结构的稳定性(案例)

第一篇：结构的稳定性(案例)

课题：结构的稳定性

一、教学目标：

1、知识目标：理解结构稳定性的概念，掌握影响结构稳定性的因素。

2、能力目标：能对物体的结构进行理论分析并通过技术试验分析影响结构稳定性的主要因素；能对结构提出合理化的设计，动手改造和革新物体的结构，培养学生的创新精神和实践能力。

3、情感目标：通过分析讨论、合作学习，培养学生的团结合作精神，主动参与意识，体验学习乐趣；培养学生观察――怀疑－－试验－－总结的研究思路；渗透安全教育、德育教育，培养学生实事求是、严谨负责的科学态度从而形成富有责任感的技术设计观。

二、教学重点、难点

1、重点：掌握影响结构稳定性的主要因素。

2、难点：利用所学知识分析实际案例，解决实际问题。

三、教学资源

一个不倒翁玩具、两个熟鸡蛋、三个矿泉水瓶、几本书、多媒体等

四、教法设计

开始采用激趣法，通过观察多媒体图片让同学思考为什么台风过后很多结构受到破坏比较严重，而有些结构基本没有损坏，从而引起学生对结构稳定性的兴趣。接下来结合生活事例，让学生主动观察或亲自动手试验，引导学生总结稳定性的概念，探究影响结构稳定性的两个主要因素。然后通过合作探究、能力拓展两个环节让学生把知识变为能力，让学生自己分析生活中的关于结构稳定性的实例，并动手改进结构的稳定性。

五、教学过程

(一)导入新课

【大屏幕展示台风过后城市的浪迹场面】

我国东南沿海地区经常有台风袭击，台风中心所到之处，一片狼藉，很多结构受到破坏，然而也有一部分结构基本完好，这说明，有的结构稳定性好，有的结构稳定性不好。【学生观察归纳】

图片中哪些物品稳定性好，哪些物品稳定性不好？ 【老师引出课题】

为什么有些结构容易翻倒而有些不容易反倒?结构的稳定性跟哪些因素有关?我们又如何提高结构的稳定性而避免给我们带来不必要的损失?这说明结构的稳定性设计在我们的生产生活中是非常重要的。这节课我们就来讨论这些问题。

(二)知识构建

知识一：稳定性的概念（通过老师的试验展示，学生归纳总结）【老师出示不倒翁玩具并用手扳动】

学生通过观察、总结稳定性概念――结构的稳定性是指结构在外力的作用下，维持其平衡状态的能力。稳定指的不是状态的绝对不变，而是受到干扰后允许状态有所波动，但当扰动消失后能重新返回到原始的平衡状态，则为稳定。不能回到原有的平衡状态，则为不稳定。知识二：影响稳定性的两个因素（每个因素都是通过试验――归纳总结――举例分析现实生活中的实例）【展示走钢丝图片】

在走钢丝时，平衡杆举在头顶、置于胸前或置于腹部，哪种方法稳定？ 【老师展示教具，学生思考回答，然后试验验证】

两个矿泉水瓶正立（一个装少量钢珠一个装面粉，但质量相同）哪个稳定? 【通过试验得结论】

重心位置越低，结构越稳定（影响结构稳定性的第一个因素）【老师提问】

日常生活中，你还能说出哪些结构因为重心位置较低而稳定的例子？ 【学生讨论后回答】

赛车、电风扇、篮球架等

【老师展示教具，学生思考回答，然后吹气试验验证】

三个矿泉水瓶均装满水，分别为正立、倒立、横着水平放置，哪一个最稳？哪一个最不稳？为什么？ 【通过试验得结论】

正立稳定，因为支撑面积大。横放最不稳定，因为横放的支撑面是一条直线。故得结论：支撑面积越大，结构越稳定（影响结构稳定性的第二个因素）【老师提问】

还有哪些通过增大支撑面积大而增加稳定性的例子? 【学生讨论后回答】

电视塔、水库大坝、埃及金字塔、照相机支架、A字型梯等 【老师展示教具，学生思考回答，然后试验验证】

怎么把熟鸡蛋竖立起来?――轻磕后可以，因为鸡蛋竖起来重心较高，希望回到重心较低的横放位置，但是当竖起来轻磕之后，支撑面由一个点变为一个面，增大了支撑面积。(此试验讲的是脑筋急转弯，是个逻辑问题，因为大家下意识的前提是鸡蛋不能损坏，这也是创新意识，要打破传统凝固思维)【学生试验比赛】

