高中通用技术-飞檐斗拱 稳如泰山教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE6PAGE《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》教学设计一、教学目标（一）知识与技能1、理解稳定和结构稳定性的概念。2、掌握影响结构稳定性的因素。3、能运用影响结构稳定性的因素判断结构的稳定性，并能对如何增加结构稳定性提出自己的看法。（二）过程与方法通过技术试验及试验分析、小组讨论等方法引导学生综合运用相关的理论知识，提高学生的知识迁移能力。（三）情感态度价值观让学生体验实验过程、通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，注重小组之间的交流，培养合作交流能力，鼓励学生表达自己的认识和判断形成实事求是的科学态度，增强学生的主动参与意识。二、教学重点与难点（一）教学重点通过技术试验分析影响结构稳定主要因素。（二）教学难点1、影响结构稳定性的主要因素。2、利用影响结构稳定性的主要因素对简单结构进行稳定性分析。三、教学方法讲授法、PPT演示法、技术试验法、分析讨论、自主探究法、观察发现法、案例分析法等。四、教学准备本节课的教学在技术多媒体教室完成。通过试验，幻灯片呈现诸多的图片、实物，借以加深学生对本节知识的掌握。多媒体课件、矿泉水瓶2个(1瓶装满水，1瓶只有一半水)，塑料板1个，纸牌5副，傲软投屏软件（免费版）。教学课时安排1课时六、教学过程（一）引入新课以模拟中国古建筑构建过程的3D动画为引导视频，古建一屋三分，台基、屋身、屋顶，屹立千百年，依然稳如泰山，其千年不倒的秘密是什么？顺势导入稳定的概念。（二）进行新课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？谈一谈你理解的稳定性，什么样的结构是稳定的呢？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：稳定性使指结构在载荷作用下维持其原有平衡形式的能力。2、影响结构稳定性的因素：探究活动一：设计试验，探究结构的稳定性与重心位置的关系HalfHalfFull（1）从结构角度：设计实验准备素材：1）两瓶水，容器相同，一瓶装满液体，一瓶只装一半液体。2）一块塑料板。小组探究设计实验并演示：论证重心位置对结构稳定性的影响。台基台基台基从文化角度：台基有高低，是等级的标致，台基低则建筑物的等级低，台基高则建筑物的等级高。分析重心位置与结构稳定性的关系，完成导学案第一项填空。探究活动二：完成试验，探究支撑面的大小对结构的稳定性的影响，如何让一张A4纸立在桌面上（1）接触面：物体与面接触形成的面积。支撑面：是物体与面接触形成支撑点的连线构成的面积。两个概念有本质的区别。（2）利用数学知识S=1/2absinC，求两立面的最大支撑面积。屋身结构为四方造型：从结构角度：四方结构，墙与柱围城四方形状，从结构角度可以使面面垂直，使屋身结构的支撑面最大化，提高建筑物稳定性。

2）从文化角度：四方结构，契合帝王的权御思想，寓意权倾四方、平定四方。分析支撑面大小对结构稳定性的影响，完成导学案的第二项填空。探究活动三：重心位置低，支撑面大的结构就一定稳吗？请一名同学做马步动作。扎马步动作与站立动作相比，重心降低且支撑面增大，如果继续以前倾的方式降低重心位置，稳定性会降低，发生倾倒。分析重心垂线与支撑面的位置关系，完成导学案第三项填空。

（3）中国古建筑多为对称结构从结构角度：对称性的结构形式，使建筑物的重心垂线落在支撑面的中轴线上，增加结构的稳定性。从文化角度：中国文化讲究中庸和谐，不偏不倚、允当适度，体现在古代建筑上就是建筑的平面作对称均齐布置。探究活动四：防止倾倒，应该怎么办。同学帮帮忙，完成前倾动作。构建三角形形成稳定的结构斗拱飞檐，木质结构相互交叉，构成的三角形最多，房顶外沿轮廓也多设计为三角形。1）从结构角度：三角形是稳定性最强的形状结构，斗拱飞檐采用三角形为基本结构形状，保障了建筑物的稳定性。2）从文化角度：屋顶做成“人字形”体现了“天人合一”观。天在上，地在下，人居中央，屋顶做成的“人字形”就代表了人“顶天立地”。（三）知识拓展主题：颂扬中华勤劳智慧树立爱国主义情怀根据上节课留的课后任务，请同学介绍由中国设计师、华人设计师、中国团队设计的著名建筑。（四）学以致用合作探究：人人都是结构师，构建纸牌塔。教师评价：利用投屏软件、拍照从细节和宏观实施评价（五）小结本节课从古建筑的结构，探究了其千百年不倒的秘密，通过实验论证了影响结构稳定性的4个因素，是：重心的高低、支撑面的大小、中心垂线与支撑面的位置关系、结构的形状。（六）课后探究摩天大楼屹立不倒的秘密是什么？

