地质2003课标版《三影响结构强度的因素》新课标课教案设计

《1.3结构的强度》教学设计一、教材分析本节课是地资出版社出版的通用技术《技术与设计2》中第一章第三节——结构的强度与稳定性，根据要求需2个课时，本课将“结构的强度”作为其中的第一课时。了解结构的强度与稳定性是进行结构设计必须考虑的环节,也为下一节“学做结构设计”的学习做好铺垫。对于“应力与强度”的教学，要注意应力与内力概念上的区别、应力与强度的关系。在研究结构的强度时，要从结构的形状、材料及材料的连接方式三方面分析，正确认识这些因素,对学生正确地选择结构和材料，进而增加结构的强度是很重要的。二、教学重难点重点：了解强度的概念，理解应力与强度的关系；难点：应力公式的实际运用，理解影响结构强度的因素并能运用所学知识分析一些简单结构的强度。三、学生特征分析本课授课对象为高二年级学生，对通用技术课程的学习，学生是好奇的，但对枯燥的理论知识掌握却难以维持兴趣。学生通过前面内容的学习，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。根据已有知识经验，学生对“强度”概念有一定的感性认识，但缺乏理性的科学衡量。因此，重点要通过技术试验，引导学生直观的理解结构的强度、分析影响结构强度的因素。U!知识与技能目标1、理解应力与强度的概念，知道应力与强度的关系，并能够正确说出变量间的对应关系；2、掌握影响结构强度的因素，并能够运用其正确分析生活中常见的结构设计；3、知道容许应力的概念，理解应力与容许应力的关系，在选用构件材料时，能够考虑到让结构的所受应力小于结构的容许应力。过程与方法目标1、通过“徒手捏鸡蛋”、“纸绳拉伸试验”帮助学生直观的理解“强度”、“应力”的概念以及应力与强度的关系；2、通过以小组形式“探究一张A4纸的承载能力”，引导学生将应力的理论公式运用到实践探究中去，同时获得与他人进行有效合作交流的方法。情感态度与价值观1、能够独立完成或小组协作完成研究强度的试验，具有整理试验记录、完成试验报告的意识，进一步认识技术与设计中对数据要求的重要性，具有理性科学衡量的技术意识；2、通过自主学习力学结构的连接方式，体验自主学习成就感；3、经历“探究A4纸承载能力”的小组交流合作过程，引导学生形成亲身体验、主动交流、根据数据下结论的理念，领悟结构基本思想和方法的实际运用，培养学生探索及合作精神与工程思维。五、教学准备两枚完整无损的鸡蛋、两个碗（用于接捏碎鸡蛋备用）、自制纸绳、结构强度测试仪、A4纸、胶棒、支撑木块、石去码。六、教学策略与方法主要教法：讲授法、实验法、直观演示法主要学法：自主学习法、小组协作学习法七、教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图课前准备1、发放学生试验器材；2、对学生进行分组并叙述小组评比规则。观看课件为课堂顺利进行做好准备；为小组协作学习做好铺垫，增强学生课堂参与度。新课导入（7分钟）“徒手捏鸡蛋”环节请两位学生到讲台，将鸡蛋放在一只手的手掌中心，以握拳头的方式握紧，不能使用其它辅助工具，仅用一只手，捏的过程中注意安全，若感受鸡蛋壳有裂痕请将鸡蛋放在碗里。师：请演示的两位同学分享徒手捏鸡蛋的感受。大家观察鸡蛋是否有明显变化呢？师：“以卵击石”是我们熟悉的成语，是指拿蛋去碰石头，比喻不估计自己的力量，自取灭亡。可见鸡蛋没有石头“结实”，还不够“坚硬”。然而，今天从另一个角度试验，鸡蛋又如此的“结实二从物理的角度分析，卵碎是因为卵的内部是液体，如果整个卵的质地与壳一样，比如将鸡蛋放在冰箱冷冻后，那么胜负就取决于是什么样的石头了。师：大家想知道一个鸡蛋能承受多大的重量吗？播放视频：《鸡蛋承重测试》师：鸡蛋除了有如此惊人的承载能力，它还被誉为“一件高级工程学的杰作"，下面我们一起来看看它的神奇构造。播放视频：《一件高级工程学的杰作》师：我们眼中的鸡蛋美味，拥有绝妙的构造，既易碎又结实，对于结构的变形，只用“结实”来描述显得含糊、不确切，如何科学的理解“结实”的概念？