高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的强度和稳定性”
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性 (共24张PPT)
六、小结
1、结构稳定性的定义 2、影响结构稳定性的四大因素 3、稳定结构和不稳定结构的实际应用
七、作业
P22，设计与实践1，2 P24，练习与活动1
思考：举重运动员举起杠铃时为什么都以两脚分开站立？
例题：如图所示，该遮阳伞在户外场地经常使用，但这种 遮阳伞在起风时很容易倾倒，为了提高其稳定性，以下改
进措施有效的是（ C）
A、增加伞的覆盖面积 B、增加支架的长度 C、增加两只底板的长度 D、整体采用更轻质材料制作
重心 支撑面几何中心
金字塔这种结构的重心垂直位置与其支撑面几何中心的关系是 怎样的？这种关系说明金字塔结构的稳定性如何？
1、简述这个结构存在的缺陷。
2、在不改变固定点A和悬挂 点B的前提下，简述一下你对 这个结构提出的改进方法。
四、设计制作
以小组形式利用小棍和橡 皮圈设计制作相框框架，最后 每组展示作品，并作介绍说明。
五、拓展提升
现在，我们知道了如何增强结 构的稳定性并善加应用，其实我们 也可以对结构的不稳定性加以利用， 请对以下四个实例分别解释该结构 为何不稳定以及利用这种不稳定结 构所起的作用和目的。
二、影响结构稳定性的因素
以小组形式通过相关试验分别探究影响结构 稳定性的四大因素，并独立完成试验报告，最后 每小组选出3名同学分别进行试验演示，说明， 解释相关应用原理。
第一组：探究重心高低对结构稳定性的影响 第二组：探究支撑面积大小对结构稳定性的影响 第三组：探究重心的垂直位置与支撑面积几何中心
例题：
如图所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下 保持稳定，如果不断扩大支撑杆与自行车
之间的夹角θ ，结果是（ C）
A、支撑面越来越大，结构越来越稳定
B、重心越来越低，结构越来越稳定
稳固结构的探析(探析结构强度)教学设计2023-2024学年高中通用技术苏教版必修《技术与设计2》
（2023—2024学年度第一学期）（必修二第一章第二节）任教学科：通用技术任教年级：高二任教老师：课题：稳固结构的探析学科通用技术探析结构强度教学过程教师活动 学生活动 二次备课章 节 第一章第二节 课题名称 稳固结构的探析 探析结构强度 课 型新授课授课时间2023．9．教材分析本节课是《技术与设计2》模块第一章第二节中任务二的教学内容，计划用1课时进行教学。
“结构的强度 ”安排在学生学习了“探究结构的稳定性”之后，符合学生的认知规律，层层递进，也体现了“结构的强度与稳定性”是“结构与设计”这个单元的一个重要组成部分，同时也是后续“结构设计与制作”“典型结构赏析”知识的基础，有着承上启下的作用。
并且“结构的强度与稳定性”和生活实际联系密切。
正确认识影响结构强度的因素，在结构设计中正确的选择结构和材料，通过增加结构强度使结构更加稳定是十分重要的。
学情分析本节课教学对象是高二年级的学生。
学生们已经有一定的生活经验，经过《技术与设计 1》 模块学习后，也具备了一定的探究合作、分析问题以及概括总结的能力，在课程教学中，注意引导他们将理论知识与实践相结合，激发学生的学习热情和对通用技术学科的兴趣，挖掘他们的创新意识和创造潜能。
用所学的知识分析一些日常生活中的简单结构，将理论知识与实践进行良好的结合，从而达到学以致用的教学目标。
课标要求1.通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，并尝试解决相关技术问题；2.能依据相关技术试验标准对结构强度进行试验。
教学目标（核心素养）1. 技术意识：通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，能灵活运用本节所学知识分析解决实际生活中结构设计问题。
2. 创新设计：通过技术试验和案例分析，探究影响结构强度的主要因素，对案例的试验分析、讨论的过程，也是提高观察能力和知识迁移能力的过程。
培养学生的试验、分析、总结问题的能力，提高学生对通用技术课程的兴趣，培养他们严谨的思维，增强科学探究的能力。
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性” (共35张PPT)
影响结构稳定性的因素：
重 心 位 置 的 高 低
结论1：通过实验1可知：结构的稳定性与结构的重 心高低有关 ，重心位置越低，结构越稳定。
思考题 ：当人们遇到大风时在无任何遮挡的情况下，任何才
能确保自身安全？
结构的稳定性除与结构的重心位置高低有关外，是 否与结构的重心所在点的垂线位置有关呢？
桌、椅、四脚茶几等都是增大支撑面 增强结构的稳定性。还有电视塔底座 、 墙基 、水库大坝 、埃及金字塔等等。
影响结构稳定性因素除重心位置的高 低、结构与地面接触所形成的支撑面的大 小外 还与那些因素有关？
思考题：观察人字梯，谈谈人字梯在怎样的情 况下稳定性好，人站在上面不易甩下来？（出 示自制人字梯）
B
C A
结论： 通过实验2可知：结构的稳定性与支 撑面积大小有关，支撑面积越大，结构越稳定。
思考题：接触面是否就是支撑面。接触面与 支撑面有何区别？
注意：接触面≠支撑面 请观察下面两图区分接触面和支撑面
接触 面
支撑面
小组讨论回答：试举出日常生活中，因增大支撑面增强 结构的稳定性的实例2-3个，并加以说明。
思考题：
观察人字梯，试从影响结构的因素中分析使人 字梯保持稳定的因素有那些？
探究：