附件：导学案《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》导学案教学目标：1、理解结构稳定性的概念。2、掌握影响结构稳定性的因素。3、能运用影响结构稳定性的因素判断结构的稳定性，并能对如何增加结构稳定性提出自己的看法。结构稳定性的概念稳定性，是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡形式的能力。影响结构稳定性的因素一屋三分屋顶（4、形状）屋顶（4、形状）重心垂线与支撑面的位置关系重心垂线与支撑面的位置关系屋身（2、支撑面）台基（1、重心）台基（1、重心）1）影响结构稳定性的因素之一：___________________________________位置越__________（高/低），结构稳定性越强；__________位置越__________（高/低），结构稳定性越弱。2）影响结构稳定性的因素之二：___________________________________面积越__________（大/小），结构稳定性越强；__________面积越__________（大/小），结构稳定性越弱。3）影响结构稳定性的因素之三：_________________________重心垂线的位置落在支撑面__________（内/外），结构稳定性强；重心垂线的位置落在支撑面__________（内/外），结构稳定性弱。4）影响结构稳定性的因素之四：_________________________由稳定性__________（强/弱）的形状构成的结构，稳定性强；由稳定性__________（强/弱）的形状构成的结构，稳定性弱。3、小组活动：人人都是结构师，3分钟时间内，用尽量少的纸牌搭建尽量高的纸牌塔。4、课后思考：摩天大楼稳定的原因是什么？《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》学情分析前面两节课，学生已经学习了结构的基本知识，对结构有了一定的认识，是一种感性的认识。并未形成对结构的深层理解，缺乏对结构的理性认识，难以形成系统的知识架构，而通用技术课要培养学生的动手实践能力，他们更愿意把所学习到的知识运用到生活中，从生活中的例子启发学生带领学生进行技术试验，培养对比归纳能力，真正的把所学习到的知识运用到生活中去，让知识指导实践。为后续的结构设计做好知识铺垫。结构是具体的、形象的，结构的稳定性是与学生学习和生活息息相关的，且学生在以前进行作品设计制作过程中也已经对稳定性有了一定的认识。因此，对于基础好，思维活跃又有着很好的技术素养的高二学生定能很好掌握本节课内容。《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》效果分析本节课开始，老师以模拟中国古建筑构建过程的3D动画为导入，激发了学生的学习兴趣，向学生明确所有的科学知识都是融贯古今的，向学生灌输结构稳定性学习的现实意义和必要性，从而调动学生学习本节课的兴趣和责任感。课堂所展示的视频，都是源于真实的古迹建筑，出示的实物都是平时很容易找到的，从而让学生明白技术来源于生活。通过简单的实验过程让学生很轻松的得出实验结论，，从而增强了学生学习通用技术课的信心。学生的课堂参与活跃了课堂气氛，亲身实践培养学生的动手能力。探索性的问题拓展了学生的视野，让学生在学习过程中感到技术课的无比乐趣。真正做到学中做，做中学！《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》教材分析《结构的稳定性》是广东科技出版社普通高中课程标准实验教科书《通用技术—技术与设计2》第一章《结构与设计》第二节《探究结构》第一框的内容。“结构的稳定性”安排在“结构与力”和“结构的分类”之后，这样安排符合学生的认知规律，从浅到深，由易到难。“结构的稳定性”是“探究结构”这一章的一个重要组成部分，同时也是后面学习“结构设计”的基础，有着承上启下的作用。本节从中国古建筑结构出发，通过实验探究了结构稳定性的概念和影响结构稳定性的因素，使学生进一步认识结构，为后续结构设计的学习奠定基础。通过试验和案例式的探讨，有利于提高学生的分析能力和培养学生的探究精神。