會不會左右晃動，搖擺，那就是一個穩(wěn)定性問題了。 回答 通過例子讓學生有感性的認識，不必要進行深入分析 3分鐘 3 影響結構強度的關系 【材料的關系】 【技術試驗1】 我們做一個簡單的技術試驗，這是一張白紙，我很容易把它撕碎，這是一條皮帶，有誰能用手把它撕碎？叫一名學生上來試一試 【結論】不同的材料，構成的結構其強度各不相同。結構的強度與材料有關；從強度角度看，外力越大，構件內(nèi)力隨之越大，構件危險就越大。 構件單位截面面積所受的內(nèi)力稱為構件的應力。 公式：σ = N/A σ——應力 帕 (Pa) N——內(nèi)力 牛 (N) A——橫截面積 米 (m) 公式表示：應力、內(nèi)力和橫截面積之間的定量關系。由公式可知，在內(nèi)力不變的情況下，構件和材料的橫截面積越大，應力越小，危險性就越小。 同截面垂直的應力稱為正應力或反應力。如，柱體垂直受壓時，其橫截面上的應力就是正應力。 同截面相切的力稱為剪應力或切應力，如剪切物體時，剪切面上就有剪應力。而梁彎曲時，其橫截面上除了具有正應力外，還有剪應力。 【鏈接生活】 ①展示幻燈片圖片，從紙杯到塑料杯到無銹鋼杯，說明強度和材料有關。 ②介紹混凝土材料。從應用廣泛的鋼筋和混凝土到工程人員新發(fā)明的纖維混凝土、聚合物混凝土、輕質(zhì)混凝土等，一系列新型高強度混凝土。（例如，混凝土抗壓性能較好，而抗拉能力就比鋼筋要小得多。因此在制造時可在梁的受拉區(qū)放置鋼筋，組成鋼筋混凝土梁，在這種梁中，鋼筋受拉，混凝土受壓，它們合理組成一個整體，共同承擔載荷的作用。） 學生嘗試 7分鐘 3 【結構的形狀】 【技術試驗2】 一張A4紙承載砝碼的質(zhì)量有限，改變A4白紙的形狀，會不會增加承載重量？ 動手試一試，并記錄承載鉤碼（砝碼）的質(zhì)量。想一想，你能有幾種方法？ 技術試驗提示： 1、直接在白紙上 2、將白紙折疊成柱狀 3、將白紙折疊成瓦棱狀 4、將白紙折疊成三角棱柱狀 5、將白紙折疊成槽型 6、將白紙卷成圓柱狀 分別增加砝碼（鉤碼）重量，直到變形為止，記錄承載的重量，分別比較上述試驗結果，記錄并進行交流。 從試驗中你能得出什么結論呢？ 【試驗結論】 結構的強度與結構所用材料的形狀有關。 ①三角形形狀。三角形是框架結構中最基本的形狀之一,它結實、穩(wěn)定、所用材料最少。在長方形或六邊形的框架中間，加上支撐構件，構成三角形，就可以大大增加它的牢固程度。展示幻燈片，通過鉆石的例子進行分析。金剛石分子為四面體，每個四面體有四個角、四個面，且每個面為三角形。鉆石的結構（難以置信的強度） ②橫截面形狀：具有相同截面積，但不同截面形狀的同種材料的堅固性就不同。利用圖片介紹同種材料、相同橫截面積、不同截面形狀的構件的強度排列順序。（經(jīng)理論證明和實踐驗證，在橫截面面積相同的情況下，采用“工字梁”是合理的，而采用圓形截面就不合理。這是因為工字梁的面積集中在應力最大的地方，而圓形則相反。但有時為了制造和使用的問題，圓形截面的梁還是要采用的。如一些承受彎曲的軸，就得用圓形截面。） ③強調(diào)學生注意結構對強度的影響有兩點，一是結構的外部形狀，二是結構的構件截面形狀，結構的外形相同，構件的截面不同，其強度不一樣。 學生活動2： 小實驗：P019 學生動手做，并交流 結構的強度與結構所用材料的形狀有關。 10分鐘 3 【連接方式】 【技術試驗3】 分別用A4白紙，圍成兩個四棱柱體桿件，其中一個，接口處用透明膠帶粘連，分別作承重試驗。觀察現(xiàn)象并分析。 結論：結構的強度與結構的連接方式有關。不同的連接方式，結構的強度也不同。 總結 影響結構強度的因素： 學生活動3： 因素（3）：構件之間的連接方式： ①構件連接的類別：結構的連接是指通過一定的連接物將構件組成整體結構。 鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，但可相對轉動。（圖片舉例）具體有松螺栓、松鉚等。 剛連接：被連接的構件在連接處既不能相對移動，也不能相對轉動。