第一篇：二、“結構與穩定性”教學案例

二、“結構與穩定性”教學案例

一、教學思路

教材在引入部分中是用文字來感受失去平衡的結構，在實際教學中不夠形象直觀。很難一下子激起學生的興趣。因此在引入部分中演示了一個用吹風機吹礦泉水瓶的實驗，馬上提出質疑：如何保持在有風力情況下瓶的穩定性。創設了一個良好的的探究學習氛圍。進而指出結構穩定性的含義。并明確探究目標：影響結構的穩定性有哪些？在下面環節中設計了多個實驗來驗證這些影響結構穩定因素，再通過分析案例來加強學生的分析理解能力和實際應用能力。在驗證重心高低會影響結構穩定性中，設計了兩塊磚的撞擊實驗。用撞倒完整磚的力撞擊半截的磚，而它卻紋絲不動。在驗證結構與地觸面所形成的支撐面的大小會影響結構的穩定中，則是設計如何使雞蛋穩穩當當的立起來。在結構形態這個因素中，則是設計了一個讓一張硬紙立起來。另外在學生的動手實踐活動中，教材用的器材是磚頭。在課堂實施既不安全也不衛生，于是改用軍棋代替。讓學生從感性上理解了影響結構穩定性的因素。

結構的穩定的基本條件在教材中提到過，但有點含蓄，這里設計了一個橡皮泥實驗。很生動，把抽象的概念形象化了。這樣通過實驗，案例，實踐三者緊密結合。產生一個形象生動的知識鏈：認識

理解

運用

鞏固。

二、教材分析

本節是“蘇教版”《技術與設計2》第一章第二節《穩固結構的探析》的第一主題“結構與穩定性”。該章的總體設計思路是：認識結構

探析結構

設計結構

欣賞結構。“結構”與“設計”是該章的兩個核心概念。是對結構認識的基礎上作進一步深入的學習，而結構的穩定性則結構設計中需要考慮的重要因素之一，可使學生對結構的基本認識有一個更深入的認識與鞏固，為后續的結構的強度，結構的設計等教學奠定良好的基礎。通過利用探究，討論，對比等方法有利于提高學生創新的品質和分析能力。

三、學情分析

學生在前面的學習中已經初步掌握了結構的基本知識。因此在教學盡量多些涉及結構的穩定性的生活實例，便于師生進行互動探討，幫助學生加深對影響結構穩定因素的理解。

學生對三角形結構的結實穩固和物體結構的重心越來越低越穩定相關知識已經通過其它學科在理論有所了解，但面對生活中具體實物結構設計卻難以掌握。

四、教學目標

1．知識與技能：理解結構穩定的概念以及通過實驗分析總結出影響結構穩定的主要因素。

過程與方法：通過探究、實驗、討論、分析、對比等教學方法，使學生懂得應用相關的理論知識。

情感態度與價值觀：增強學生對結構穩定性的認識。培養創新品質，提高審美意識。滲透安全教育，德育教育。

五、教學重點與難點教學重點：影響結構穩定性的主要因素：重心位置，支撐面的大小和結構的形狀 教學難點：利用所學的知識解決生活中的有關現象

六、教學策略

1．在教學中為了使學生掌握相關知識，必須以“影響結構穩定的主要因素”為主線，并以這條主線進行展開。通過實驗演示，舉例，圖片和實物展示激發學生的學習興趣和創造靈感，以達到應用知識的目的。

2．教師切實的去創造環境，調動學生的各個方面的能力，如：表述的能力、思考的能力、發現問題的能力、解決問題的能力、合作學習的能力等。把課堂還給學生、讓學生成為課堂的主體，讓學生去說、去想、去做，從推進學生對結構知識的內在聯系的認識與體驗。

七、教學資源

礦泉水瓶

吹風機

紅磚 熟雞蛋

軍棋

橡皮泥等

八、教學過程

1．復習導入

師：在上節課我們學習了結構的基本知識，對結構有了大致的了解。而結構是無處不在的，（觀看幻燈片）仔細觀察這些結構，請同學們回憶下什么是結構？

生：結構是指事物各個組成部分之間的有序搭配和排列。

生：從力學角度來說，結構是指可以承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形態和大小改變的力。

（

進行演示實驗）用空礦泉水瓶立放，提示學生對穩定性的關注。再用吹風機對礦泉水吹風，當風力加大，靠近，礦泉水瓶被吹倒。

師：這是一種我們生活中的現象，在沒吹它時它是穩定的，后來它為什么會翻倒呢？

（給些時間讓學生想，說）指出：這是因應當這些物體受到外力作用時，原有的平衡狀態被打破導致的。

師：那么，什么是結構的穩定性呢？

[板書] 結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。

師：大家看到了，礦泉水瓶在被吹后，不能抵抗住外力，發生了傾斜甚至翻倒，那如何保持在有風力情況下礦泉水瓶的穩定性？

生：可以在瓶子中裝入一定量的水。

[分析]學生看到這個現象后都感到有些“蠢蠢欲動”，想去提高這個結構的穩定性！指出結構穩定性的概念。

（播放臺風“圣帕”的視頻資料）。引導并指出提高穩定性可以減少損失，同時讓學生增加人文關懷意識和自身保護意識。

實驗歸納階段

A．因素一：重心位置的高低

師：既然結構的穩定性被打破后往往會造成嚴重的后果，那么我們就很有必要知道影響結構穩定性的因素有哪些。

（進行演示實驗）兩塊紅磚，材質相同，一塊是另一塊的一半。分別擺成如圖形狀，用同樣的小榔頭撞擊磚的上方。先上學生明確一點，撞擊紅磚時小榔頭的擺幅相同，說明撞擊力相同。