《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》评测练习分析填空根据本课内容，将古建筑剖面图中，各部分对应的影响结构稳定性的因素补充完整，将序号填在对应的横线上：屋顶（1.____）屋顶（1.____）4.____屋身（2.____）4.____屋身（2.____）台基（3.____）台基（3.____）重心的位置 B.支撑面的大小 C.重心垂线与支撑面的位置关系 D.结构的形状选择题1、公共设施维护过程中，维修师傅经常需要乘坐升降机进行空中作业。如果你来设计如图所示升降机，从稳定性角度考虑设计不合理的是A．适当增加四个支撑脚之间的距离B．工作台升降时，两升降臂能协同调整，保证重心落在支撑面内C．适当增加底盘的重量D．适当增加工作台的重量2、单脚支撑的自行车的是利用了（）实现其稳定性的A．重心的垂线位置B．支撑面积的大小C．结构的形状D．综合以上各因素3、小王同学设计并制作了一款如图所示的台灯，使用时发现其稳定性较差。为了提高稳定性,小王同学提出了以下改进措施，其中合理的是（）。A．减小底座圆盘的直径B．增加底座圆盘的重量C．增加支撑杆的长度D．增加台灯上部的重量4、如图所示的一个咖啡桌，在不影响其实用性的情况下，增加桌子的稳定性，下列做法中最优的方法是（）A．减小桌面的面积B．降低桌面的高度C．增大桌面的质量D．增大三角支架的质量5、下列事件中，能用结构的稳定性来解释的事实是()A．拔河的绳子断裂B．鸡蛋在某种情况下可以承受很大的外力C．广告牌被台风吹倒D．钢筋混凝土梁能承受很大的压力和拉力三、判断题1、如图所示的椅子，两边的椅脚前后适当的张开，可以提高椅子的稳定性。（）A．正确B．错误2、物体的结构强度越大它的稳定性就越大。（）A．正确B．错误答案及解析：一、分析填空1、D 2、B 3、A 4、C解析：1、屋顶：内外均多采用三角形结构构造，增加结构稳定性。2、屋身：墙与柱构成四方造型，面面垂直，获得最大支撑面积。3、台基：将建筑结构重心控制在较低的位置，以增加结构的稳定性，4、整个建筑结构呈对称性，使结构重心垂线落在支撑面的中轴线上。二、填空题1、D 2、D 3、B 4、D 5、C三、判断题1、A 2、B《斗拱飞檐稳如泰山—从中国古建筑探究结构的稳定性》课后反思《结构的稳定性》是广东科技出版社出版的第一章第二节第一框的内容。本节课采用启发式和探究式的教学方法。在整节课中，我注重通过观察图片、视频、实验，实践等直观的方式引导学生，让学生从这些现象中提炼知识点，并把学到的知识用于解决实际的实践问题。从本节课的备课与教学中，我有以下的体会：1、探究试验的选择。本课内容专业性强，貌似简单，但却抽象。学生没有进行过相关的培训，对内容只停留在“常识”上，没有形成系统的认识。我在进行本课的教学设计时就如何化抽象为具体深入思考过，最终采用探究式与启发式的教学。不局限于课本案例，从中国国建筑结构一屋三分，台基、屋身、屋顶各个结构，与结构稳定性影响因素之间的关系出发，在选择探究所需要的试验时，注重学生的自主创造和探究，本来打算由教师进行试验讲解，后来决定提供素材，由学生进行设计试验，效果很好，学生参与度很高。最后的综合应用，引导学生充分考虑影响结构稳定性的各个因素，组员合作搭建纸牌塔，是对本节课所讲的影响结构稳定性的因素和稳定性概念理解的综合应用，激发学生的创造性。2、教学设计的合理性。本教学设计，充分利用了启发式和探究式教学方法来调动学生的学习积极性和主动性。教学引入部分设计也比较成功：通过问题让学生根据所观察的日常生活中的实物及一些有名的建筑来思考“影响结构稳定性的因素有哪些？”。这样，学生在问题冲突中产生学习的愿望，极大地调动了学生的学习兴趣。3、让学生参与“教”的活动中。在试讲过程，为了比较容易地控制课堂时间，在做探究试验时，我选择“教师动手，学生观察”的方式。但教学效果不尽人意。所以，最后确定由教师指导，学生动手完成试验，学生演示试验比教室躬身自行更能引起同伴的注意和学习欲望。在试验过程中，由于教室空间较大，后排的同学无法清晰的观察到试验的过程，所以我利用了摄像头，来投影放大试验过程。这一做法，得到听课教师的一致好评。4、运用师生互动的教学模式。从学生已有的生活经验出发，通过学生自己动手试验，视频片段展播，紧紧围绕“结构的稳定性与重心位置的高低、支撑面的大小、结构的形状”这三个要素之间的关系，引导、激趣、讨论，让学生在真实有趣的情境中，满怀好奇去探究、体验知识形成的全过程。这注重把知识置于具体的生活情境中去学习的新理念。5、活动组织进程上要注