（圖片舉例）具體有榫接、膠接、焊接等。 ②提出：結點是從連接的效果來劃分。一個結點可以有多種連接方式。不同的材料有不同的連接方式；構件的連接方式不同，結構的強度也不同。 【鏈接生活】 學生動手做，并交流 6分鐘 4 綜合分析 案例分析： 吊蘭支撐使用的三角形支架結構，而不使用由一根直桿挑起的結構。從材料方面考慮，吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料，鋼管抗拉力性能好。從連接方式考慮，吊蘭的三角形支架的構件是焊接而不是捆縛，這種連接方式更牢固。 總結出影響結構強度的幾個主要因素: （1）結構的形狀； （2）使用的材料； （3）構件之間的連接方式。 思考討論回答 5分鐘 5 總結 影響結構強度的因素： 1.結構的強度，一般取決于它對張力和壓力兩方面的反應能力，具體地說取決于以下因素： 2影響因素 （1）形狀：構成的形狀略有改變，強度就會改變。 （2）材料：不同材料有不同承受應力極限的能力。形狀相同，材料不同，強度就不同。 （3） 材料的連接方式：不同的連接方式，受力傳遞方式和效果不一樣。 學生在教師的引導下嘗試解決 3分鐘 6 鞏固練習 收集橋梁結構的材料、圖片等相關信息，制定橋梁結構設計方案。 [馬上行動] 根據(jù)你的生活經(jīng)驗填寫下表： 事件 結果 原因 分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質(zhì)量的重物 竹竿比脆性塑料桿能掛更多的重物而不會斷裂 不同材料的抗拉性能不同 沿著垂直于重心線的方向撞擊一根完整的鋼管與用同樣的方法撞擊一根中間有焊接縫的鋼管 中間有焊接縫的鋼管受到撞擊時容易損壞 因為有連接點 鞏固練習 3分鐘 【第三課時教學目標】 1、知識與技能 理解結構的穩(wěn)定性與強度的含義，以及結構與力的關系。/理解結構與功能的關系。 2、過程與方法 通過講授、試驗、分析總結出影響結構穩(wěn)定性和強度的幾個主要因素，并寫出試驗報告。 3、情感、態(tài)度與價值觀 通過分析討論等方法得出結論，激發(fā)學生結構探究興趣和欲望，培養(yǎng)學生探究的思想和意識，培養(yǎng)學生的觀察、思維能力，主動參與意識，體驗學習樂趣、滲透安全教育。 【第三課時重點難點】 1、教學重點 結構與功能之間的關系。 2、教學難點 【第三課時教學過程】 序號 內(nèi)容 教師活動 學生活動 備注 1 導入 碳元素的同素異形體（圖片展示） 石墨和金剛石的差異（物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的差異） 【提問】 是什么導致了石墨和金剛石的這些差異呢？ 在探求物質(zhì)的微觀世界中我們發(fā)現(xiàn)是碳原子排列的不同，就是結構的差異。 學生回答 2 結構與功能 在微觀世界有結構，在宏觀世界，結構依舊存在。 事實上，物體的結構是由物體的功能和需要決定的，而物體的結構又決定了物體的性質(zhì)和形態(tài)。 結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產(chǎn)生著直接的影響，結構的改變可能導致功能的變化。 【案例】各色汽車（展示各種汽車的圖片） 越野車、卡車、小轎車、面包車、公共汽車。 【討論】討論對于自行車還有什么改進。P021 【馬上行動]】列舉生產(chǎn)生活中結構改變導致功能改變的事例，并加以說明。 輪船在水面上航行，把所有船艙封閉起來，再設有可控制進出水的水箱，就可以在水下航行，成為潛水艇。把飛機腳下安上浮筒，可成為水上飛機。生活中結構改變導致夠能夠改變的事例太多太多。床用沙發(fā)、MP3手機等等。 設計意圖：引導學生理解結構與功能的關系。 3 任務 布置 用撲克牌建筑模型的相關新聞報道，以激發(fā)學生的活動興趣。 任務布置：以一副撲克牌為材料，設計并搭建一個建筑模型。 要求：建筑模型的類型不限，高度10cm以上結構穩(wěn)定豈能承受一定的重量，自重小。 