師：為什么用撞倒完整的磚的力撞擊半截的磚，它卻紋絲不動呢？

生：完整的磚穩定性好些，半截的磚穩定性相對性差點。有可能跟它們的重心有關，重心低的穩定性好點。（組織學生就原因盡情發表意見，最后叫學生提煉歸納，明確重心低的結構容易穩定）

[板書] 重心位置的高低影響結構的穩定性 案例分析

（實物展示）不倒翁為什么不倒？觀看不倒翁內部構造圖片（幻燈片）

生：不倒翁有一個很低的重心。且重心低，所以容易穩定點。

（觀看幻燈片）獨腳茶幾的獨腳和臺面是如何設計的？為何這樣設計？

引導學生分析：獨腳茶幾的獨腳是用密度較大石頭做成的，臺面也是密度較大的材料做成的，目的是為了降低茶幾的重心。

B．因素二：支撐面的大小

師：（觀看幻燈片）支撐面和接觸面的區別：接觸面是物體與地面接觸形成的面。支撐面是物體與地面接觸形成支撐點的連線與地面的構成的面。師：分析自行車的支撐面的哪一區域？

生：單腳支撐自行車的支撐面是：前、后輪與地面接觸點和支撐腳與地面形成的接觸點連線構成的區域。雙腳支撐的自行車是：支撐腳與地面形成的接觸點和前輪與地面的接觸點連線構成的區域。

（進行演示實驗）教師手拿一熟雞蛋，讓學生不借助其它任何物體，將它在桌面上。開始立不起來，教師提示可以對雞蛋可以進行一點處理。讓學生動腦筋把雞蛋立起來

（學生很快找到方法）

[板書]支撐面的大小影響結構的穩定性 案例分析

人的身體的穩定性取決于支撐面的大小和人體姿勢重心的高低，在一定的范圍內，兩腳分得越開，則重心越低，支撐面越大，越穩定！

（請學生上前模仿柔道運動員的站姿！學生很踴躍地上臺表演，調解了氣氛，活躍了課堂）

C．因素三：結構的形狀

（進行演示實驗）拿出硬紙片，讓學生不借助其它任何物體，將紙片立起來？ 提示：在可改變形狀的情況下，紙片可以怎樣立起來

教師根據學生所展現的方法中的一種立起紙片（如折成狀），并畫出它們的幾何形狀，引導學生分析明白結構的形狀影響結構的穩定性

[板書也會影響結構的穩定性

（學生實驗）參照課本16頁，利用手頭的軍棋來搭建結構，用40塊棋子，壘成長5塊棋、高8塊棋的墻，課本上給出了三種壘法，找出最佳方案！

[分析]只能定性地得出結論，如果能有別的儀器來協助這個實驗。在這個實驗里，發現學生的想象很豐富，也極其愛動腦，書上的框架搭建好后，立即開始搭建他們想出的結構，在短短的6分鐘里，平均每個組都實驗了4~5個結構，發現了比書上列出來的更穩定的結構，并進行了熱烈的討論。

[板書]影響結構穩定性的因素：重心位置的高低；支撐面的大小；結構的形狀。

D．結構的穩定的基本條件

師：我們詳細介紹了三種影響影響結構穩定性的因素，大家仔細想想，還有其它影響結構穩定性的因素嗎？

（進行演示實驗）用橡皮泥捏成長方體的穩定狀態。再調整橡皮泥的形狀，捏成逐漸向右傾斜，然后觀察橡皮泥的穩定性。當超過某一個角度后發現不穩定。這是為什么呢？

（學生自主學習找到答案）

生：如果重心所在的點的垂線落在結構的地面范圍，橡皮泥是穩定的，不然就會傾倒。

[板書]結構穩定的條件是“重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內”