生活中我们有这样的经验，一个物 体要有三个支撑点才能稳定，如果只有 两个就会倒下。但是，自行车在骑起来 时，却只有两个支撑点，为什么不会倒 下？陀螺旋转时只有一个支撑点，为什 么不会倒？
能力拓展
刚才我们一起分析了结构的稳定性以及静 止、运动状态下稳定的条件，并且结合事 例认识到了稳定结构的好处，那么，不稳 定结构就没有利用价值了呢？
通用技术 必修二 探究结构--影响结构稳定性和强度的因素
B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨 容易倾覆，造成减产；现在的农作物普 遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定 的原理。 C. 比萨斜塔为什么不倒塌？
1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做 过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同 时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人 们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同 的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成 正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们 称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更 加遐迩闻名。
胶接
榫 接
结点是从连接的效果来划分。一个结点 可以有多种连接方式。不同的材料有不同的 连接方式；构件的连接方式不同，结构的强 度也不同。
（三）、结构与功能:
结构对事物的功能和作用产生着 直接的影响，结构的改变可能导致功 能的改变
多功能起子
小结
一、结构的稳定性
影响结构稳定性的三个因素：重心位置、 支撑面积的大小和结构的形状 二、结构的强度
马上行动：
根据你的生活经验填写下表：
结果 原因
事件 分别在一根竹竿 和一根同样尺寸 的脆性塑料杆上 不断加挂相同质 量的重物 沿着垂直于重心 线的方向撞击一 根完整的钢管与 用同样的方法撞 击一根中间有焊 接缝的钢管
竹竿比脆性塑 料杆能挂更多 的重物而不会 断裂 中间有焊接缝 的钢管受到撞 击时容易损坏
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。 A、A字形梯为什么载人时 能够保持稳定？如果没有 梯子中间的拉杆将会怎么 样？ 一般情况下，梯子打开的时 候，梯面与地面组成三角形，梯 子本身就能站得稳。当连接两个 梯面的横杆拉直时，两个梯面的 上半部分就与横杆构成了稳定的 三角形，这就进一步加强了梯子 的稳定性，保证梯子能承受人体 的压力。如果没有梯子中间的拉 杆，载人时就不能保持稳定。
1.2探究结构教案-高中通用技术粤科版必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2第一章结构及其设计第二节探究结构教学背景党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。
回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。
我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。
认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：理解结构稳定性的概念。
能通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
应用探究所学知识解决实际问题。
逐步学会运用所学的思想和方法分析技术问题。
经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。
教材分析本节课以提高同学们的核心素养为主旨，以学习思想和方法为基础，以设计和操作实践为主要特征，培养同学们的实践能力和创新意识，体现科技与人文相统一。
学情分析:在日常生活中，学生接触到了很多结构，但是都没有认真的对结构进行分析探究。
教学重难点:重点: 理解结构稳定性的概念。
难点: 通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
教学策略:本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
教学准备:展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
教学过程:情景导入:老师：本节课我们学习通用技术必修技术与设计2第一章第二节探究结构。
2010年2月27日(当地时间)，智利中部发生了8.8级地震，震中距智利第二大城市康塞普西翁100 km，距首都圣地亚哥320 km。
1.2探析结构稳定性教学设计-高中通用技术必修《技术与设计2》
稳固结构的探析探析结构稳定性【学科核心素养】【课标内容要求】通过技术体验或技术探究分析影响结构稳定性的因素，帮助学生领悟技术原理的丰富内涵和广泛应用，提高运用技术原理分析和解决实际技术问题的能力，能够理解影响结构稳定的主要因素，并能够分析实际问题。
