建筑中的结构（教学设计）-2024-2025学年科学三年级上册人教鄂教版

教案 课题 建筑中的结构 授课日期 教学目标 （1）学生能够识别常见建筑物结构并准确分类，通过自主设计实验探究建筑物结构与力的关系，进行仿生建筑创意设计。 （2）学生能够深入理解常见建筑物结构特点以及与力的关系等知识内容。 （3）学生能够从建筑结构知识中体会到对生活细致观察的重要性，激发对建筑结构相关知识的探索热情。 教学重点 （1）探究不同形状结构（如三角形、正方形、圆柱等）的稳定性特点。 （2）探究不同形状结构（如三棱柱、四棱柱、圆柱等）承受力大小的差异。 教学难点 （1）理解并设计实验来探究建筑物结构与力的关系，包括如何选择合适的实验材料和设计实验步骤。 （2）分析不同建筑结构的稳定性原理，如三角形、圆柱形和拱形结构，并能够将这些原理应用到实际建筑设计中。 教法学法 实验法、比较法、观察法、讨论法、设计实践法 教具学具准备 （1）多媒体设备：投影仪、电脑、音响。 （2）教学课件：包含各种建筑结构图片和视频资料。 （3）实验材料：每组白卡纸若干张、象棋若干枚、直尺、塑料棒、橡皮筋、圆规。 教学内容设计 个性化调整 （二次备课） 一、新课导入 【展示】展示图片，聚焦问题。（教师通过多媒体设备展示一些高大的建筑物的图片，例如埃菲尔铁塔、迪拜哈利法塔等，并引导学生思考这些高大建筑为什么能稳固地屹立在空中而不倒塌。） 【提问】生活中，我们经常看到很多高大的建筑。请问同学们，目前世界上最高的建筑是哪座？（生：目前世界上最高的建筑是迪拜的哈利法塔，高度达828米。） 【提问】那么，为什么这些高大的建筑能够稳固地矗立在空中而不倒塌呢？（生：这与建筑中的内部结构有很大关系。） 【点拨】确实，建筑的稳定性与其内部结构密切相关。那么，到底哪种结构具有更高的稳定性呢？这节课我们就一起来探讨这个问题。 二、新知讲解 知识点一：哪种结构更稳定 【教师活动】分发材料，组织活动。（教师给每个小组分发木棒和橡皮筋，并准备搭建三角形和正方形。） 【讲述】老师这里有木棒和橡皮筋，现在请同学们以小组为单位搭建一个三角形和一个正方形。（学生动手搭建三角形和正方形。） 【提问】请大家试一试，看看三角形和正方形哪个更稳定？（生：三角形更稳定。） 【讲述】三角形之所以具有稳定性，是因为无论在哪一条边上施加力，它总是有一条边起“推”的作用，另一条边起“拉”的作用。（教师可以进一步用实物或图形进行说明，帮助学生理解这一原理。） 【提问】如果我们要让正方形也变得稳定，有什么办法呢？（生：可以把正方形变成三角形，或者在对角线上加上支撑。） 【点拨】非常好。我们可以把正方形变成三角形，也可以用其他方法增加其稳定性。下面请大家尝试一下。 【学生活动】学生动手修改正方形结构，使其更加稳定。（学生可能会使用额外的木棒加固对角线，或将正方形分割成多个三角形。） 【过渡】同学们在日常生活中一定见过纸筒。你们有没有思考过纸筒的稳定性如何？如果在纸筒的上端和下端都绑上重物，哪个纸筒更容易被推倒呢？ 【组织活动】现在请同学们利用手中的材料，制作纸筒并进行实验。（教师提供圆规、白纸等工具，学生开始制作纸筒。） 【学生活动】利用圆规、白纸等工具制作纸筒。（学生完成纸筒后，在两端绑上重物进行实验。） 【讲述】现在请每个小组分享你们的实验结果。（各组学生汇报实验结果。） 知识点二：哪种结构承受力大 【展示】展示图片。（教师展示不同形状柱子的图片，如圆形柱子、方形柱子等。） 【提问】请同学们分析一下，哪种形状的立柱承受力更大呢？（生：有的同学认为圆柱形的柱子承受力大，有的同学认为方形柱子的承受力强。） 【总结】到底哪种结构的承受力更强呢？请同学们通过实验来验证吧。 【组织活动】请同学们利用手中的白纸折叠一个三棱柱、四棱柱和圆柱，并实验哪种结构的承受力更大。（教师指导学生如何折叠不同形状的柱子，并进行实验。） 【学生活动】按照要求进行实验。（学生完成不同形状柱子的折叠，并在柱子上逐步增加重量，观察其稳定性。） 【提问】根据刚才的实验，请同学们来说一说三种结构中哪种结构的承受力更大。（生：通过实验发现圆柱的承受力最大，不容易弯曲，也不容易折断。） 【总结】通过实验，同学们发现圆柱的承受力最大，垂直方向不容易发生弯曲，也不容易被折断。（教师进一步解释柱子形状与所用材料的关系，并介绍现代建筑中的常见柱子类型。） 【讲述】柱子的形状与其使用的材料密切相关。现代建筑中，由于钢筋混凝土的广泛使用，施工工艺以现浇为主，方形柱便于现场施工，因此在现代建筑中，承重柱一般是方形的。所谓的圆柱，如果是钢筋混凝土制成的，多半是在进行室内装饰时外包材料形成的。这种圆柱通常用于医院、幼儿园、商场等需要防止碰撞或行动不便人群主要活动的场所。 【展示】展示图片。（教师展示拱桥的图片。） 【提问】你们在生活中肯定见过这样的拱桥。为什么要把桥设计成这样的形状呢？（生：可能是为了增加桥梁的承载力。） 【组织活动】请同学们探究平面和拱形哪种结构的承受力更大。（教师指导学生制作平面和平拱形结构，并分别测试其承受力。） 【学生活动】制作平面和平拱形结构，并进行实验。（学生完成制作后，逐步增加重量，观察两者的稳定性。） 【总结】通过实验，我们得出结论：拱形的承受力更大，不容易发生变形，因此我们在日常生活中通常把桥设计成拱形。 知识点三：拓展与应用 【展示】展示图片。（教师展示古代建筑中的榫卯结构图片。） 【讲述】榫卯是中国古代建筑、家具及其他器械的主要结构方式。它是通过两个构件上的凹凸部位结合的一种连接方式。凸出部分叫榫（或榫头）；凹进部分叫卯（或榫眼、榫槽）。榫卯结构的特点是在物件上不使用钉子，而是利用榫卯加固物件，体现了中国的传统文化和智慧。 【提问】通过今天的学习，你们对建筑结构有了哪些新的认识？（生：三角形是最稳定的结构；圆柱形的承受力大；拱形能够有效分散受力。） 三、课堂小结 通过本节课的学习，我们知道了： 三角形是最稳定的结构。 圆柱形承受力大。 拱形结构能够均匀分布受力，减少变形。 古代建筑中的榫卯结构体现了中国的智慧。 同学们在今天的实验和讨论中表现得非常出色，希望大家能在平时多观察身边的建筑，思考它们的设计原理，也许你们也会成为未来的伟大建筑师！ 课后作业布置 （1）请学生设计一个小实验，比较三角形和正方形结构的稳定性，并记录实验过程和结果。 （2）观察生活中的建筑物，选择一种建筑结构，分析其受力特点，并绘制结构图，说明为什么这种结构能够稳定承力。 学科网（北京）股份有限公司 $$