3．練習鞏固

（觀看幻燈片）觀察學校的籃球架，并思考籃球架要有較高的穩定性，可以怎樣做？

生：在底座上加些比較重的重物。

生：增大底座與地面的接觸面，可以使重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內。

教師點評：在日常生活中我們并沒有這么去做。那是因為假如這樣，運動員很容易撞到支架上去。這樣忽略了人機關系。

4．教師總結

（觀看幻燈片）展示本節課的主要內容

師：在日常生活中，穩定結構應用廣泛，那么不穩定結構也能發揮其功能的事例也很多，請同學們回去考慮。同時要求大家課后能制作個不倒翁。

九、教學反思

本節課的內容涉及的一般知識廣，而且抽象。因此在準備這堂課中如何使知識點立體化，又使教學過程符合學生的認知規律下了一番功夫。因為影響結構穩定的因素是相關聯的。要驗證其中的一種因素，勢必會對另一種產生影響，所以必需找些特例。比如在處理結構穩定的的條件“重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內”，我是找了塊橡皮泥，通過不斷調整橡皮泥的形態，使重心位置不斷偏移，超出支撐面范圍就歪倒了。在實驗時能把這個臨界狀態很好的演示出來。在整個實驗環節中，不要讓學生總在聽，還要讓他們動，既動手，又動腦。在一定程度上實現了“做中學”和“學中做”。另外在實驗的器材選擇上一定要精心選擇，以適用經濟方便為原則。讓學生感覺到我們學到的知識，來源于生活，又高于生活。另外在本節課的一個學生動手實踐活動中，可以發現其實學生的想象力是極其豐富的。除了課本中的幾個形態結構外，還制作了各種課本沒有的形態的結構。然而整個活動又有點缺憾。就是不能做到關注每一個學生的，有些學生并沒有親自動手做，有些是沒有遵循設計中的一般過程。在一定程度上影響了結論的得出。“穩固結構的探析”

——第1課時的教學設計 本課時是《技術與設計2》第一單元“結構與設計”的第二節“穩固結構的探析”的第1課時。

第二篇：結構的穩定性(案例)

課題：結構的穩定性

一、教學目標：

1、知識目標：理解結構穩定性的概念，掌握影響結構穩定性的因素。

2、能力目標：能對物體的結構進行理論分析并通過技術試驗分析影響結構穩定性的主要因素；能對結構提出合理化的設計，動手改造和革新物體的結構，培養學生的創新精神和實踐能力。

3、情感目標：通過分析討論、合作學習，培養學生的團結合作精神，主動參與意識，體驗學習樂趣；培養學生觀察――懷疑－－試驗－－總結的研究思路；滲透安全教育、德育教育，培養學生實事求是、嚴謹負責的科學態度從而形成富有責任感的技術設計觀。

二、教學重點、難點

1、重點：掌握影響結構穩定性的主要因素。

2、難點：利用所學知識分析實際案例，解決實際問題。

三、教學資源

一個不倒翁玩具、兩個熟雞蛋、三個礦泉水瓶、幾本書、多媒體等

四、教法設計

開始采用激趣法，通過觀察多媒體圖片讓同學思考為什么臺風過后很多結構受到破壞比較嚴重，而有些結構基本沒有損壞，從而引起學生對結構穩定性的興趣。接下來結合生活事例，讓學生主動觀察或親自動手試驗，引導學生總結穩定性的概念，探究影響結構穩定性的兩個主要因素。然后通過合作探究、能力拓展兩個環節讓學生把知識變為能力，讓學生自己分析生活中的關于結構穩定性的實例，并動手改進結構的穩定性。

五、教學過程

(一)導入新課

【大屏幕展示臺風過后城市的浪跡場面】

我國東南沿海地區經常有臺風襲擊，臺風中心所到之處，一片狼藉，很多結構受到破壞，然而也有一部分結構基本完好，這說明，有的結構穩定性好，有的結構穩定性不好。【學生觀察歸納】

圖片中哪些物品穩定性好，哪些物品穩定性不好？ 【老師引出課題】

為什么有些結構容易翻倒而有些不容易反倒?結構的穩定性跟哪些因素有關?我們又如何提高結構的穩定性而避免給我們帶來不必要的損失?這說明結構的穩定性設計在我們的生產生活中是非常重要的。這節課我們就來討論這些問題。

(二)知識構建

知識一：穩定性的概念（通過老師的試驗展示，學生歸納總結）【老師出示不倒翁玩具并用手扳動】

學生通過觀察、總結穩定性概念――結構的穩定性是指結構在外力的作用下，維持其平衡狀態的能力。穩定指的不是狀態的絕對不變，而是受到干擾后允許狀態有所波動，但當擾動消失后能重新返回到原始的平衡狀態，則為穩定。不能回到原有的平衡狀態，則為不穩定。知識二：影響穩定性的兩個因素（每個因素都是通過試驗――歸納總結――舉例分析現實生活中的實例）【展示走鋼絲圖片】

在走鋼絲時，平衡桿舉在頭頂、置于胸前或置于腹部，哪種方法穩定？ 【老師展示教具，學生思考回答，然后試驗驗證】

兩個礦泉水瓶正立（一個裝少量鋼珠一個裝面粉，但質量相同）哪個穩定? 【通過試驗得結論】

重心位置越低，結構越穩定（影響結構穩定性的第一個因素）【老師提問】

日常生活中，你還能說出哪些結構因為重心位置較低而穩定的例子？ 【學生討論后回答】

賽車、電風扇、籃球架等

【老師展示教具，學生思考回答，然后吹氣試驗驗證】

三個礦泉水瓶均裝滿水，分別為正立、倒立、橫著水平放置，哪一個最穩？哪一個最不穩？為什么？ 【通過試驗得結論】

正立穩定，因為支撐面積大。橫放最不穩定，因為橫放的支撐面是一條直線。故得結論：支撐面積越大，結構越穩定（影響結構穩定性的第二個因素）【老師提問】

還有哪些通過增大支撐面積大而增加穩定性的例子? 【學生討論后回答】

電視塔、水庫大壩、埃及金字塔、照相機支架、A字型梯等 【老師展示教具，學生思考回答，然后試驗驗證】

怎么把熟雞蛋豎立起來?――輕磕后可以，因為雞蛋豎起來重心較高，希望回到重心較低的橫放位置，但是當豎起來輕磕之后，支撐面由一個點變為一個面，增大了支撐面積。(此試驗講的是腦筋急轉彎，是個邏輯問題，因為大家下意識的前提是雞蛋不能損壞，這也是創新意識，要打破傳統凝固思維)【學生試驗比賽】

