《结构与稳定性》教学设计

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【教材分析】

一、《课程标准》要求分析

根据《教育学》有关课程结构的理论,课程标准是根据课程计划以纲要的形式编定学科教学内容的教学指导文件。教材则是根据课程标准阐述学科内容的教学用书,是课程标准的具体化。因此,在教学设计、教学目标编制等方面,要求教师首先应该钻研课程标准,明确课程标准对教学目标的规定性要求。在《普通高中技术课程标准》的通用技术部分,对《结构与稳定性》内容标准和课程目标作了明确描述,教师在进行教学设计前应先对《课标》中与本节课内容有关的部分作一个解读:

1.在内容标准部分,要求“能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素,并写出试验报告。”

2.在课程目标部分,知识与技能目标要求“具有初步的技术试验的操作技能,能进行基本的技术测试和技术指标测量,会写简单的技术测试和技术试验报告”;过程与方法目标要求“经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术试验过程,学会简单的技术试验方法,理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用,形成初步的技术试验能力”;情感、态度、价值观目标要求“体验技术问题解决过程的艰辛与曲折,具有克服困难的勇气和决心,培养不怕困难、不屈不挠的意志,感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦”。

二、教材分析

《结构与稳定性》是苏教版《技术与设计2》第一单元第二节第一部分的内容。结构的稳定性与强度是结构的两个重要特性,对结构设计的学习起到关键作用。(在技术与设计的整个体系中具有承先启后的重要的作用,而且是教材中极具技术含量的内容)。苏教版教材主要从两个方面来阐述结构的稳定性:一是结构的稳定性的基本概念;二是影响结构稳定性的主要因素。通过本课程的学习,可以使学生对结构有更深的认识,同时为学习“结构与强度”的知识和进行简单结构设计打好坚实的基础。

1.本节课的【教学目标】定位如下:

(1)知识与技能目标:①理解结构稳定性的含义。②理解影响结构稳定性的因素有哪些。③具有进行结构与稳定性技术试验的操作技能,能进行结构稳定性的技术测试和技术指标测量。

(2)过程与方法目标:①经历结构与稳定性试验的观察、设想、调试、测量等技术试验过程,学会简单的技术试验方法,形成初步的技术试验能力。②能通过试验,分析总结出影响结构稳定性的主要因素,并能写出试验报告。

(3)情感态度价值观目标:①体验技术问题解决过程、技术试验的艰辛与曲折,感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦。②通过技术试验的实践活动,提高学习技术的兴趣。培养学生认真严谨的科学态度和持之以恒的意志品质。

2.教学重点和难点:

(1)教学重点:影响结构稳定性的主要因素。

(2)教学难点:通过试验,分析总结影响结构稳定性的主要因素。

【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、结构的受力有了初步的认识,具有了相应的力学知识,但是学生的技术试验的操作技能、基本的技术测试和技术指标测量能力不足,初步的技术试验能力还未形成。通过本次课程的学习,学生经历观察、设想、调试、测量等简单的技术试验过程与科学探究过程,学会简单的技术试验方法,形成初步的技术试验能力。并且能通过探究、试验、分析总结出影响结构稳定性的主要因素,能写出试验报告。

【教法分析】

1.直观教学法。采用视频剪辑、图片、实物展示,让学生亲自试验体验。使用视频剪辑:“台湾洪水肆虐——知本温泉区饭店冲倒”、“美国911袭击——世贸大厦塌毁”,吸引学生注意、引起学生兴趣、充分激发学生的思维。截取视频中两栋大楼都出现了问题的关键画面,让学生比较思考回答问题;相同的框架,使用不同的组合所成的两个自制结构(两个三角架),通过教师的演示,设置一个关键性的问题情境,如何探索影响结构的稳定性的因素呢?调动学生的积极性和高度热情,主动地思考、讨论、探索解决问题的方法;采用自行设计的结构框架模型,在尽可能使影响结构稳定性的某因素是唯一变量的试验环境下,让学生进行技术试验与科学探究。当然,框架模型也设计为既可以试验探究某一个方面的因素,也可用于试验探究几个方面的因素。

2.技术试验探究法。应用“建构主义”的学习理论,通过结构框架模型试验,让学生在探究中学习、在试验中提高。顺利实现从感性认识到理性认识的升华。学生使用结构框架模型,经历观察、设想、调试、测量等技术试验过程,学会简单的技术试验方法,通过探究、试验、分析总结出影响结构稳定性的主要因素,并写出试验报告。理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用,形成初步的技术试验能力。

3.合作学习法。根据新课改提出的合作学习及探究学习的精神,本节课设计以学生与学生之间的互动为主,教师与学生的互动为辅,培养学生的合作能力,对话与交流能力,让学生积极主动地参与学习,实现学生学习方式的变革。在小组合作探究与技术试验后,学生小组代表进行互动式的汇报与交流,培养和提高学生的表达能力。

【学法分析】

采用以小组为单位的教学组织形式,学生以小组为单位进行自主探究、合作学习。突出学生的主体地位,充分开展学生互动交流、互相启发、互相学习;教师的主导作用也应该得到体现,特别是在进行技术试验的过程中,必要的点拨和适当的引导显得尤为重要。因为学生的技术试验的操作技能、基本的技术测试和技术指标测量能力不足,初步的技术试验能力还未形成。教师要指引学生的试验方向与方法。教师的主导作用还要体现在熟练的运用启发式教学,激发学生的学习热情,让学生主动的学、积极地学、充满兴趣的学、卓有成效地学。

【教学资源分析】

1.自制框架模型、相关配件、木块、视频剪辑、图片、实物等。

2.教学场地:通用技术2室。

【教学过程】

1.设置情景、引入新课。(3分钟)

抛出问题:下面有一段视频,都是大楼出现严重问题的视频,你能分析它们所出的问题在那里?差别是什么吗?

