通用技術(shù)新學(xué)考背景下穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的有效教學(xué)探析

一、有效教學(xué)理論的發(fā)展

有效教學(xué)理論的形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史階段，從教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)到教學(xué)思想成熟再到有效教學(xué)理論的形成。有效教學(xué)強(qiáng)調(diào)課前、課中、課后的方方面面，以提高效果、效率、效益為目標(biāo)，更好地體現(xiàn)課堂教學(xué)中的學(xué)科寬度、深度和溫度。

二、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的課前探究

（一）研究背景

穩(wěn)固結(jié)構(gòu)無(wú)論在課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科指導(dǎo)意見還是在歷年的會(huì)考高考中都有較高的要求和分值體現(xiàn)。隨著近些年研究、討論的深入，穩(wěn)定性和強(qiáng)度影響因素作為重點(diǎn)已經(jīng)基本有了共識(shí)，但對(duì)于其中某些要素的爭(zhēng)議卻從未停止。浙江省普通高中通用技術(shù)課程實(shí)施以來(lái)，已經(jīng)經(jīng)歷了近十年高考和會(huì)考，面對(duì)剛剛合二為一的學(xué)業(yè)水平考試，總結(jié)和探索必不可少。

（二）有關(guān)爭(zhēng)議要素的探究

在對(duì)大綱和歷年會(huì)考高考研究后發(fā)現(xiàn)，爭(zhēng)議主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1.穩(wěn)定性的幾種理解：結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力

（1）廣義和狹義穩(wěn)定性

廣義：破壞了原有的平衡狀態(tài)就是不穩(wěn)定，如輕微觸動(dòng)、傾斜甚至彈簧（圖）彈跳。

狹義：倒了就是不穩(wěn)定，不倒就是穩(wěn)定，即所謂倒不倒的問(wèn)題，如不倒翁、屏風(fēng)。

（2）內(nèi)部和外部穩(wěn)定性

內(nèi)部穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)內(nèi)部維持原有平衡狀態(tài)的能力，多采用廣義穩(wěn)定性的角度去理解；

外部穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)外部維持原有平衡狀態(tài)的能力，多數(shù)以狹義穩(wěn)定性即倒不倒的角度去理解。

（3）相關(guān)試題的研究

高考主要考查影響因素以單獨(dú)出題為主，近年也在評(píng)價(jià)題的某個(gè)選項(xiàng)中出現(xiàn)。

考查的題目90%左右以狹義穩(wěn)定性為主，僅有3次出現(xiàn)了其他情況：

例1.（2009年9月高考）王鋼制作了一個(gè)小板凳（如圖所示），凳腿之間設(shè)置了一根橫向襯檔，并將凳腿板切去三角形。這主要是考慮（D）

A.減輕重量 B.節(jié)省材料

C.簡(jiǎn)化制作工藝 D.提高穩(wěn)定性和強(qiáng)度

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凳腳切去三角形不會(huì)增加強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)考慮小板凳的使用環(huán)境可能出現(xiàn)山地等特殊地形下更容易穩(wěn)定，是增加穩(wěn)定性，而橫向襯檔的作用必定是增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

此題雖然考查了影響因素，但對(duì)特殊地形下影響穩(wěn)定性的因素顯然進(jìn)行了拓寬思維，而在此理解下再去討論橫檔是否增加結(jié)構(gòu)內(nèi)部穩(wěn)定性的問(wèn)題無(wú)助于理清學(xué)生思路。

例2.（2012年3月高考）如圖所示的移動(dòng)腳手架，可以快速裝拆，其中主要用于保持穩(wěn)定性的措施是（A）

A.支架間采用交叉斜撐桿連接

B.腳手板采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

C.采用四只腳支撐

D.支架帶有攀登梯子

例3.（2013年3月高考）在如圖所示的秋千椅中，主要是為了保持結(jié)構(gòu)形狀穩(wěn)定的桿件是（D）

A.1、2 B.1、4

C.3、4 D.2、3

分析：從以上兩個(gè)高考題可見，無(wú)論是交叉斜撐桿連接還是橫杠兩端與支架間增加支撐桿，以內(nèi)部穩(wěn)定性的角度來(lái)理解更為合理。

2.形狀對(duì)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的影響

（1）三角形對(duì)于穩(wěn)定性

三角形從數(shù)學(xué)理論上來(lái)講為幾何不變體系，相機(jī)架三只腳比四只腳更穩(wěn)定；但有關(guān)支撐面是三角形則與討論的問(wèn)題無(wú)關(guān)，一般支撐面越大越穩(wěn)定。

（2）三角形對(duì)于強(qiáng)度

三角形是最基本的形狀之一，僅此而已！不同形狀有不同的強(qiáng)度，根據(jù)需要而定；即使形狀相同，若擺放方式不同，強(qiáng)度也不一定相同。

（3）難點(diǎn)突破

例4.自行車車架是三角形，自行車的腳撐、輪胎與地面形成的支撐面是三角形，是對(duì)穩(wěn)定性還是強(qiáng)度有影響？

例5.（如右圖）支架中支撐桿1與2的作用分別是？

分析：一般分析前者考慮的是車架增大自行車的強(qiáng)度，支撐面無(wú)論什么形狀都與穩(wěn)定性相關(guān)；后者支撐桿1提高穩(wěn)定性，支撐桿2提高強(qiáng)度。一般學(xué)生能夠較好地理解形狀對(duì)穩(wěn)定性還是強(qiáng)度有影響，但如果繼續(xù)討論內(nèi)部穩(wěn)定性的問(wèn)題，就會(huì)把學(xué)生引導(dǎo)到無(wú)休止的爭(zhēng)論中了。

綜上所述，提高了構(gòu)件的內(nèi)部穩(wěn)定性，也能提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度；而材料、連接方式等其他影響強(qiáng)度的因素也對(duì)提高內(nèi)部穩(wěn)定性有一定作用；綜合而不是孤立地看待穩(wěn)定性和強(qiáng)度的問(wèn)題，把穩(wěn)固結(jié)構(gòu)整體上分析更加合理。但我們發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部穩(wěn)定性的討論僅在少數(shù)場(chǎng)合出現(xiàn)，絕大多數(shù)情況包括相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)討論都是狹義穩(wěn)定性即倒不倒的情況，對(duì)于內(nèi)部穩(wěn)定性的過(guò)多討論反而會(huì)影響學(xué)生的基本判斷。

三、課后反思

穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的教學(xué)不光涉及簡(jiǎn)單的通用性和基礎(chǔ)性的結(jié)構(gòu)常識(shí)，更有結(jié)構(gòu)力學(xué)等專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科知識(shí)；同時(shí)在課堂教學(xué)中結(jié)合生活案例和通俗化的理解方法，充分重視課本案例的引導(dǎo)與拓展，讓學(xué)生體會(huì)到一定的人文溫度。

參考文獻(xiàn)：

李繼忠.有效課堂淺探[J].新課程學(xué)習(xí)·下旬，2014（5）.

？誗編輯 李建軍