同学试着把书竖立起来，检验如何方式比较稳定。

【总结】同样的一本书，把书页展开一定的角度，能较稳地竖立在课桌上。【结论】结构的稳定性与结构的形状有关

【学生讨论后回答】举例：Z字型屏风，A字型梯，相片架，三角形支架等。【总结论】影响结构稳定性的主要因素：（1）重心位置的高低（2）结构与接触面所形成的支撑面的大小（3）结构的形状 【老师设问】

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 【结论】结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线应落在结构支撑面内。【学生讨论分析】

案例

一、为什么三轮车装货物不可太偏后? 案例

二、运动员跨栏时，为什么不可反方向跨越？

案例

三、当乘车时，如果没有座位，身边又没有可用的扶手，两脚站立，怎样维持稳定? 案例

四、单腿支撑的自行车，支撑脚及两轮与地面的接触点共同构成三点支撑，形成稳定结构。它的稳定程度取决于单脚支撑架的倾斜度，在一定范围内，支撑架与地面的夹角越小(车身越倾斜)支撑面积越大，稳定性越好。但夹角也不能过小，否则单车的自身重心所在点的垂线将落在结构支撑面以外，也就无法保持平衡了。(四)能力拓展 【老师设问】

不稳定结构一定没有好处吗? 【学生思考一】古时候农村用于打水的木桶如果做的非常对称，水桶到达水面将无法倾斜实现积水的目的，应该怎么办呢? 【讨论回答】桶的边缘上配置一个重物或者把桶底做成圆锥型，以减少支撑面积以实现自动翻倒打水。

【学生思考二】如何利用结构的不稳定性制作一个地震预报装置呢？

【讨论回答】把啤酒瓶把倒立，大地稍微震动，酒瓶就会倾倒，惊动室内的人，尽早感知地震。(五)总结提高

【学生总结本节课的知识点，然后老师进行情感迁移】

“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。仅管它们各自的具体内容不一定相同。但是，它们的本质涵义却有相似之处。其实我们的人生也可以称为一个结构，所以我们在年轻的时候，在人生的初始阶段应该打好基础，尽量使自己人生结构的接触面越大越好，这样自己的人生才最稳定，最坚固。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，学好各科知识，不要偏科，谦虚好学，练就过硬的本领。(六)作业布置

作业：利用易拉罐盒或食品盒制作简易笔筒

要求：稳定性、创新性、经济性、实用性、美观性（重点是如何增加笔筒的稳定性）

第二篇：二、“结构与稳定性”教学案例

二、“结构与稳定性”教学案例

一、教学思路

教材在引入部分中是用文字来感受失去平衡的结构，在实际教学中不够形象直观。很难一下子激起学生的兴趣。因此在引入部分中演示了一个用吹风机吹矿泉水瓶的实验，马上提出质疑：如何保持在有风力情况下瓶的稳定性。创设了一个良好的的探究学习氛围。进而指出结构稳定性的含义。并明确探究目标：影响结构的稳定性有哪些？在下面环节中设计了多个实验来验证这些影响结构稳定因素，再通过分析案例来加强学生的分析理解能力和实际应用能力。在验证重心高低会影响结构稳定性中，设计了两块砖的撞击实验。用撞倒完整砖的力撞击半截的砖，而它却纹丝不动。在验证结构与地触面所形成的支撑面的大小会影响结构的稳定中，则是设计如何使鸡蛋稳稳当当的立起来。在结构形态这个因素中，则是设计了一个让一张硬纸立起来。另外在学生的动手实践活动中，教材用的器材是砖头。在课堂实施既不安全也不卫生，于是改用军棋代替。让学生从感性上理解了影响结构稳定性的因素。

结构的稳定的基本条件在教材中提到过，但有点含蓄，这里设计了一个橡皮泥实验。很生动，把抽象的概念形象化了。这样通过实验，案例，实践三者紧密结合。产生一个形象生动的知识链：认识

理解

运用

巩固。

二、教材分析

本节是“苏教版”《技术与设计2》第一章第二节《稳固结构的探析》的第一主题“结构与稳定性”。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。是对结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固，为后续的结构的强度，结构的设计等教学奠定良好的基础。通过利用探究，讨论，对比等方法有利于提高学生创新的品质和分析能力。