同學試著把書豎立起來，檢驗如何方式比較穩定。

【總結】同樣的一本書，把書頁展開一定的角度，能較穩地豎立在課桌上。【結論】結構的穩定性與結構的形狀有關

【學生討論后回答】舉例：Z字型屏風，A字型梯，相片架，三角形支架等。【總結論】影響結構穩定性的主要因素：（1）重心位置的高低（2）結構與接觸面所形成的支撐面的大小（3）結構的形狀 【老師設問】

為什么有些結構看上去傾斜不穩，可實際是穩定的呢?例如：比薩斜塔 【結論】結構穩定性的基本條件：重心所在點的垂線應落在結構支撐面內。【學生討論分析】

案例

一、為什么三輪車裝貨物不可太偏后? 案例

二、運動員跨欄時，為什么不可反方向跨越？

案例

三、當乘車時，如果沒有座位，身邊又沒有可用的扶手，兩腳站立，怎樣維持穩定? 案例

四、單腿支撐的自行車，支撐腳及兩輪與地面的接觸點共同構成三點支撐，形成穩定結構。它的穩定程度取決于單腳支撐架的傾斜度，在一定范圍內，支撐架與地面的夾角越小(車身越傾斜)支撐面積越大，穩定性越好。但夾角也不能過小，否則單車的自身重心所在點的垂線將落在結構支撐面以外，也就無法保持平衡了。(四)能力拓展 【老師設問】

不穩定結構一定沒有好處嗎? 【學生思考一】古時候農村用于打水的木桶如果做的非常對稱，水桶到達水面將無法傾斜實現積水的目的，應該怎么辦呢? 【討論回答】桶的邊緣上配置一個重物或者把桶底做成圓錐型，以減少支撐面積以實現自動翻倒打水。

【學生思考二】如何利用結構的不穩定性制作一個地震預報裝置呢？

【討論回答】把啤酒瓶把倒立，大地稍微震動，酒瓶就會傾倒，驚動室內的人，盡早感知地震。(五)總結提高

【學生總結本節課的知識點，然后老師進行情感遷移】

“結構”一詞，對同學們來說可能并不陌生。在生物課中提到過：人體的結構；在政治課里有社會結構；在化學和物理中，有物質結構、分子結構、原子結構，在語文課里接觸過：文章的結構，在地理課中有地質結構。看來，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物質的，非物質的，都有其自身的結構。僅管它們各自的具體內容不一定相同。但是，它們的本質涵義卻有相似之處。其實我們的人生也可以稱為一個結構，所以我們在年輕的時候，在人生的初始階段應該打好基礎，盡量使自己人生結構的接觸面越大越好，這樣自己的人生才最穩定，最堅固。俗話說，萬丈高樓平地起。作為一個中學生，要想成為國家的棟梁之才，首先要打好基礎，學好各科知識，不要偏科，謙虛好學，練就過硬的本領。(六)作業布置

作業：利用易拉罐盒或食品盒制作簡易筆筒

要求：穩定性、創新性、經濟性、實用性、美觀性（重點是如何增加筆筒的穩定性）

第三篇：《結構與穩定性》教學反思

《結構與穩定性》教學反思

《結構與穩定性》是地質版第一章第三節的內容。本節課采用啟發式和探究式的教學方法。在整節課中，我注重通過觀察圖片、視頻、實驗，實踐等直觀的方式引導學生，讓學生從這些現象中提煉知識點，并把學到的知識用于解決實際的實踐問題。從本節課的備課與教學中，我有以下的體會：

1、探究試驗的選擇。本課內容專業性強，貌似簡單，但卻抽象。學生沒有進行過相關的培訓，對內容只停留在“常識”上，沒有形成系統的認識。我在進行本課的教學設計時就如何化抽象為具體深入思考過，最終采用探究式與啟發式的教學。在選擇探究所需要的試驗時，原先想利用“礦泉水瓶正放與倒放的穩定性區別”，探究支撐面大小對穩定性的影響。考慮到兩種情況，礦泉水瓶的重心位置也有一定的變化。變量沒有得到有效的控制。最終，在探究試驗中，我選擇了自制教具。雖然花了很多的時間與精力，但教學效果確實比較如意。

2、教學設計的合理性。本教學設計，充分利用了啟發式和探究式教學方法來調動學生的學習積極性和主動性。教學引入部分設計也比較成功：通過問題讓學生根據所觀察的日常生活中的實物及一些有名的建筑來思考“影響結構穩定性的因素有哪些？”。這樣，學生在問題沖突中產生學習的愿望，極大地調動了學生的學習興趣。