材料：紙牌一副，膠水 觀看， 聽講， 思考 提問 任務驅(qū)動，在做中體會結果穩(wěn)固性的因素，明確設計的目標和要求 保證學生作品的成功率。 3 幫助學生分析問題 活動提示1的填寫可以先請同學回答前面課程中所講的有關結構強度和穩(wěn)定性的知識，然后填寫。 影響結構穩(wěn)定性的因素—— 影響結構強度的因素—— 3. 活動提示3。讓同學分組討論撲克牌這種材料在制作建筑模型時的特點和如何進行連接和固定？ 紙牌這種材料用在制作建筑模型結構時的特點：表面光滑、便于裁剪；硬度較大，能夠承受比較大的拉力，但是受壓力非常小。 膠水直接粘連；用剪刀剪開口子后，兩張牌插接；隨著連接部位和材料多少的不同，強度和穩(wěn)固性各有不同的變化。 4．活動提示4。教師還可以提示學生進行5.幾個關于結構受力的小測試： （1）可以折疊、可以卷曲，折疊成三棱柱或者卷曲成圓柱體后可以承受比較大的壓力， 但是卷曲時表面很難光滑； （2）多張撲克牌疊加后，能夠承受更大的力。 另外教師可以事先先制作完成一個符合要求的模型，用指定的方法進行試驗，讓同學們形象地了解穩(wěn)固性的試驗方法。 1（1）建筑模型的重心位置； （2）結構與地面所形成的支撐面的大?。? （3）結構的形狀。 2（1）建筑模型所使用的材料； （2）結構的形狀； （3）各構件之間的連接方式。 同學設計的方案可以用草圖加說明的形式來表達。建議要求每位學生都有自己的設計方案，然后分組討論并確定建筑模型的結構設計方案，將小組討論確定的設計方案畫在各自活動提示4的空白處。 3 做一做 巡視，個別輔導，強調(diào)穩(wěn)固結構的影響因素。指導學生從不同的角度思考問題，鼓勵學生多方案設計建構，引導學生理性地分析設計中要考慮的具體因素，克服出現(xiàn)設計缺陷。 （另外，學生制作模型時容易忘記時間，教師應控制好時間，并提醒學生注意時間；可以制作一個電子倒記時的課件以便記時。 ） 分組，分工動手制作 學生通過動手親歷，感悟設計中要考慮的具體因素與設計目標和要求的關系。 培養(yǎng)學生的動手能力。增進學生間的交流合作能力。 3 學生展示作品以及教師點評 6．模型制作完成后，進行結構的穩(wěn)固性試驗，得到數(shù)據(jù)后完成活動提示6的技術試驗報告。 提示： （1）進行強度試驗時，如果砝碼不夠的情況下，可以讓學生自己攜帶足夠的1元面值的硬幣進行試驗。 （2）進行穩(wěn)定性試驗時，可以先讓學生用力吹一下結構，如果已經(jīng)失穩(wěn)，就沒有必要上講臺進行穩(wěn)定性試驗了。如果條件允許的情況下，每小組自行攜帶一個電吹風，那樣就可以自己完成穩(wěn)定性測試了。 7．所有小組都完成測試后，教師選擇合適的模型引導學生根據(jù)影響結構穩(wěn)定性和強度的因素對這些結構進行技術分析。完成問題討論1。 提示： 讓學生分析的結構可以是技術試驗效果比較好的結構，也可以是同學們制作最多的結構，還可以是那些典型的符合受力的經(jīng)典結構。 自述本組作品最突出的特點和創(chuàng)新點，接受同學們的評價。 自述本組作品失敗的原因和改進的方案。 對本節(jié)課的教學內(nèi)容作總結，培養(yǎng)學生分析問題的能力。激發(fā)其創(chuàng)新意識。 4 作業(yè)布置 要求學生寫一篇課后感，板書： 一堂通用技術課（建筑模型的制作）后感 內(nèi)容概括： 1、 科學原理（課本和老師的教授情況） 2、 材料的來源和準備 3、 構思 4、 制作過程 5、 同學間的合作 6、 成功的喜悅 7、 感受 8、 …… 反饋課堂教學效果，反饋這一課或一段時間學生的課堂反應、參與通用技術學科的意識、學習中的合作情況、知識掌握的情況、出現(xiàn)的情感變化等。 教師根據(jù)同學們的反饋對教學進行調(diào)整優(yōu)化。 5 小結： 一、結構的穩(wěn)定性 影響結構穩(wěn)定性的三個因素：重心位置、支撐面積的大小和結構的形狀 二、結構的強度 影響結構強度的三因素：結構的形狀、結構的材料與連接 三、結構與功能