又如何解释“结实”与否的原因？我们学完今天这门课一一结构的强度，大家就能回答这两个问题了。两位学生代表演示“徒手捏鸡蛋”，其余学生观察鸡蛋发生的变化；演示学生分享“徒手捏鸡蛋”感受。回答问题，观看视频。通过“徒手捏鸡蛋”现场演示，让学生直观感受鸡蛋的“结实”。通过播放视频《鸡蛋承载测试》，让学生重新认识“易碎”的鸡蛋竟有如此惊人的承载能力,激发学生学习兴趣。通过观看《一件高级工程学的杰作》视频介绍，让学生了解鸡蛋的奥妙所在，引发学生对绝妙的鸡蛋结构的好奇,增强对结构性能更加科学描述的意识，进而引出本节课的主题“结构的强度”。讲试验一：纸绳拉伸试验（8分钟）请两位同学上台演示，一人负责用手拉纸绳，一人负责固定结构强度测试仪的另一侧。（讲台前就近学生完成“纸绳拉伸试验记录表”）试验步骤：1、取一条纸绳，一端绑定于结构强度测试仪挂钩，另一端用手拉。观察并记录纸绳变形与施力情况，直到将纸绳拉断；2、取两条纸绳并放到一起，重复步骤2；3、逐个增加纸绳数量，重复步骤2,直到无法拉断多股的纸绳为止。师：请同学分享一下你观察到的实验现象是？（教师结合“纸绳拉伸试验记录表”引导学生得出试验结论并强调试验记录相关注意事项）师：我们观察到，随着纸绳数量增加，结构强度测试仪受力在不断增加。要科学的解释上面的实验现象，我们首先来了解几个概念。（展示内力、应力、强度的概念及应力的公式）师：现在我们结合应力公式分析上述试验现象：试验中多股绳比单股绳相比，前者受力面积大，两位学生代表演示“纸绳拉伸试验”，讲台就近一位学生负责试验记录，其余学生观察试验现象。学生分享观看课件引导学生形成整理试验记录、完成试验报告的意识，进一步认识技术与设计中对数据要求的重要性。引导学生观察纸绳的数量与用力大小之间存在的关系。同时，根据试验数据，引导学生得出内力与构件截面积之间的对应关系。

投新课（28分钟）承受的应力小，变形就小，抗破坏能力大，就不容易被扯断。提问：同样粗的铁棍子要比木棍子结实，为什么呢？阅读教材24页【阅读材料】（2分钟）提示：原因在于铁材的分子搭配与排列，比木材的要紧密，所容许承受的最大应力要大，这个就叫容许应力。自学教材24页【阅读材料】介绍容许应力概念。强调设计结构时为了使结构强度更可靠，一定要让结构的所受应力小于结构的容许应力，引导学生具备根据物体结构功能的不同需要，应正确选择不同材料的理念。试验二：探究一张A4纸的承载能力？（14分钟）以小组为单位，每组发放一张A4纸，两根支撑木块，一瓶胶水，在不增加其它物品的情况下，探究A4纸的承载能力。6分钟后，请小组代表上讲台演示小组探究结果。教师根据学生创意（改变纸张形状，如折成瓦楞纸状、拱形状、多次对折……），分析A4纸张强度增大的原因，并拓展瓦楞纸的广泛使用领域一一纸箱。师：通过实验，影响结构强度的因素是什么？提问：结合生活中的常识，除了形状还有哪些会影响结构的强度呢？请举例说明。（教师展示课件）分组探究小组展示思考并回答；观看课件。帮助学生将所学理论知识与生活实际运用衔接。同时，引出影响结构强度的第一个因素一一形状。引导学生总结出影响结构强度的其它两个因素一一材料和结构的连接方式。任务：自学课本27页“力学结构的连接方式”（4分钟）（播放视频：中国古建筑禅卯结构）师：通过学习，影响结构的强度主要有构件的形状、材料、材料的连接方式三个要素。自学观看视频拓展结构常见的连接方式，引出影响结构强度的另外两个因素一一材料、材料的链接方式。回顾总结（2分钟）复习应力与强度的概念、应力与强度的关系以及影响结构强度的三个因素。观看课件通过回顾加深学生对本节课整体知识的把握。总结提升（1钟）提问：我们为什么要学习结构的强度呢？提示：帮助我们在设计时，能够正确的选择结构和材料，从而增加结构的强度。师：学完今天这门课，你能将结构强度理论知识运用到生活中实践探究中去吗？思考并回答引导学生进行总结、反思学习结构强度的目的是什么，从而将结构强度理论知识运用到生活中实践探究中去。自我评价（2分