播放视频剪辑:“台湾洪水肆虐——知本温泉区饭店冲倒”、“美国911袭击——世贸大厦塌毁”。因为视频只有19秒钟,比较短。为了吸引学生注意、引起学生兴趣、充分激发学生的思维,将视频播放两遍。

投影两栋大楼都出现了问题的关键画面,让学生比较思考回答。

教师引导学生回答出:“倒”和“塌”。

紧接着教师再追问学生:“倒”和“塌”有什么区别?

教师总结情景:知本温泉区饭店被水冲倒是结构的稳定性出了问题;美国世贸大厦的塌毁是结构的强度被破坏而出了问题。这节课我们要探究的是结构的稳定性问题。而结构的强度问题,留待以后再讨论。

本课的主题是:结构与稳定性。【板书:结构与稳定性】

2.由以上情景引出结构的稳定性的概念。(1分钟)

(1)结构的稳定性:教师提问:什么是结构的稳定性?

指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

【板书:一、结构的稳定性:荷载 维持 平衡】

教师对其概念要作进一步的解释,主要是以上板书中的关键词。

最后可以增加解释:换句话说:受外力后恢复原有平衡状态的能力。

结构的稳定性是结构的重要特性之一。

教师演示:

演示器材:相同的框架,使用不同的组合所成的两个自制结构(两个三角架)。

演示过程:教师在讲台上用手指用基本相同的力推两个结构的相同部位,一个很容易就倒了,另一个没有倒,而只是在讲台上作了部分的平移。

设置问题情境:

为什么同样的框架,经过不同的组合后所构成的结构的稳定性完全不同呢?

是什么因素影响了结构的稳定性呢?

结构的稳定性与结构的哪些因素有关呢?

设置解决问题的试验方法:用小组合作、技术试验的方法来探究、来寻找问题的答案。组织学生分组进行技术试验探索活动。

3.布置试验探究的活动任务。(5分钟)

(1)告知学生试验内容、试验的器材;布置各组学生探究任务。

(2)发放试验器材。

(3)对学生进行试验作初步的引导(包含简要介绍试验器材的使用,因试验教学具为自行设计制作,学生在教材中找不到参考,故需特别进行集体辅导)。

4.学生试验探究活动。(20分钟)

(1)各组学生按照活动任务进行合作探究,完成试验,记录试验数据,填写试验报告。

(2)教师深入各组,对学生试验活动作必要的启发、指导。

5.学生整理试验结果。(1分钟)

学生整理试验结果,完成试验报告。

6.小组代表交流各组的试验内容、方法与结果(12分钟)

【板书:二、影响结构稳定性的主要因素】

(1)小组代表带上试验器材到讲台上发言,简要交流试验探究过程。

(2)报告试验结果。

此过程中教师应该作必要的交流引导工作,注重交流的效益和效率。

【板书:学生边交流边板书记录四个因素的要点】

7.教师对试验进行简要点评。

教师再次简单演示一遍上面的三角架试验。

演示后师生共同小结:通过我们的试验探究之后发现,影响结构稳定性的主要因素之间关系的一个重要结论:影响结构稳定性的各种因素是相互关联的,要从结构的整体性来综合考虑,从各种因素的相关性来讨论。

8.师生总结新课内容。(与试验总结点评共1分钟)

9.教师引导,学生进行应用拓展。(2分钟)

教师给出台灯设计的案例,画出台灯的设计草图。

提问学生:要让台灯稳定性更好,如何设计呢?学生进行应用拓展。

10.作业设计:

(1)继续探究和完善台灯稳定性的设计方案;

(2)让学生从影响结构稳定性的主要因素的角度,探究一些日常结构如蓝球架、广告牌等稳定的原因。

【板书设计】

【教学反思】

1.准备这堂课的试验是有相当难度的。要给学生铺设好适当的台阶让学生上升到相应的高度。可以考虑从以下几个方面设置台阶:

(1)巧设疑问,激发学生主动性。

(2)启发教学、教学演示要精当,直达教学重点、难点。

(3)试验器材尽可能将试验对象(影响因素)减少到最少,提高试验的目的性、针对性和有效性。

(4)学生合作学习、互动交流。较好的满足新课改对学生成长发展的要求。

2.学生在进行分组试验探究影响结构稳定性的因素时,热情高、主动性强。但是试验的方向、方法不是很明确,测量方法的使用还是有欠缺,比如第2组的试验,学生没有使用弹簧称测量出准确的数据,自己在指导方法上还需要更细致。

3.对于这节课,笔者感觉还是有点遗憾,没有设计好一个综合性的试验,学生可以把这堂课的全部内容贯穿于一个高质量的试验,以及与其相配套的试验仪器与器材。技术试验是技术活动中重要且不可缺少的一种思想、一种方法、一种技能。如何能使教师和学生一起设计出更好更简单的技术试验,以及与其相配套的试验仪器与器材,是技术课程资源建设的重要课题,对技术课程教师也是一个较有难度的挑战。

4.感觉时间比较紧张,学生的各个试验不能充分展开。