3、讓學生參與“教”的活動中。在試講過程，為了比較容易地控制課堂時間，在做探究試驗時，我選擇“教師動手，學生觀察”的方式。但教學效果不盡人意。所以，最后確定由教師指導，學生動手完成試驗，學生演示試驗比教室躬身自行更能引起同伴的注意和學習欲望。在試驗過程中，由于教室空間較大，后排的同學無法清晰的觀察到試驗的過程，所以我利用了攝像頭，來投影放大試驗過程。這一做法，得到聽課教師的一致好評。

4、運用師生互動的教學模式。從學生已有的生活經驗出發，通過學生自己動手試驗，視頻片段展播，緊緊圍繞“結構的穩定性與重心位置的高低、支撐面的大小、結構的形狀”這三個要素之間的關系，引導、激趣、討論，讓學生在真實有趣的情境中，滿懷好奇去探究、體驗知識形成的全過程。這注重把知識置于具體的生活情境中去學習的新理念。

5、活動組織進程上要注意把握時間。本節課在安排學生進行實踐探究活動環節中的時間不太夠，應該在前面的講解適當刪掉一些知識點重復的活動，給最后的探究實踐留出更多的時間。

總之，對于本節課，我比較滿意的是表現教材內容運用過了多媒體手段以及自己制作的教具，發揮了我的特長，同時也展示了技術教師的技術能力。這在一定程度上也調動了學生對于技術類課程的學習興趣。整節課體現了“教師為主導，學生為主體”的思想，體現了“教師引導、學生自主學習、自主探究”的精神。但同時對于本節課乃至于這門課，教師的缺點也顯而易見：通用技術內容覆蓋面非常廣，對所有內容都掌握通透的人比較少，對于怎樣游刃有余、深入淺出的講解本科內容的度難以把握。所以，對通用技術教師而言，努力鉆研專業知識，并在生活中獲取豐富的經驗和其他方面的知識，才能在教學中伸展自如。

第四篇：教案分析《結構與穩定性》

教案分析《1.2結構與穩定性》

一、教學目標

1．知識與技能：理解結構穩定的概念以及通過實驗分析總結出影響結構穩定的主要因素。

2．過程與方法：通過探究、實驗、討論、分析、對比等教學方法，使學生懂得應用相關的理論知識。

3．情感態度與價值觀：增強學生對結構穩定性的認識。培養創新品質，提高審美意識。滲透安全教育，德育教育。

二、教學重點與難點

教學重點：影響結構穩定性的主要因素：重心位置，支撐面的大小和結構的形狀。

教學難點：利用所學的知識解決生活中的有關現象。

三、教學資源

不倒翁、積木、熟雞蛋、軍棋橡皮泥等

四、教學過程

1．復習導入

師：在上節課我們學習了結構的基本知識，對結構有了大致的了解。而結構是無處不在的，（觀看幻燈片：德國森林螺旋城、加拿大棲息地、美國籃子大廈等）仔細觀察這些結構，請同學們回憶下什么是結構？ 生：結構是指事物各個組成部分之間的有序搭配和排列。

生：從力學角度來說，結構是指可以承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形態和大小改變的力。

（播放2008年暴雪的圖片資料）

2．新課授予 ①結構的穩定性

師：這是一種我們生活中的現象，在暴雪沒有來臨時它是穩定的，后來它為什么會翻倒呢？

（給些時間讓學生想，說）指出：這是因應當這些物體受到外力作用時，原有的平衡狀態被打破導致的。

師：那么，什么是結構的穩定性呢？

幻燈片： 結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。師：同樣暴雪的破壞下，為什么有一些樹、房子或廣告牌等被刮倒，而其它的卻穩如泰山一點都不受暴雪影響呢？ 生：結構不同，穩定性不同

[分析]學生看到這個現象后都感到有些“蠢蠢欲動”，想去提高這個結構的穩定性！指出結構穩定性的概念。引導并指出提高穩定性可以減少損失，同時讓學生增加人文關懷意識和自身保護意識。

②影響結構穩定性的因素

實驗歸納階段

A．因素一：重心位置的高低

（過渡）師：既然結構的穩定性被打破后往往會造成嚴重的后果，那么我們就很有必要知道影響結構穩定性的因素有哪些。案例分析1（實物展示）不倒翁為什么不倒？（幻燈片）

生：重心位置很低，落在與地面接觸點上，所以不倒。（演示實驗）P15小試驗“探究結構的重心與穩定性的關系”

過程：

1、用手扳動不倒翁的頭部，試一試不倒翁不傾倒的最大傾角。（90度）

2、在不倒翁的脖子上掛一只用細繩穿起的鐵環，逐漸增加鐵環的個數，直到它翻倒。

問1：為什么不倒翁會傾倒？

答：原來不倒翁的重心很低，重心落在支撐面積內，穩定性很強，所以即使傾倒的角度很大仍然會恢復，加了鐵環后，重心偏離了支撐面積，穩定性變弱了，只要稍微傾斜一些就倒了。