三、学情分析

学生在前面的学习中已经初步掌握了结构的基本知识。因此在教学尽量多些涉及结构的稳定性的生活实例，便于师生进行互动探讨，帮助学生加深对影响结构稳定因素的理解。

学生对三角形结构的结实稳固和物体结构的重心越来越低越稳定相关知识已经通过其它学科在理论有所了解，但面对生活中具体实物结构设计却难以掌握。

四、教学目标

1．知识与技能：理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。

过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法，使学生懂得应用相关的理论知识。

情感态度与价值观：增强学生对结构稳定性的认识。培养创新品质，提高审美意识。渗透安全教育，德育教育。

五、教学重点与难点教学重点：影响结构稳定性的主要因素：重心位置，支撑面的大小和结构的形状 教学难点：利用所学的知识解决生活中的有关现象

六、教学策略

1．在教学中为了使学生掌握相关知识，必须以“影响结构稳定的主要因素”为主线，并以这条主线进行展开。通过实验演示，举例，图片和实物展示激发学生的学习兴趣和创造灵感，以达到应用知识的目的。

2．教师切实的去创造环境，调动学生的各个方面的能力，如：表述的能力、思考的能力、发现问题的能力、解决问题的能力、合作学习的能力等。把课堂还给学生、让学生成为课堂的主体，让学生去说、去想、去做，从推进学生对结构知识的内在联系的认识与体验。

七、教学资源

矿泉水瓶

吹风机

红砖 熟鸡蛋

军棋

橡皮泥等

八、教学过程

1．复习导入

师：在上节课我们学习了结构的基本知识，对结构有了大致的了解。而结构是无处不在的，（观看幻灯片）仔细观察这些结构，请同学们回忆下什么是结构？

生：结构是指事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。

生：从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。

（

进行演示实验）用空矿泉水瓶立放，提示学生对稳定性的关注。再用吹风机对矿泉水吹风，当风力加大，靠近，矿泉水瓶被吹倒。

师：这是一种我们生活中的现象，在没吹它时它是稳定的，后来它为什么会翻倒呢？

（给些时间让学生想，说）指出：这是因应当这些物体受到外力作用时，原有的平衡状态被打破导致的。

师：那么，什么是结构的稳定性呢？

[板书] 结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

师：大家看到了，矿泉水瓶在被吹后，不能抵抗住外力，发生了倾斜甚至翻倒，那如何保持在有风力情况下矿泉水瓶的稳定性？

生：可以在瓶子中装入一定量的水。

[分析]学生看到这个现象后都感到有些“蠢蠢欲动”，想去提高这个结构的稳定性！指出结构稳定性的概念。

（播放台风“圣帕”的视频资料）。引导并指出提高稳定性可以减少损失，同时让学生增加人文关怀意识和自身保护意识。

实验归纳阶段

A．因素一：重心位置的高低

师：既然结构的稳定性被打破后往往会造成严重的后果，那么我们就很有必要知道影响结构稳定性的因素有哪些。

（进行演示实验）两块红砖，材质相同，一块是另一块的一半。分别摆成如图形状，用同样的小榔头撞击砖的上方。先上学生明确一点，撞击红砖时小榔头的摆幅相同，说明撞击力相同。

师：为什么用撞倒完整的砖的力撞击半截的砖，它却纹丝不动呢？

生：完整的砖稳定性好些，半截的砖稳定性相对性差点。有可能跟它们的重心有关，重心低的稳定性好点。（组织学生就原因尽情发表意见，最后叫学生提炼归纳，明确重心低的结构容易稳定）

[板书] 重心位置的高低影响结构的稳定性 案例分析

（实物展示）不倒翁为什么不倒？观看不倒翁内部构造图片（幻灯片）

生：不倒翁有一个很低的重心。且重心低，所以容易稳定点。

（观看幻灯片）独脚茶几的独脚和台面是如何设计的？为何这样设计？

引导学生分析：独脚茶几的独脚是用密度较大石头做成的，台面也是密度较大的材料做成的，目的是为了降低茶几的重心。

B．因素二：支撑面的大小

师：（观看幻灯片）支撑面和接触面的区别：接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面的构成的面。师：分析自行车的支撑面的哪一区域？

生：单脚支撑自行车的支撑面是：前、后轮与地面接触点和支撑脚与地面形成的接触点连线构成的区域。双脚支撑的自行车是：支撑脚与地面形成的接触点和前轮与地面的接触点连线构成的区域。