【学业要求】【学情分析】学生通过第一节“常见结构的认识”的学习，对结构的概念、结构的受力以及结构的一般分类有了初步的认识，且具备相应的力学知识，会对事物进行一般性分析，观察能力和思维能力日趋成熟，学生对哪些因素影响结构的稳定性有探究的欲望，只要引导方法得当，学生可以很快的建立起相关的概念。
【教材分析】本节是《技术与设计2》第一章第二节《稳固结构的探析》的第一部分内容：“探析结构稳定性"。
本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”和“设计”共同构成本单元两个核心概念，结构体现了“空间”的概念，本课是在结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构有一个更深入的认识与巩固，为后续结构的设计等教学奠定良好的基础。
本节主要探讨结构的稳定性的概念，以及影响结构稳定性的因素。
在上节课的基础上探讨结构受到外力时，其稳定状态是否会改变，会如何改变，如何才能保证结构在受到外力时能保持平衡，是本节课的主要内容。
教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳定性、探究影响结构稳定性的主要因素，这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识，而且也为以后结构的强度、结构的设计等奠定了良好基础。
【教学目标】了解什么是结构的稳定状态；理解影响结构的稳定性有三个主要因素；能够对简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。
参与简单的技术试验过程，能用简单的方法进行技术试验；观察不同的结构，通过探究、试验、讨论、分析等方法学会分析实际问题；能对常见的结构进行分析，并动手改造和革新事物的结构，对结构提出合理化的设计。
高中通用技术地质版必修二课件结构的强度与稳定性教案
《结构强度的概念及其影响因素》教学设计
一、教材分析
本节内容是地质版《技术与设计2》第一章第三节的一部分内容。
影响结构强度的主要因素是本章的一个教学重点，也是难点。
通过本节课的学习，应在对结构的功能及本质理解的基础上，理解结构强度的概念，分析它的影响因素。
在研究结构的强度时，要从材料的连接方式、形状、材料三方面分析。
二、学情分析
学生有物理知识为基础，在生活经历中也积累了许多有关结构强度的缄默知识，加之学生通过对前两节内容的学习，对结构的概念，结构的受力及结构的一般分类有了初步的认识，但对结构的强度没有了解，因此在讲解影响结构强度的主要因素前需要先介绍强度的概念及强度对结构本身的重要性。
三、教学目标
四、教学重点与难点
教学重点：
1.结构强度的概念。
2.影响结构强度的主要因素。
教学难点：
影响结构强度的主要因素。
五、教学方法
技术试验法、自主探究法、案例分析法等。
六、教学课时安排
1课时
七、教学过程：
九、附录：
成都石室中学技术试验报告单试验项目：探究结构强度的其他影响因素
班级：日期：
小组成员：
结论
结论。
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性 (共45张PPT)
结构的稳定性与 支撑面的大小 有关
支撑面越 大 ，结构越稳定， 支撑面越 小 ，结构越不稳定。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
▪你们是怎么完成挑战的？ ▪如果没有中间的拉杆，人字梯会怎么样？ ▪拉杆的位置与稳定性有关吗？
结构的形状影响结构的稳定性
三角形是框架结构中最基本的形状之一 ，它结实、稳定，所用材料最少。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
结构的 形状 影响结构的稳定性
三角形 的结构，具有较好的稳定性。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
三角形的结构 具有稳定性
支撑面越大 结构越稳定
二、影响稳定性的因素
探究3：让签字笔直站在胶水瓶顶上？
▪你们完成挑战了吗？ ▪怎么完成的？ ▪背后的原理是什么？
五、不稳定结构的利用
五、不稳定结构的利用
思考：不稳定的结构有应用价值吗？
课堂小结
Ta b l e of C o n t e n t s
1 结构稳定性的概念 2 影响稳定性的因素 3 结构稳定的条件 4 稳定结构的应用 5 不稳定结构的应用
课堂练习
(1)在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必 须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公 共汽车上要如何才能保持自己没摔倒？
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同
一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的 运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度 和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也难 免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体 总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃 晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到 了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量 转化成为绕对称轴旋转的动能。当然，由于摩擦， 它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒 下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态 。
