
一、教學(xué)內(nèi)容
本節(jié)課讓學(xué)生理解什么是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并從技術(shù)試驗(yàn)的角度,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,依據(jù)實(shí)際需要提出改進(jìn)的方案。
二、學(xué)科核心素養(yǎng)要求
1. 技術(shù)意識(shí):通過(guò)技術(shù)活動(dòng)探究重心、支撐面等因素對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響,并嘗試解決相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。
2. 創(chuàng)新設(shè)計(jì):能依據(jù)相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn),并寫(xiě)出試驗(yàn)報(bào)告。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1. 重點(diǎn):能依據(jù)相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn),并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
2. 難點(diǎn):理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念及其影響因素。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)課件,一次性木筷子(或竹筷子)、塑料管、鋁條、鋁片、木條、熱熔膠棒、若干細(xì)繩等;剪刀、美工刀、鋼鋸、鋼絲鉗、熱熔膠槍、若干鉤碼等。
五、教學(xué)過(guò)程
1. 情境導(dǎo)入
小明發(fā)現(xiàn)有些辦公桌在升高后,從水平方向推它時(shí),會(huì)有明顯的晃動(dòng)。而降低高度后,晃動(dòng)幅度會(huì)減小。
2. 新課學(xué)習(xí)
(1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的探究
活動(dòng)1:懸臂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性體驗(yàn)。
活動(dòng)要求:懸臂結(jié)構(gòu)底部與地面接觸所形成的支撐面的大小不超過(guò)200毫米×200毫米,底部與掛重物的位置在水平和豎直方向相距都不少于200毫米。
活動(dòng)過(guò)程:
①分小組設(shè)計(jì)方案。
②根據(jù)給出的結(jié)構(gòu)方案制作懸臂結(jié)構(gòu)。
③在懸臂結(jié)構(gòu)前端逐步懸掛鉤碼,觀察并記錄懸臂結(jié)構(gòu)傾倒時(shí)所掛鉤碼的質(zhì)量。
④在懸臂結(jié)構(gòu)前端懸掛步驟③中懸臂傾倒時(shí)的鉤碼數(shù)量,并嘗試在懸臂結(jié)構(gòu)的其他位置添加重物,使懸臂結(jié)構(gòu)重新保持穩(wěn)定。
問(wèn)題1:懸掛鉤碼到一定數(shù)量后,懸臂結(jié)構(gòu)狀態(tài)有什么變化?
歸納:結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。
問(wèn)題2:對(duì)比各小組的懸臂結(jié)構(gòu)在傾倒時(shí),所掛鉤碼質(zhì)量是否相同?
問(wèn)題3:思考分析不同懸臂結(jié)構(gòu)的區(qū)別?
問(wèn)題4:在活動(dòng)步驟④中,所加重物的位置與其質(zhì)量有什么樣的關(guān)系?
歸納:結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與重心之間的關(guān)系。
活動(dòng)2:探究四種A字形梯的穩(wěn)定性
問(wèn)題5:A字形梯在載人時(shí)重心很高,為什么還能保持穩(wěn)定?
問(wèn)題6:A字形梯中間的橫梁有什么作用?
問(wèn)題7:圖丁中采用八腳支撐的原因是什么?
歸納:結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)形狀以及支撐面大小的關(guān)系。
(2)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的技術(shù)試驗(yàn)
活動(dòng)3:課桌穩(wěn)定性試驗(yàn)
活動(dòng)要求:
①課桌一張,如果條件允許請(qǐng)用站立式辦公桌。若用站立式辦公桌,則需要在升到最高和降到最低狀態(tài)下分別進(jìn)行測(cè)試。
②加載設(shè)備(提供垂直或水平加載力)、加載墊(直徑為100厘米)、擋塊(用來(lái)防止桌子移動(dòng))。
③應(yīng)在最不穩(wěn)定的桌邊進(jìn)行試驗(yàn),如該桌邊不明確,則應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。如果桌子安裝了抽屜,在測(cè)試時(shí)抽屜應(yīng)關(guān)閉并不應(yīng)載重。
活動(dòng)過(guò)程:
①把課桌放在水平地面上,用擋塊抵住課桌最不穩(wěn)定邊的桌腿,防止課桌在試驗(yàn)時(shí)移動(dòng)。
②垂直加載穩(wěn)定性試驗(yàn)。通過(guò)加載墊在課桌最不穩(wěn)定邊中心離邊沿向內(nèi)50毫米桌面處,垂直向下逐漸加力,至下表中的規(guī)定值或直至課桌有一個(gè)桌腿離開(kāi)地面時(shí)為止。記錄最大荷載。
③垂直和水平加載穩(wěn)定性試驗(yàn)。在課桌最不穩(wěn)定邊中心離邊沿向內(nèi)50毫米桌面處通過(guò)加載墊垂直向下加100 N的力,同時(shí)在該邊中點(diǎn)桌面上向外施加一個(gè)水平力,逐漸增加該力至下表中的規(guī)定值或直至課桌有一個(gè)桌腿離開(kāi)地面時(shí)為止。記錄最大荷載。
④將課桌順時(shí)針轉(zhuǎn)180度,針對(duì)課桌的另一條不穩(wěn)定邊,重復(fù)上述步驟②、③,并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
問(wèn)題8:根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析所測(cè)試課桌的穩(wěn)定性是否達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?思考原因?
問(wèn)題9:思考如果要提高課桌的穩(wěn)定性,可以采取哪些措施?
課堂小結(jié)
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的含義。
(2)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的三個(gè)主要因素:重心位置、支撐面大小、結(jié)構(gòu)的形狀。
六、教學(xué)總結(jié)
本節(jié)課通過(guò)技術(shù)體驗(yàn)探究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從活動(dòng)中認(rèn)識(shí)影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素:重心位置的高低、支撐面的大小以及結(jié)構(gòu)的形狀。通過(guò)技術(shù)試驗(yàn)分析結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的原因,并能分析如何提高其穩(wěn)定性。
七、教學(xué)反思
本任務(wù)難點(diǎn)是要理解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念及其影響因素,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)下一節(jié)課的知識(shí)后,會(huì)對(duì)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的概念混淆不清。因此在本節(jié)課中,需要通過(guò)技術(shù)體驗(yàn)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)穩(wěn)定性概念的理解。類(lèi)型
記錄數(shù)值
技術(shù)參數(shù)
國(guó)家標(biāo)注(規(guī)定值)
最大荷載
不穩(wěn)定邊1
垂直加載穩(wěn)定性
600 N
垂直和水平加載穩(wěn)定性
20 N
不穩(wěn)定邊2
垂直加載穩(wěn)定性
600 N
垂直和水平加載穩(wěn)定性
20 N
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