（进行演示实验）教师手拿一熟鸡蛋，让学生不借助其它任何物体，将它在桌面上。开始立不起来，教师提示可以对鸡蛋可以进行一点处理。让学生动脑筋把鸡蛋立起来

（学生很快找到方法）

[板书]支撑面的大小影响结构的稳定性 案例分析

人的身体的稳定性取决于支撑面的大小和人体姿势重心的高低，在一定的范围内，两脚分得越开，则重心越低，支撑面越大，越稳定！

（请学生上前模仿柔道运动员的站姿！学生很踊跃地上台表演，调解了气氛，活跃了课堂）

C．因素三：结构的形状

（进行演示实验）拿出硬纸片，让学生不借助其它任何物体，将纸片立起来？ 提示：在可改变形状的情况下，纸片可以怎样立起来

教师根据学生所展现的方法中的一种立起纸片（如折成状），并画出它们的几何形状，引导学生分析明白结构的形状影响结构的稳定性

[板书也会影响结构的稳定性

（学生实验）参照课本16页，利用手头的军棋来搭建结构，用40块棋子，垒成长5块棋、高8块棋的墙，课本上给出了三种垒法，找出最佳方案！

[分析]只能定性地得出结论，如果能有别的仪器来协助这个实验。在这个实验里，发现学生的想象很丰富，也极其爱动脑，书上的框架搭建好后，立即开始搭建他们想出的结构，在短短的6分钟里，平均每个组都实验了4~5个结构，发现了比书上列出来的更稳定的结构，并进行了热烈的讨论。

[板书]影响结构稳定性的因素：重心位置的高低；支撑面的大小；结构的形状。

D．结构的稳定的基本条件

师：我们详细介绍了三种影响影响结构稳定性的因素，大家仔细想想，还有其它影响结构稳定性的因素吗？

（进行演示实验）用橡皮泥捏成长方体的稳定状态。再调整橡皮泥的形状，捏成逐渐向右倾斜，然后观察橡皮泥的稳定性。当超过某一个角度后发现不稳定。这是为什么呢？

（学生自主学习找到答案）

生：如果重心所在的点的垂线落在结构的地面范围，橡皮泥是稳定的，不然就会倾倒。

[板书]结构稳定的条件是“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”

3．练习巩固

（观看幻灯片）观察学校的篮球架，并思考篮球架要有较高的稳定性，可以怎样做？

生：在底座上加些比较重的重物。

生：增大底座与地面的接触面，可以使重心所在的点垂线落在结构底面的范围内。

教师点评：在日常生活中我们并没有这么去做。那是因为假如这样，运动员很容易撞到支架上去。这样忽略了人机关系。

4．教师总结

（观看幻灯片）展示本节课的主要内容

师：在日常生活中，稳定结构应用广泛，那么不稳定结构也能发挥其功能的事例也很多，请同学们回去考虑。同时要求大家课后能制作个不倒翁。

九、教学反思

本节课的内容涉及的一般知识广，而且抽象。因此在准备这堂课中如何使知识点立体化，又使教学过程符合学生的认知规律下了一番功夫。因为影响结构稳定的因素是相关联的。要验证其中的一种因素，势必会对另一种产生影响，所以必需找些特例。比如在处理结构稳定的的条件“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内”，我是找了块橡皮泥，通过不断调整橡皮泥的形态，使重心位置不断偏移，超出支撑面范围就歪倒了。在实验时能把这个临界状态很好的演示出来。在整个实验环节中，不要让学生总在听，还要让他们动，既动手，又动脑。在一定程度上实现了“做中学”和“学中做”。另外在实验的器材选择上一定要精心选择，以适用经济方便为原则。让学生感觉到我们学到的知识，来源于生活，又高于生活。另外在本节课的一个学生动手实践活动中，可以发现其实学生的想象力是极其丰富的。除了课本中的几个形态结构外，还制作了各种课本没有的形态的结构。然而整个活动又有点缺憾。就是不能做到关注每一个学生的，有些学生并没有亲自动手做，有些是没有遵循设计中的一般过程。在一定程度上影响了结论的得出。“稳固结构的探析”

——第1课时的教学设计 本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的探析”的第1课时。

第三篇：《结构与稳定性》教学反思

《结构与稳定性》教学反思

《结构与稳定性》是地质版第一章第三节的内容。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。在选择探究所需要的试验时，原先想利用“矿泉水瓶正放与倒放的稳定性区别”，探究支撑面大小对稳定性的影响。考虑到两种情况，矿泉水瓶的重心位置也有一定的变化。变量没有得到有效的控制。最终，在探究试验中，我选择了自制教具。虽然花了很多的时间与精力，但教学效果确实比较如意。

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意把握时间。本节课在安排学生进行实践探究活动环节中的时间不太够，应该在前面的讲解适当删掉一些知识点重复的活动，给最后的探究实践留出更多的时间。