問2：不倒翁的傾倒與在它脖子上掛鐵環的方法有沒有關系？

答：有關系，只有把鐵環增加在某一側，使重心不落在支撐面內，才可能傾倒。所以我們得到這樣一個結論。

[板書] 重心位置的高低影響結構的穩定性

那我們再來看看生活中還有那些利用重心增加穩定性的事例。（觀看幻燈片）獨腳桌的獨腳和臺面是如何設計的？為何這樣設計？ 引導學生分析：獨腳桌的獨腳是用密度較大石頭做成的，臺面也是密度較大的材料做成的，目的是為了降低茶幾的重心。落地燈和落地扇的重心很低，加強結構的穩定性。

B．因素二：支撐面的大小

我們知道了重心位置的高低能影響結構的穩定性，那還有什么因素呢？我們再看看這個實驗。案例分析2

（進行演示實驗）教師手拿一熟雞蛋，讓學生不借助其它任何物體，將它在桌面上。開始立不起來，教師提示可以對雞蛋可以進行一點處理。讓學生動腦筋把雞蛋立起來

（學生很快找到方法）

師：為了雞蛋豎立起來，我們將雞蛋輕輕打破，支撐面積增大，雞蛋的穩定性也隨之增加。那接觸面的大小是影響結構穩定性的因素嗎？

師：不準確，因為影響結構穩定性的因素是支撐面的大小？那支撐面與接觸面有什么區別呢？

師：（觀看幻燈片）支撐面和接觸面的區別：接觸面是物體與地面接觸形成的面。支撐面是物體與地面接觸形成支撐點的連線與地面的構成的面。師：那我們再來看看，請你說說圖1~3中那個椅子最穩定？對支撐面而言，說說在圖1~3中那個最大那個最小？ 師：我們得到結論，[板書]支撐面的大小影響結構的穩定性 案例分析3 師：分析自行車的支撐面的哪一區域？

生：雙腳支撐的自行車是：支撐腳與地面形成的接觸點和前輪與地面的接觸點連線構成的區域。單腳支撐自行車的支撐面是：前、后輪與地面接觸點和支撐腳與地面形成的接觸點連線構成的區域。

師：單腳自行車的穩定程度取決于單腳支撐架的傾斜度，在一定范圍內，支撐架與地面的夾角越小（自行車越斜），三角形的支撐面積越大，自行車的重心越容易落在三角形內，穩定性相對更好。課堂練習：分析摩托車停放時的穩定性。

師：我們分析了靜態自行車是如何保持穩定的，那我們再來探究下“自行車在運動中為什么不會倒？”

師：生活中我們有這樣的經驗，一個物體要有三個支撐點才能穩定，如果只有兩個就會倒下。但是，自行車在騎起來時，卻只有兩個支撐點，為什么不會倒下呢？

答：一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。輪子轉得越快，越不容易倒。因為車軸有一股保持水平的力量。另外，人在反復練習后，掌握了隨時平衡車體的能力也是一個比較重要的原因。課外小知識：陀螺效應

【找一找】生活中有哪些結構通過擴大支撐面積來增強結構的穩定性 案例分析4（學生動手，自主探究）

（進行演示實驗）拿出紙片，讓學生不借助其它任何物體，將紙片立起來？ 提示：在可改變形狀的情況下，紙片可以怎樣立起來

教師根據學生所展現的方法中的一種立起紙片（如折成狀），并畫出它們的幾何形狀，引導學生分析明白結構的形狀影響結構的穩定性

師：我們通過改變物體的形狀，增大支撐面積，使得它的穩定性得到改變。

C．因素三：結構的形狀

我們知道了重心位置的高低、支撐面積的大小都能影響結構的穩定性，那還有什么因素呢？我們再看看這個實驗。案例分析5 馬上行動：人們利用梯子可以登高。請分析A字形梯載人時能穩定的原因，如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？

答：如果沒有梯子中間的拉桿，梯子的支撐腳與地面的位置不能固定。梯子增加了拉桿，拉桿與梯子的兩邊形成了一個穩定的三角形，從而增強了結構的穩定性。

[板書]形狀也會影響結構的穩定性

師：結構的形狀不同，其穩定性也不同。由于三角形是框架結構最基本的形狀之一，結實、穩定、材料最少。故工程結構中的桁架都是有三角形組成的。（播放幻燈片，展示一些建筑和橋梁的桁架結構，讓學生觀察。）問：照相機的支撐架為什么用三角架支撐？

答：照相機的支撐架常使用三角架而不用其他形狀，是因為三角支架與地面有三個接觸點，形成的三角結構使照相機的支撐架更容易穩定。

D．結構的穩定的基本條件

師：我們詳細介紹了三種影響影響結構穩定性的因素，大家仔細想想，還有其它影響結構穩定性的因素嗎？

師：為什么有些結構看上去傾斜不穩，可實際是穩定的呢？如:比薩斜塔 答：它重心所在的點的垂線落在結構的地面范圍，所以不會倒塌。[板書]結構穩定的條件是“重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內” 師：結構的穩定性除了上述所說的因素有關之外，還和材料等因素有關。總結：影響結構穩定性的因素是相互關聯的，需要綜合考慮各種因素來討論結構的穩定性。

E.結構穩定性的應用

師：結構的穩定性在日常生活中有著廣泛的應用，一方面人們利用穩定的結構抵抗外力、承受負載，另一方面又利用不穩定的結構實現某些功能。如蹺蹺板、生活中利用不穩定的結構實現一定功能的事例。