高中通用技术必修2_1.2探究结构
实验演示结构的稳固与结构的连接方式也有很大关系。
实践创新12’
活动背景：清洗完杯子以后总会有多余的水留在杯子里而且容易掉进脏东西，把水杯倒放又会让杯沿与桌面接触很不卫生。
他山之石：
“Bevel Cup”获得了素有设计界“奥斯卡”美称的德国红点设计大奖。
虽然这个设计很巧妙，但是对材料、工艺要求非常高，市面上的很多仿品并不能保持稳定，对我们来讲，还是设计一个杯架比较简单。
了解影响结构稳固的3个因素
设置情景，让学生进入设定环境，从感官上进入本堂课。快速浏览教材对本节课的知识点有个大概的认识。
探究新知
（15’）
一、探究影响结构稳定性的因素
分析探讨：根据生活经验和物理知识，分小组探讨影响结构稳定性的因素可能有哪些？
探究实验：
用牙签 、萝卜块搭建结构对分析探讨的结论进行验证。
先头脑风暴进行探讨影响结构强度的因素可能有哪些，然后进行实验探究，加深认识，养成使用科学的实验方法的习惯。
用牙签构建结构体会与结构的强度有关的因素。
三、探究结构的连接方式
探究实验：
A4纸贴上胶带承重情况的变化，这是为什么呢？
结构的连接方式也影响着结构的稳固。
图片展示连接的方式。
请两位同学来说说铰连接和刚连接在生活中的应用有哪些过总结提升，拓宽学生视野。
请3个小组的同学交流展示。
1.结构的形状影响结构的稳定性。
2.比较两个底面积不同的结构；学生可能会说结构稳定性与接触面积有关。
进一步试验，让每位学生把通用技术教材书立起来，结构的稳定性其实是与支撑面有关。展示z字形屏风，是一样的原理。
3.分析两个重心位置不同的设计，比较他们的稳定性，引导学生理解重心位置影响结构的稳定性。让学生分析比萨斜塔，为什么比萨斜塔不倒？进行结构设计时，尽可能使其重力集中在底部，降低重心，并使重心垂线落在支撑面内。
苏教版高中通用技术《技术与设计2》1.2《稳固结构的探析》课件
因素一：重心位置的高低
[链接生活现象]：
请同学们想一想生活中有哪些事例是运用 改变重心来增加稳定性？
试验：单腿站立。
要求：靠墙站立，抬起不 靠墙的那条腿。
你能做到吗？请解释一下要点。
探究：比萨斜塔有一定的倾斜，为什么没倒呢？
重心点的垂线位置，落导线挂砝码。
在保持稳定的情况下结构的最大高度是多少？
本节总结：
通过本节课的学习，你有什么收获？
因素二：结构与地面接触所形成 的支撑面的大小。
[探究]：怎样让一本书更好地直立在桌面上？
因素三：结构或构件的形状影响其稳定性。
[链接生活现象]：
请同学们想一想 生活中有哪些事例是 运用增大支撑面积来 增加稳定性？
动态平衡
生活中还有哪些动态平衡 的实例，你能说明原因吗？
陀螺原理：凡是高速转动的 物体，都有一种能保持转动 轴方向不变的能力，使它们 不向两侧倒。陀螺能够不倒 也是这个道理。
思考三：广告牌倒下的原因 。
通过以上视频请将这些灾害归为两类。
天灾 人祸
结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在 负载的作用下，维持原有平 衡状态的能力。即结构是否 容易“倒”。
探究：鸡蛋能否站立。
让生鸡蛋站立起来你能想出哪些方法？
影响结构稳定性的主要因素
• 思考：平时我们见到的不倒翁为什么 “不倒”？
稳固结构的探析
——结构稳定性
学习目标：
1.了解结构的稳定性。 2.能分析影响结构稳定性的因素 。 3. 树立技术以人为本的理念，提高自身的技术 素养和社会责任感，提高合作和自主学习能力。
重难点：能分析影响结构稳定性的因素，提高 自身的技术素养和社会责任感。
思考一：观看视频思考树木倒下 的原因。
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性
“1.2探究结构---结构的稳定性”导学案班级：＿＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿【学习目标】1、理解结构稳定性的概念。
2、能通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
3、能对简单的结构进行稳定性分析。
【学习思考】1、什么是结构的稳定性？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2、稳定结构为什么能稳定？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿3、哪些因素影响结构的稳定性?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿4、一个稳定结构可以怎么做？以小组为单位，利用1张作业本纸制作出一个稳定的结构。
要求:1、结构稳定；2、高度尽可能高；3、注意清洁卫生。
温馨提示：请各小组先制定设计方案，再进行结构制作。
完成之后进行展示，通过实物、口头语言等方式介绍自己组的作品。
设计方案:作品名称：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿作品说明：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿作品草图：5、学后思考：不稳定结构一定没有好处吗?好处是什么？请思考并写出来。