总之，对于本节课，我比较满意的是表现教材内容运用过了多媒体手段以及自己制作的教具，发挥了我的特长，同时也展示了技术教师的技术能力。这在一定程度上也调动了学生对于技术类课程的学习兴趣。整节课体现了“教师为主导，学生为主体”的思想，体现了“教师引导、学生自主学习、自主探究”的精神。但同时对于本节课乃至于这门课，教师的缺点也显而易见：通用技术内容覆盖面非常广，对所有内容都掌握通透的人比较少，对于怎样游刃有余、深入浅出的讲解本科内容的度难以把握。所以，对通用技术教师而言，努力钻研专业知识，并在生活中获取丰富的经验和其他方面的知识，才能在教学中伸展自如。

第四篇：结构的稳定性教学设计

《结构的稳定性》教学设计

四川省安岳中学 邓 斌

一、教材分析

本课题是粤教版《技术与设计2》第一单元第二节《探究结构》教学内容之一，“结构与稳定性”安排在 “常见结构的认识”之后，是在结构认识的基础上作进一步深入的学习，可使学生对结构的基本认识有一个更深入的认识与巩固，这样安排符合学生的认知规律。“结构与稳定性”是“结构与设计”本单元的一个重要组成部分，结构的稳定性也是结构设计中需要考虑的重要因素之一，同时也是后续进行简单结构设计实践的基础，因此本节内容有着承上启下的作用。

二、学情分析

教学对象是高中二年级的学生，他们有一定的生活经验，并且通过《技术与设计1》的学习，具备了一定的分析、探究和解决问题的能力。但实际动手能力相对较差，学生并不能很好地将理论与实践相结合。所以在教学过程中，通过创设情境，采取师生互动、引导学生自己动手探究、实践等方法来激发学生的学习兴趣和热情，挖掘学生的潜能，从而达到本课的教学目标。

三、教学目标

1)知识与技能：

使学生理解“结构的稳定性”，知道影响结构稳定性的因素。

培养学生的观察分析能力，运用本节知识分析解决实际问题的能力。2)过程与方法：

通过师生互动、课堂探究活动、小组分析和讨论等方法引导学生自主学习，掌握相关的理论知识，提高学生的知识迁移和动手实践的能力。

3)情感与价值：

培养学生自学和实验讨论的学习方法，能自觉把所学的知识和生活实际联系起来，真正的理解结构的稳定性。

四、教学重点难点

重点：影响结构稳定性的主要因素。

难点：运用影响结构稳定性的主要因素解决生活中的实际问题、解释生活中的现象。

五、课时安排：1课时

六、教学过程

(一)导入

教师通过PPT展示一组图片，通过简单讲解激发学生的学习兴趣。问题：如何解释上述图片中发生的现象？是什么原因造成不同的结果？

教师可根据学生的回答，总结阐述：由此可见，稳定对结构而言是非常重要的，保持稳定是结构存在的基础，结构不稳定会引发严重的后果。结构的稳定性是结构一个非常重要的性质。

今天这节课，我们一起来探究什么是结构的稳定性，影响结构稳定的因素是什么？

（二）新课教学

一、什么是结构的稳定性？

知识回顾：请同学们回忆什么是结构？（广义上和力学角度的概念分别请同学回答）演示实验（教师）：电吹风吹矿泉水瓶。

（教师进行演示实验）用空矿泉水瓶立放，此时提示学生对瓶子稳定性的关注。用吹风机对矿泉水吹风，当风力加大，靠近，矿泉水瓶被吹倒。

问题：空矿泉水瓶在没吹它时，它是稳定的，后来它为什么会翻倒呢？

教师阐述讲解：空矿泉水瓶放在水平桌面上时只受到重力和支持力保持平衡的状态，当矿泉水瓶在受到电吹风的外力作用时，原有的平衡状态被外力打破导致的，因此无法保持稳定而倾倒。

问题：同学们刚才看到了，矿泉水瓶在被风吹后，不能抵抗住外力影响的，发生了倾斜翻倒，那如何 保持在有风力情况下矿泉水瓶稳定？（让学生思考后回答，老师再做演示实验验证）

教师总结，提问：什么是结构的稳定性呢？

（请同学们思考用自己的语言描述，然后再翻看教材P12的描述）

PPT展示：结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有平衡状态的能力。教师阐述：

⑴ “荷载”是指结构所受的力，包括结构本身的重力以及结构所受的外力。

⑵ 结构的平衡状态和物理学上平衡状态是有区别的，物理学中的平衡是指“静止”或“匀速直线运动”，而结构的稳定并不意味着的状态绝对不变，而是指结构受到外力作用时状态有所改变（如：适度倾斜，摇晃，形变等），但是当外力作用消失后结构又能恢复到原有的平衡状态，这就是稳定的。反之，就是不稳定的。