師：在地震多發地區，人們將啤酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩定的結構實現預報地震的功能。（介紹欹器）

師：請列舉生活中利用不穩定的結構實現一定功能的事例。答：振動器、地震儀、多米諾骨牌等

3．教師總結

（1）、結構的穩定性：是指結構在負載的作用下，維持其原有平衡狀態的能力。它是結構的重要性質之一。

（2）、影響結構穩定性的主要因素：支撐面的大小、重心位置的高低、結構的形狀等

（3）、靜態結構穩定的基本條件——重心所在點的垂線落在支撐面內。（4）、結構穩定性的應用 4．課后練習

（觀看幻燈片）觀察學校的籃球架，并思考籃球架要有較高的穩定性，可以怎樣做？

生：在底座上加些比較重的重物。

生：增大底座與地面的接觸面，可以使重心所在的點垂線落在結構底面的范圍內。

教師點評：在日常生活中我們并沒有這么去做。那是因為假如這樣，運動員很容易撞到支架上去。這樣忽略了人機關系。

五、教學反思

本節課通過學生觀看2008年雪災資料和教師演示不倒翁導入新課，引起了學生極大的興趣，提高了學生上好課的熱情。教學過程通過大量的案例采取情景導入——知識構建——合作探究——能力拓展——總結提高這一模式，充分體現了新課程的理念，積極倡導學生“主動參與、樂于探究、勤于思考”，以培養學生“獲取新知識”“分析和解決問題”等的能力。比較好地實現了知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀這一三維目標。但由于時間所限，學生的分組試驗——探究結構的形狀與穩定性的關系時間不夠充裕，一定程度的影響了結論的得出。

第五篇：結構的穩定性教學設計

《結構的穩定性》教學設計

四川省安岳中學 鄧 斌

一、教材分析

本課題是粵教版《技術與設計2》第一單元第二節《探究結構》教學內容之一，“結構與穩定性”安排在 “常見結構的認識”之后，是在結構認識的基礎上作進一步深入的學習，可使學生對結構的基本認識有一個更深入的認識與鞏固，這樣安排符合學生的認知規律。“結構與穩定性”是“結構與設計”本單元的一個重要組成部分，結構的穩定性也是結構設計中需要考慮的重要因素之一，同時也是后續進行簡單結構設計實踐的基礎，因此本節內容有著承上啟下的作用。

二、學情分析

教學對象是高中二年級的學生，他們有一定的生活經驗，并且通過《技術與設計1》的學習，具備了一定的分析、探究和解決問題的能力。但實際動手能力相對較差，學生并不能很好地將理論與實踐相結合。所以在教學過程中，通過創設情境，采取師生互動、引導學生自己動手探究、實踐等方法來激發學生的學習興趣和熱情，挖掘學生的潛能，從而達到本課的教學目標。

三、教學目標

1)知識與技能：

使學生理解“結構的穩定性”，知道影響結構穩定性的因素。

培養學生的觀察分析能力，運用本節知識分析解決實際問題的能力。2)過程與方法：

通過師生互動、課堂探究活動、小組分析和討論等方法引導學生自主學習，掌握相關的理論知識，提高學生的知識遷移和動手實踐的能力。

3)情感與價值：

培養學生自學和實驗討論的學習方法，能自覺把所學的知識和生活實際聯系起來，真正的理解結構的穩定性。

四、教學重點難點

重點：影響結構穩定性的主要因素。

難點：運用影響結構穩定性的主要因素解決生活中的實際問題、解釋生活中的現象。

五、課時安排：1課時

六、教學過程

(一)導入

教師通過PPT展示一組圖片，通過簡單講解激發學生的學習興趣。問題：如何解釋上述圖片中發生的現象？是什么原因造成不同的結果？

教師可根據學生的回答，總結闡述：由此可見，穩定對結構而言是非常重要的，保持穩定是結構存在的基礎，結構不穩定會引發嚴重的后果。結構的穩定性是結構一個非常重要的性質。

今天這節課，我們一起來探究什么是結構的穩定性，影響結構穩定的因素是什么？

（二）新課教學

一、什么是結構的穩定性？

知識回顧：請同學們回憶什么是結構？（廣義上和力學角度的概念分別請同學回答）演示實驗（教師）：電吹風吹礦泉水瓶。

（教師進行演示實驗）用空礦泉水瓶立放，此時提示學生對瓶子穩定性的關注。用吹風機對礦泉水吹風，當風力加大，靠近，礦泉水瓶被吹倒。

問題：空礦泉水瓶在沒吹它時，它是穩定的，后來它為什么會翻倒呢？

教師闡述講解：空礦泉水瓶放在水平桌面上時只受到重力和支持力保持平衡的狀態，當礦泉水瓶在受到電吹風的外力作用時，原有的平衡狀態被外力打破導致的，因此無法保持穩定而傾倒。

問題：同學們剛才看到了，礦泉水瓶在被風吹后，不能抵抗住外力影響的，發生了傾斜翻倒，那如何 保持在有風力情況下礦泉水瓶穩定？（讓學生思考后回答，老師再做演示實驗驗證）