附：工程师之戒的故事 魁北克大桥所跨越的河流叫做圣劳伦斯河。
在1850年，当地居民就表现出极高的建桥欲望。
可是圣劳伦斯河在其最窄处也有3.2km 宽，且水深流急浪高，施工难度很大。
因此直到1887年，该桥的建设才提上议事日程，1903年魁北克桥梁公司(QBC)与凤凰城桥梁公司达成意向，并聘请了当时著名的桥梁建筑师Theodore Cooper 对工程的设计与施工实施监督。
凤凰城桥梁公司最初提交的设计方案中主跨的净距为487.7 m ，但是1900年5月，因为自己的过分自信，Cooper 将其跨度延伸到了548.6 m ，这也为后来的悲剧埋下伏笔。
同时，他还声称此桥是“最佳、最省的”。
当工程建设进入1907年时，魁北克大桥的工人发现在该桥弦杆上已打好的铆钉孔不再重合，部分受压较大的杆件出现了弯曲，且变形在增加着。
高中通用技术_通用技术必修2第一章第三节 结构的强度教学设计学情分析教材分析课后反思
普通高中课程标准实验教科书地质版必修2§1.3 结构的强度探析——结构的强度探析教学设计一．教材分析通用技术教育的主旨就是提高学生的理解技术、使用技术应用技术解决实际问题等方面的技术素养。
影响结构强度的主要因素的认识理解，就是为了更好的完成设计，因此结构的强度既是“第一章结构与设计”的重难点，也是模块1学习内容的深入。
在本章中它既是前面分析结构的一个重要内容，也是后面结构设计和评价要考虑的一个重要因素，所以这节课必须与生产生活相联系，开拓学生视野，在直接的经验认识基础上再上升到理论认识。
二．学情分析本节课教学对象是高二年级学生。
学生有一定的生活经验和基本的物理化学知识，并且经过技术与设计1模块的学习后，也具备了一定的分析问题能力。
学生前面已经对结构和结构受力、壳体结构进行了学习，只要通过合适的引导和适当学习场景创设，学生在本节课的教学过程中是能够主动有效进行探究，发现问题，寻求答案的。
但学生对内力比较陌生（高中物理不讲），应力理解就比较困难，且我们现在只是定性分析，不做定量计算，所以删除了有关应力内容的部分。
三．教学目标【知识与技能】(1) 了解结构强度的含义。
(2) 理解影响结构强度的主要因素：材料、结构的形状、构件之间的连接方式。
(3) 学习从结构强度方面评价产品。
【过程与方法】(1) 学生对试验观察、记录、分析，直接感受并总结出影响结构强度的因素。
(2) 经过对板凳的评价和改进，体会理论在生活中的应用，加深对教学重难点的掌握。
【情感态度价值观】(1) 通过实际问题的解决，让学生体会知识与生活的密切联系。
感受知识的力量。
(2)通过小组合作探究，提高学生的合作交流能力。
四．教学重点：分析总结出影响结构强度的主要因素。
教学难点：利用所学知识分析评价实际案例。
五．教学准备（试验器材及工具）：铁丝、竹签、木板、泡沫板、报纸、纸板、钩码、绳扣、支架、鸡蛋、重物、板凳等。
六．教学过程教学环节教学过程设计意图教学环节1（新课导入）【任务】试坐板凳，是否能承受一位同学的体重？学生试坐，给出回答。
结构的强度与稳定性 实验说课2023-2024学年高中通用技术地质版(2019)必修《技术与设计2》
结构稳定性影响因素的探析实验
说课流程
1 教材分析 2 学情分析 3 教学目标
4 教学过程 5 实验亮点
一 教材分析
本实验在教材中的地位
本实验是通用技术课程中极其重要的实验，是 学生理解结构稳定性，应用结构稳定性相关知识 解释生活中的现象，应用稳定性相关知识进行设 计的重要实验，可以说是通用技术中最为重要的 实验之一。
实验器材：A4纸若干。 实验操作：
实验结论：结构的形状影响稳定性，下端大，上端小 的结构比较稳定。
四 教学过程
一、 探析结构的稳定性
三、 结构稳定性在生活中的应用
五 创新实验亮点
01
实验现象明显
在矿泉水中添 加红墨水，可 以使实验现象 更加明显。
02
材料易得
实验材料是学 生身边的，学 生易获得。
创新设计
在设计过程中能够把稳 定性的相关知识，应用到 生活设计中。
物化能力
观察能力，团结合作能 力，实验操作能力。
四 教学过程
四 教学过程
四 教学过程
一、 探析结构的稳定性
四 教学过程
四 教学过程
一、 探析结构的稳定性
二、 探究影响结构稳定性的因素
01 探究实验一
激趣提问: 用三角板给两个瓶子施加力，哪个先倒下？
二 学情分析
学生通过通用技术必修一的学习，对于 通用技术课程有了一定的了解，同时，结 合生活经验，对于结构的稳定性也有一定 的认识。但对稳定性的概念及其影响因素 还缺乏系统认识。
三 教学目标
技术意识
理解结构稳定的含义， 知道结构稳定的条件及 其影响结构稳定的因素 。
核心素养
工程思维
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性”.pdf
学生思考分析
开阔学生视 野，培养学生 兴趣。
结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持
教 师 总 结
其原有平衡状态的能力。 结构的稳定性与它的几何形状、支撑面积大 小和重心位置密切相关。
1、如何使书直立起来？ 课 2、落地扇为何不易倾倒？ 后 3、如何更好的用自行车携带一箱子书和一 延 床被子？ 伸 4、照相机为什么都采用三脚架？
学 瓶口（改变两个矿泉水瓶的重心）。将两个 掌握。
矿泉水瓶同时放在同一块木板上，从一侧慢
慢抬起木板让学生观察哪个矿泉水瓶先倒
下。探究物体的重心越低越稳定，越高越不 稳定。
图片展示埃菲尔铁塔和倒立啤酒瓶的图片，
让学生理解掌握支撑面的大小对结构稳定性 学生动手实验验
的影响， 然后通过生活中的应用案例如桌椅、 证