二、影响结构稳定的因素

接下来，老师将和同学们一起通过几个小试验，来分析、探究哪些因素影响了结构的稳定性。

请同学们回忆刚才的演示实验，两个矿泉水瓶在受到相同外力的作用下为什么稳定性有如此差别，是什么影响了他们各自的稳定性？（请同学们思考回答，老师总结：重心，并通过PPT展示图片）

探究活动一：重心与结构的稳定性

请同学们把准备好的规格相同的A，B，C三瓶矿泉水瓶放在木板上，摆成一条直线，然后轻轻抬起木板的一侧，请同学们仔细观察，随着木板倾斜的角度增加，会出现什么结果？

提示：为防止瓶子滑动，可以用教材边沿顶住瓶底。A瓶：1/3瓶水； B瓶：2/3瓶水； C瓶：满瓶水； 试验结论1：

重心的高低影响结构的稳定性。

重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。

思考：不倒翁为什么能保持稳定而不倒？（学生一般都会给出重心低的答案，答案不够准确，老师可以反问学生光是重心低就一定保证结构稳定不倒？此时，老师可顺势提出下个思考）

人站立时保持稳定，当身体倾斜到一定程度的时候会变的不稳定，为什么重心下降了，反而不稳定了呢？

课堂活动：请同学们用“稳定性演示仪”模拟人体倾斜，看会出现什么结果。

教师：PPT展示不倒翁不倒的原理分析，在结合“稳定性演示仪”和PPT讲解重心降低后结构为什么无法保持稳定而倾倒的原因，再给出结论并解释比萨斜塔和瑞州古塔斜而不倒的原因）

结论2：重心垂点落在结构的支撑面范围内是结构保持稳定的基本条件。PPT展示：生活中的应用案例。

探究活动二：几何形状与结构的稳定性 PPT展示：普通木梯和A字梯。（教师讲解，然后进行演示试验）

演示试验：框架承载演示，请学生注意观察结果，思考造成不同试验结果的原因。

老师根据学生的回答进行总结，提出“三角形”在结构设计中的应用，并展示生活案例图片。试验结论3：

结构的几何形状会影响结构的稳定性。

三角形的应用使结构更容易稳定。

PPT展示：生活中的应用案例。

探究活动三：支撑面与结构的稳定性 演示试验：

老师把埃菲尔铁塔的塔座模型分别：正立和倒立在水平桌面上，以相同的角度对塔座模型施以相同的外力，请同学们观察结果。（怎样放塔座结构的稳定性好？）

课堂活动：

请各小组的同学们将准备好的两个矿泉水瓶分别“正立和倒立”在桌面上，按老师的方法试验两个瓶子的稳定性谁好。试验结果：两种结构正立时的稳定性比倒立的好很多。

思考：为什么？（此时学生一般能回答出结构与桌面的接触面大小发生了变化）教师根据学生的回答，总结阐述，同时提出“接触面”和“支撑面”，并加以区分（PPT展示），并且明确指出“支撑面”才是影响结构稳定性的因素，而非“接触面”。

课堂活动：

请同学们把小木块分别放在自己做的三棱立柱上，并对该结构施加相同的外力作用，比较三种不同规格的三棱立柱在支撑木块时的稳定性有何不同？

试验结果：三棱立柱横截面越大，支撑木块的稳定性更好。试验结论4：

结构和支撑面接触形成的支撑面大小影响结构的稳定性。

结构和支撑面接触形成的支撑面越大，结构更容易稳定。

PPT展示：生活中的应用案例。

课堂引申探究：静止状态的自行车是如何保持稳定的? 探究结论：在考虑结构的稳定性时，应综合考虑上述三方面的因素，而不能只片面考虑某个因素而忽略其他因素。

三、课堂小结（PPT展示）

1、结构的稳定性

2、影响结构稳定性的因素

四、课后作业、探究（PPT展示）

1、作业：完成学案

2、探究：

 仔细观察生活中的常见结构，思考其在设计时是如何保持结构稳定的？（举例说明） 思考：人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载那么，不稳定的结构对人类生活是否有用？（举例说明）