教師總結，提問：什么是結構的穩定性呢？

（請同學們思考用自己的語言描述，然后再翻看教材P12的描述）

PPT展示：結構的穩定性是指結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。教師闡述：

⑴ “荷載”是指結構所受的力，包括結構本身的重力以及結構所受的外力。

⑵ 結構的平衡狀態和物理學上平衡狀態是有區別的，物理學中的平衡是指“靜止”或“勻速直線運動”，而結構的穩定并不意味著的狀態絕對不變，而是指結構受到外力作用時狀態有所改變（如：適度傾斜，搖晃，形變等），但是當外力作用消失后結構又能恢復到原有的平衡狀態，這就是穩定的。反之，就是不穩定的。

二、影響結構穩定的因素

接下來，老師將和同學們一起通過幾個小試驗，來分析、探究哪些因素影響了結構的穩定性。

請同學們回憶剛才的演示實驗，兩個礦泉水瓶在受到相同外力的作用下為什么穩定性有如此差別，是什么影響了他們各自的穩定性？（請同學們思考回答，老師總結：重心，并通過PPT展示圖片）

探究活動一：重心與結構的穩定性

請同學們把準備好的規格相同的A，B，C三瓶礦泉水瓶放在木板上，擺成一條直線，然后輕輕抬起木板的一側，請同學們仔細觀察，隨著木板傾斜的角度增加，會出現什么結果？

提示：為防止瓶子滑動，可以用教材邊沿頂住瓶底。A瓶：1/3瓶水； B瓶：2/3瓶水； C瓶：滿瓶水； 試驗結論1：

重心的高低影響結構的穩定性。

重心越低，穩定性越好；重心越高，穩定性越差。

思考：不倒翁為什么能保持穩定而不倒？（學生一般都會給出重心低的答案，答案不夠準確，老師可以反問學生光是重心低就一定保證結構穩定不倒？此時，老師可順勢提出下個思考）

人站立時保持穩定，當身體傾斜到一定程度的時候會變的不穩定，為什么重心下降了，反而不穩定了呢？

課堂活動：請同學們用“穩定性演示儀”模擬人體傾斜，看會出現什么結果。

教師：PPT展示不倒翁不倒的原理分析，在結合“穩定性演示儀”和PPT講解重心降低后結構為什么無法保持穩定而傾倒的原因，再給出結論并解釋比薩斜塔和瑞州古塔斜而不倒的原因）

結論2：重心垂點落在結構的支撐面范圍內是結構保持穩定的基本條件。PPT展示：生活中的應用案例。

探究活動二：幾何形狀與結構的穩定性 PPT展示：普通木梯和A字梯。（教師講解，然后進行演示試驗）

演示試驗：框架承載演示，請學生注意觀察結果，思考造成不同試驗結果的原因。

老師根據學生的回答進行總結，提出“三角形”在結構設計中的應用，并展示生活案例圖片。試驗結論3：

結構的幾何形狀會影響結構的穩定性。

三角形的應用使結構更容易穩定。

PPT展示：生活中的應用案例。

探究活動三：支撐面與結構的穩定性 演示試驗：

老師把埃菲爾鐵塔的塔座模型分別：正立和倒立在水平桌面上，以相同的角度對塔座模型施以相同的外力，請同學們觀察結果。（怎樣放塔座結構的穩定性好？）

課堂活動：

請各小組的同學們將準備好的兩個礦泉水瓶分別“正立和倒立”在桌面上，按老師的方法試驗兩個瓶子的穩定性誰好。試驗結果：兩種結構正立時的穩定性比倒立的好很多。

思考：為什么？（此時學生一般能回答出結構與桌面的接觸面大小發生了變化）教師根據學生的回答，總結闡述，同時提出“接觸面”和“支撐面”，并加以區分（PPT展示），并且明確指出“支撐面”才是影響結構穩定性的因素，而非“接觸面”。

課堂活動：

請同學們把小木塊分別放在自己做的三棱立柱上，并對該結構施加相同的外力作用，比較三種不同規格的三棱立柱在支撐木塊時的穩定性有何不同？

試驗結果：三棱立柱橫截面越大，支撐木塊的穩定性更好。試驗結論4：

結構和支撐面接觸形成的支撐面大小影響結構的穩定性。

結構和支撐面接觸形成的支撐面越大，結構更容易穩定。

PPT展示：生活中的應用案例。

課堂引申探究：靜止狀態的自行車是如何保持穩定的? 探究結論：在考慮結構的穩定性時，應綜合考慮上述三方面的因素，而不能只片面考慮某個因素而忽略其他因素。

三、課堂小結（PPT展示）

1、結構的穩定性

2、影響結構穩定性的因素

四、課后作業、探究（PPT展示）

1、作業：完成學案

2、探究：

? 仔細觀察生活中的常見結構，思考其在設計時是如何保持結構穩定的？（舉例說明）? 思考：人們利用穩定的結構抵抗外力、承受負載那么，不穩定的結構對人類生活是否有用？（舉例說明）

五、板書設計

一、結構的穩定性

二、影響結構穩定性的因素

1、重心

2、幾何形狀

3、支撐面