由理论知识加 上生活中的应 用，可以加速 学生对知识的 理解掌握。
培养学生自己 发现问题、分 析问题和解决 问题能力。
2/ 4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高中通用技术必修 2__“1.2探究结构 ---结构的稳定性 ”
性。引导学生得出影响结构稳定性的因素是： 结构的形状。用生活小贴士引导学生思考生 活中一些产品的应用原理。 对比分析静态自行车和骑行自行车的稳定性 原理
讨论
1、稳定性的概念：设问：对于稳定和不稳定 大家是怎么认识的呢？以大家坐的板凳为例
听讲、思考
大家认为什么样的板凳是稳定的？什么样的
板凳是不稳定的呢？根据学生的回答结合不
倒翁的稳定特点引导学生得出稳定的概念：
稳定指的不是状态绝对不变， 而是指受扰后，
允许状态有所波动，但当扰动消失后，能回
到原平衡状态。不能回到原平衡状态，为不
高中通用技术必修 2__“1.2探究结构 ---结构的稳定性 ”
探析结构稳定性说课课件高中通用技术必修《技术与设计2》
》课堂实施
教学设计
》课堂实施
【课后延伸】上节课让学生分小组制作了简易相框，但是没有制作支 架，本节课学生学习了影响结构的稳定性的因素及条件后，接下来给学生 布置一项课后作业，让学生为自己的相框设计一个合适的支架来提高相框 的稳定性。
设计意图：在深入学习了影响结构稳定性的因素方面的知识后，设置这个课后作业，主 要是为了让学生能够将本节课所学知识直接应用于日常生活，学生在实践的过程中，实 现知识内化，对技术问题有一定的感知与体悟，提升学生的学科核心素养。
设计意图：通过技术体验活动，学生自己动手实现悬臂结构并初次测试 结构的稳定性，使学生能够主动探究问题，并在活动中发现问题，为下 面探究影响结构稳定性的因素打下基础。
教学设计 》课堂实施
课题导入 技术体验 探究分析 能力提升 课堂小结
学生结合悬臂结构稳定性体验活动，思考以下问题。 （1）悬挂钩码到一定数量后，悬臂结构状态有什么变化？ （2）对比各小组的悬臂结构在倾倒时，所挂钩码质量是否相同？悬臂 结构在形状上有什么特点？ （3）在不改变悬臂结构形状的前提下，如何提高结构的稳定性？ （4）除了在悬臂结构的其他位置加重物，还有其他的方法可以提高悬 臂结构的稳定性吗？(可以改变结构）
【教材处理】
为了让学生能够将所有知 识点串联起来，结合“悬 臂结构的稳定性体验”这 一个活动，以导学案的方 式让学生找出影响结构稳 定性的所有因素，这样更 有利于学生对知识的掌握。
教学分析 》学情分析
学生的群体特征分析
学生的知识经验分析
1.自控力非常强； 2.给定的任务积极究分析 能力提升 课堂小结
（1）通过技术活动探究形状、重心、支撑面等因素对结构稳定性的影响， 并尝试解决相关技术问题。 （2）能依据相关技术试验标准对结构稳定性进行试验。
结构与设计探究结构四结构强和稳定性试验高中通用技术粤科必修2 技术与设计
结构支撑面大小的改变会影响结构的稳定性
实验
支撑面变化
实验结果
稳定性表现
1
支撑面积小
被风吹翻
不好
2
支撑面积大
没低改变，结构的稳 定性会改变吗？
过程设计： (1)如图：取一个四棱柱在
上端嵌入数颗铁钉后置于桌面上。 用通电电吹风逐渐靠近圆筒直到 圆筒翻到。
(2)将上端嵌入的铁钉全部 嵌入圆筒的下端后再试试，观察 相同情况下圆筒会不会翻到。
结构的稳定性与结构的形状有关
实验 1
结构形状 ∧
实验结果
坍塌
稳定性表现
不好
2
A
没有坍塌
好
2、在结构支撑面的大小改变时，结构的稳 定性会改变吗？
探究过程设计： (1)如图：把两张卡纸 卷成底面大小不同的筒状或 四棱柱并用胶带粘好，并置 于桌面上。 (2)用通电电吹风分别 逐渐靠近两个圆筒，观察变 化现象。 (3)比较分析观察结果。
鸡蛋从这个人手上传到那个人手上，大家都 把鸡蛋扶直了，可是一放手，鸡蛋立刻倒了。最 后，鸡蛋回到哥伦布手上，满屋子鸦雀无声，大 家都要看他怎样把鸡蛋竖立起来。 哥伦布不慌不 忙，把鸡蛋的一头在桌上轻轻一敲，敲破了一点 儿壳，鸡蛋就稳稳地直立在桌子上了。
六、课堂总结
稳定性：指结构在负载的作用下能维持其原 有平衡状态的能力。
(2)继续挤压模型使重 垂线不再穿过支撑面，松开 手后观察现象。
(3)比较分析观察结果。
结构的重垂线经过支撑面的情况如果改变也 会影响结构的稳定性
实验
重垂线与支撑面 的关系
实验结果
1
在支撑面里
没有翻到
2
在支撑面外
会翻到
稳定性表现
高中通用技术必修2 第一单元结构及其设计二稳固结构的探析任务一探析结构稳定性
新课学习
活动1：悬臂结构的稳定性体验。
活动过程： ①分小组设计方案。 ②根据给出的结构方案制作悬臂结构。 ③在悬臂结构前端逐步悬挂钩码，观察并记录悬臂结构倾倒 时所挂钩码的质量。 ④在悬臂结构前端悬挂步骤③中悬臂倾倒时的钩码数量，并 尝试在悬臂结构的其他位置添加重物使悬臂结构重新保持稳定。
江苏凤凰电子音像出版社
江苏凤凰电子音像出版社
江苏凤凰电子音像出版社
新课学习
活动2：探究四种A字形梯的稳定性
江苏凤凰电子音像出版社
新课学习
问题5：A字形梯在载人时重心很高，为什么还能保持稳定？ 问题6：A字形梯中间的横梁有什么作用？ 问题7：图丁中采用八脚支撑的原因是什么？ 归纳：结构的稳定性与结构形状以及支撑面大小的关系。
江苏凤凰电子音像出版社
江苏凤凰电子音像出版社
新课学习
问题1：悬挂钩码到一定数量后，悬臂结构状态有什么变化？ 归纳：结构的稳定性是指结构在荷载作用下维持其题2：对比各小组的悬臂结构在倾倒时，所挂钩码质量是 否相同？
问题3：思考分析不同悬臂结构的区别？ 问题4：在活动步骤④中，所加重物的位置与其质量有什么 样的关系？ 归纳：结构稳定性与重心之间的关系。。