五、板书设计

一、结构的稳定性

二、影响结构稳定性的因素

1、重心

2、几何形状

3、支撑面

第五篇：教案分析《结构与稳定性》

教案分析《1.2结构与稳定性》

一、教学目标

1．知识与技能：理解结构稳定的概念以及通过实验分析总结出影响结构稳定的主要因素。

2．过程与方法：通过探究、实验、讨论、分析、对比等教学方法，使学生懂得应用相关的理论知识。

3．情感态度与价值观：增强学生对结构稳定性的认识。培养创新品质，提高审美意识。渗透安全教育，德育教育。

二、教学重点与难点

教学重点：影响结构稳定性的主要因素：重心位置，支撑面的大小和结构的形状。

教学难点：利用所学的知识解决生活中的有关现象。

三、教学资源

不倒翁、积木、熟鸡蛋、军棋橡皮泥等

四、教学过程

1．复习导入

师：在上节课我们学习了结构的基本知识，对结构有了大致的了解。而结构是无处不在的，（观看幻灯片：德国森林螺旋城、加拿大栖息地、美国篮子大厦等）仔细观察这些结构，请同学们回忆下什么是结构？ 生：结构是指事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。

生：从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形态和大小改变的力。

（播放2008年暴雪的图片资料）

2．新课授予 ①结构的稳定性

师：这是一种我们生活中的现象，在暴雪没有来临时它是稳定的，后来它为什么会翻倒呢？

（给些时间让学生想，说）指出：这是因应当这些物体受到外力作用时，原有的平衡状态被打破导致的。

师：那么，什么是结构的稳定性呢？

幻灯片： 结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。师：同样暴雪的破坏下，为什么有一些树、房子或广告牌等被刮倒，而其它的却稳如泰山一点都不受暴雪影响呢？ 生：结构不同，稳定性不同

[分析]学生看到这个现象后都感到有些“蠢蠢欲动”，想去提高这个结构的稳定性！指出结构稳定性的概念。引导并指出提高稳定性可以减少损失，同时让学生增加人文关怀意识和自身保护意识。

②影响结构稳定性的因素

实验归纳阶段

A．因素一：重心位置的高低

（过渡）师：既然结构的稳定性被打破后往往会造成严重的后果，那么我们就很有必要知道影响结构稳定性的因素有哪些。案例分析1（实物展示）不倒翁为什么不倒？（幻灯片）

生：重心位置很低，落在与地面接触点上，所以不倒。（演示实验）P15小试验“探究结构的重心与稳定性的关系”

过程：

1、用手扳动不倒翁的头部，试一试不倒翁不倾倒的最大倾角。（90度）

2、在不倒翁的脖子上挂一只用细绳穿起的铁环，逐渐增加铁环的个数，直到它翻倒。

问1：为什么不倒翁会倾倒？

答：原来不倒翁的重心很低，重心落在支撑面积内，稳定性很强，所以即使倾倒的角度很大仍然会恢复，加了铁环后，重心偏离了支撑面积，稳定性变弱了，只要稍微倾斜一些就倒了。

问2：不倒翁的倾倒与在它脖子上挂铁环的方法有没有关系？

答：有关系，只有把铁环增加在某一側，使重心不落在支撑面内，才可能倾倒。所以我们得到这样一个结论。

[板书] 重心位置的高低影响结构的稳定性

那我们再来看看生活中还有那些利用重心增加稳定性的事例。（观看幻灯片）独脚桌的独脚和台面是如何设计的？为何这样设计？ 引导学生分析：独脚桌的独脚是用密度较大石头做成的，台面也是密度较大的材料做成的，目的是为了降低茶几的重心。落地灯和落地扇的重心很低，加强结构的稳定性。

B．因素二：支撑面的大小

我们知道了重心位置的高低能影响结构的稳定性，那还有什么因素呢？我们再看看这个实验。案例分析2

（进行演示实验）教师手拿一熟鸡蛋，让学生不借助其它任何物体，将它在桌面上。开始立不起来，教师提示可以对鸡蛋可以进行一点处理。让学生动脑筋把鸡蛋立起来

（学生很快找到方法）

师：为了鸡蛋竖立起来，我们将鸡蛋轻轻打破，支撑面积增大，鸡蛋的稳定性也随之增加。那接触面的大小是影响结构稳定性的因素吗？

师：不准确，因为影响结构稳定性的因素是支撑面的大小？那支撑面与接触面有什么区别呢？

师：（观看幻灯片）支撑面和接触面的区别：接触面是物体与地面接触形成的面。支撑面是物体与地面接触形成支撑点的连线与地面的构成的面。师：那我们再来看看，请你说说图1~3中那个椅子最稳定？对支撑面而言，说说在图1~3中那个最大那个最小？ 师：我们得到结论，[板书]支撑面的大小影响结构的稳定性 案例分析3 师：分析自行车的支撑面的哪一区域？

生：双脚支撑的自行车是：支撑脚与地面形成的接触点和前轮与地面的接触点连线构成的区域。单脚支撑自行车的支撑面是：前、后轮与地面接触点和支撑脚与地面形成的接触点连线构成的区域。