二 稳固结构的探析 任务一 探析结构的稳定性
浙江省嘉善高级中学 鲍建国
江苏凤凰电子音像出版社
情境导入
小明发现有些办公桌在升高后，从水平方向推它时， 会有明显的晃动。而降低高度后，晃动幅度会减小。
江苏凤凰电子音像出版社
新课学习
活动1：悬臂结构的稳定性体验。 活动要求：悬臂结构底部与地面接触所形成的支撑面的大小 不超过200毫米×200毫米，底部与挂重物的位置在水平和竖直方 向相距都不少于200毫米。
高中通用技术苏教版必修2 技术和设计2 第一章第二节 稳固结构的探析
苏教版必修二第一单元第二节稳固结构探析“结构与强度”教学设计【教材版本】通用技术必修2《技术与设计2》（江苏教育出版社）【设计理念】根据新课程理念，培养学生的技术素养，培养他们自主探究精神，因此教师在教学中应该突出学生的主体地位，教师则在学生需要之时给予适当的帮助。
秉承着这样的教学思想，在教学中采取合作探究的教学方式，通过小试验验证和探索，结合案例分析，激发学生探究热情，促进学生理解掌握相关知识。
强调学生的直接经验和亲身经历，通过“做中学”的方式，以学生的亲历情境，亲手操作，亲身体验为基础，在做中发现问题，学习知识。
【教材分析】1、教材地位作用分析本单元内容属于《技术与设计2 》的第一个主题，该单元总的设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构，“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念。
而结构的强度又是结构的重要性质之一，结构体现了空间的概念。
因此，本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用。
教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的强度、探究影响结构强度的主要因素。
这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识，而且也为以后结构的设计等奠定了良好基础。
2、教材内容分析让学生通过技术试验，学会分析影响结构的强度的因素，教师应注意在技术试验中对学生引导。
本节讲述了结构的重要性质——结构强度，以及结构与功能的关系。
教材先从实例出发，分析影响结构的强度的主要因素（结构的形状、材料、连接等），并简单分析了结构在生活中的应用。
【学情分析】高中阶段的学生具有了一定的认识事物的能力，他们具备了细致的观察能力、归纳、推演的能力，初步具有了探究现象背后本质规律的能力。
能够通过试验手段认识事物的能力。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计
《结构的强度和稳定性》教学设计
一、教材分析：
本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。
共需2课时完成。
本课为第1课时的学习。
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，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。
二、教学目标：
知识与技能：
1、理解内力、强度、应力的概念，能进行简单的应力计算，掌握应力和强度的关系。
2、通过实验，明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。
培养学生合作交流能力，对身边事物的观察能力。
3、理解稳定性的概念，及影响稳定性的因素。
过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。
情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。
三、教学重点与难点：
重点：影响结构强度和稳定性的主要因素。
难点：应力的计算，强度与应力的关系，结构设计需要在容许应力范围之内。
四、学情分析：
总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。
他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，对结构问题进行进一步探讨，上升到理论的高度。
五、教学策略：
本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。
多举生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。
六、教学安排
1课时
七、教学过程：
（一）复习回顾，导入新课
教师引导学生回顾结构的概念，指出事物的性质：强度和稳定性
（二）知识构建
1、强度
对于结构变形，只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的，而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。
通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表示，我们用应力来衡量强度。
（1）内力：外力使构件发生变形的同时，构件的内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
（2）应力：作用在单位面积上的内力。
【学生活动一】
（3）拓展：探讨强度和应力的关系
示例：粗绳和细绳，两种相比粗绳更结实，牢固，换句话说是抗拉强度更大。