师：单脚自行车的稳定程度取决于单脚支撑架的倾斜度，在一定范围内，支撑架与地面的夹角越小（自行车越斜），三角形的支撑面积越大，自行车的重心越容易落在三角形内，稳定性相对更好。课堂练习：分析摩托车停放时的稳定性。

师：我们分析了静态自行车是如何保持稳定的，那我们再来探究下“自行车在运动中为什么不会倒？”

师：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，为什么不会倒下呢？

答：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。轮子转得越快，越不容易倒。因为车轴有一股保持水平的力量。另外，人在反复练习后，掌握了随时平衡车体的能力也是一个比较重要的原因。课外小知识：陀螺效应

【找一找】生活中有哪些结构通过扩大支撑面积来增强结构的稳定性 案例分析4（学生动手，自主探究）

（进行演示实验）拿出纸片，让学生不借助其它任何物体，将纸片立起来？ 提示：在可改变形状的情况下，纸片可以怎样立起来

教师根据学生所展现的方法中的一种立起纸片（如折成状），并画出它们的几何形状，引导学生分析明白结构的形状影响结构的稳定性

师：我们通过改变物体的形状，增大支撑面积，使得它的稳定性得到改变。

C．因素三：结构的形状

我们知道了重心位置的高低、支撑面积的大小都能影响结构的稳定性，那还有什么因素呢？我们再看看这个实验。案例分析5 马上行动：人们利用梯子可以登高。请分析A字形梯载人时能稳定的原因，如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样？

答：如果没有梯子中间的拉杆，梯子的支撑脚与地面的位置不能固定。梯子增加了拉杆，拉杆与梯子的两边形成了一个稳定的三角形，从而增强了结构的稳定性。

[板书]形状也会影响结构的稳定性

师：结构的形状不同，其稳定性也不同。由于三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。故工程结构中的桁架都是有三角形组成的。（播放幻灯片，展示一些建筑和桥梁的桁架结构，让学生观察。）问：照相机的支撑架为什么用三角架支撑？

答：照相机的支撑架常使用三角架而不用其他形状，是因为三角支架与地面有三个接触点，形成的三角结构使照相机的支撑架更容易稳定。

D．结构的稳定的基本条件

师：我们详细介绍了三种影响影响结构稳定性的因素，大家仔细想想，还有其它影响结构稳定性的因素吗？

师：为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？如:比萨斜塔 答：它重心所在的点的垂线落在结构的地面范围，所以不会倒塌。[板书]结构稳定的条件是“重心所在的点垂线落在结构底面的范围内” 师：结构的稳定性除了上述所说的因素有关之外，还和材料等因素有关。总结：影响结构稳定性的因素是相互关联的，需要综合考虑各种因素来讨论结构的稳定性。

E.结构稳定性的应用

师：结构的稳定性在日常生活中有着广泛的应用，一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载，另一方面又利用不稳定的结构实现某些功能。如跷跷板、生活中利用不稳定的结构实现一定功能的事例。

师：在地震多发地区，人们将啤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。（介绍欹器）

师：请列举生活中利用不稳定的结构实现一定功能的事例。答：振动器、地震仪、多米诺骨牌等

3．教师总结

（1）、结构的稳定性：是指结构在负载的作用下，维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一。

（2）、影响结构稳定性的主要因素：支撑面的大小、重心位置的高低、结构的形状等

（3）、静态结构稳定的基本条件——重心所在点的垂线落在支撑面内。（4）、结构稳定性的应用 4．课后练习

（观看幻灯片）观察学校的篮球架，并思考篮球架要有较高的稳定性，可以怎样做？

生：在底座上加些比较重的重物。

生：增大底座与地面的接触面，可以使重心所在的点垂线落在结构底面的范围内。

教师点评：在日常生活中我们并没有这么去做。那是因为假如这样，运动员很容易撞到支架上去。这样忽略了人机关系。

五、教学反思

本节课通过学生观看2008年雪灾资料和教师演示不倒翁导入新课，引起了学生极大的兴趣，提高了学生上好课的热情。教学过程通过大量的案例采取情景导入——知识构建——合作探究——能力拓展——总结提高这一模式，充分体现了新课程的理念，积极倡导学生“主动参与、乐于探究、勤于思考”，以培养学生“获取新知识”“分析和解决问题”等的能力。比较好地实现了知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观这一三维目标。但由于时间所限，学生的分组试验——探究结构的形状与稳定性的关系时间不够充裕，一定程度的影响了结论的得出。