绳子所受拉力一定，即构件受到的外力一定，而粗的横截面积大，所以应力小，此时变形小，而抗变形的能力大，即强度大。
结论：应力小，强度大应力大，强度小
【学生活动二】
（4）结合课本分小组探究影响结构强度的因素，同时完成26页问题，答在学案上。
结构的强度，一般取决于它对张力和压力两方面的反应能力，具体取决于以下因素：
形状、材料（不同的材料有承受不同应力极限的能力）
材料的连接方式（不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样）
师生探讨：如何改进物体结构的强度？
如：国家要求建筑楼面的水泥板必须将钢筋焊接起来，以形成整体，即是改进连接方式以增强强度。
还可以采用强度大的形状，那么要求强度大的地方大都采用什么形状？例如拱形、三角形等：常见的拱形桥梁可以保存很多年；钻石很坚固，它由复杂的三角形和四面体形状构成。
这些都是我们改进物体结构强度的思路。
希望同学们根据本课的学习在实践中应用。
2、稳定性
教师活动：展示不倒翁，静止立在桌面上的不倒翁用手扳倒后最终还能稳稳立住，说明不倒翁维持其平衡状态的能力很强，即稳定性强。
(1)稳定的概念
稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，则为稳定，不能回到原有平衡状态，为不稳定。
(2)结构稳定性
结构具有阻碍翻倒或移动的特性。
师生探究：哪些因素会影响结构的稳定性？
平放的砖头很稳定，把它竖起来就容易翻倒？瓶子里装了半瓶水很稳定，而空瓶子或是装满水的瓶子却比较容易翻到？不倒翁不倒的原因？
我们的结论：物体要稳定，第一，它底面积要大；第二，重心要低。
(3)影响结构稳定性的因素
结构的形状、重心的位置补充：结构的底面积
【学生活动三】
(4)合作探究
A、为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？
例如：比萨斜塔等，展示比萨斜塔图片
结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面内。
B、不稳定的结构一定不好吗？举出生活中利用结构的不稳定的例子。
举例：在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现预报地震的功能；过去农村地区人们用水桶打水常常要在水桶口的边缘绑上一重物，水桶到水面时能自动翻倒打水。
（三）总结提升
学生回顾、总结本节课的主要内容
大屏幕展示本节课的学习目标
俗话说，万丈高楼平地起。
作为一个中学生，要想成为国家的栋梁之才，首先要打好基础，学好科技文化知识，还应有谦虚好学的品质，当然还要练就过硬的本领。
八、教学反思
本节课采用的教学方法较为恰当，学生保持了较高的学习热情，大量实例的引入是本节课成功的关键。
学案：
学习目标：
1、通过技术试验来理解结实（强度）和稳（稳定性）
2、理解内力、应力和强度，并可进行简单的应力计算，利用应力的概念来理解
强度及影响结构强度的因素。
3、理解结构的重要性质稳定性及影响稳定性的因素。
【知识概要】
1、强度：物体结构抵抗变形的能力。
2、内力，外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生的一种抵抗
变形的抵抗力。
3、应力：作用在单位面积上的内力。
4、计算应力的公式：σ=N/S，N为内力，S为构件截面积。
应力的计量单位为
N/mm2或N/cm2
5、影响结构强度的因素：形状、材料、材料的连接方式。
6、稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动
消失后，能重新返回到原平衡状态，此为稳定。
不能回到原有平衡状态，为不稳定。
7、结构稳定性：结构具有阻碍翻到或移动的特性。
8、影响结构稳定性的因素：结构的形状（支撑地面形状、底面积大小有关）、
重心的位置。
【学生探究】
活动一：应力和强度的关系？
结论：
活动二：影响结构强度的因素?
结论:
活动三：为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？（拓展）
结论：结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面内。
比如比萨斜塔等。
测案
班级姓名
选择：
1、分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（）影响结构的强度。
A、材料
B、结构的形状
C、构件横截面形状
D、构件的连接方式
2、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为了（）。
A、增加风扇的强度
B、增加电风扇的稳定性
C、安装电线的需要
D、更加美观
3、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的。
（）
A、游乐设施的跷跷板功能结构；
B、房间门口的活页功能结构；
C、学校运动场的篮球架结构；
D、圆珠笔的笔嘴结构
4、影响结构稳定性的因素有（）。
①物体的形状。
②材料。
③材料之间的联接方式。
④物体重心的位置。
A①②③B②③C①④D①②③④
5、影响结构稳定性的因素不包括（）
A、结构的形状
B、重心的位置
C、材料
判断：
1、结构的稳定性和强度是结构设计必须考虑的重要内容，二者相互联系，相互
影响。
（）
2、一般情况下，不锈钢杯比纸杯的强度大，这说明结构的强度与材料有关。
（）拓展：
已知结构的容许应力为50 N/cm2，截面积为4 cm2，外力冲击产生的内力为180N，请问结构会被破坏吗？。