6《蛋壳与薄壳结构》教学设计-2024-2025学年科学五年级下册苏教版

蛋壳与薄壳结构 教学设计 课题 蛋壳与薄壳结构 学习 目标 科学观念： 1.知道像蛋壳这种很薄又弯曲的空间结构，叫薄壳结构。 2.知道蛋壳和拱形相似的特点，知道虽然蛋壳本身薄而脆，但是它具有很大的承重力。因为蛋壳的曲面可以看成无数的拱拼接而成，它能够把外来的力均匀地沿着整个表面分散开来，并把这些力均匀地扩散到壳体各处，所以整体可以承受较大的压力。 3.了解拱结构、薄壳结构在建筑等领域的应用。 科学思维： 1. 从事物的结构与功能角度提出可探究的科学问题和研究假设。 2. 分析“承重能力”对比实验中的控制变量。 3. 能够通过观察、实验和逻辑推理，运用已有的知识对常见的拱形结构承重力的特点做出解释。 4. 对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关联 探究实践： 1.设计承重对比实验。 态度责任： 1.初步具有利用薄壳结构创新的兴趣，乐于运用多种思路和方法探究实践。 重点 研究蛋壳和拱的承重能力，对常见的拱形结构承重力的特点做出解释。 难点 研究拱的承重能力。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 复习导入：同学们，上一节课我们共同学习了生物的启示，让我们通过一个短片简单回顾一下。 通过上一节课的学习，你们领悟到了什么规律？ 板书：结构 功能 我们知道了结构决定功能，要想获得某种功能就要模仿它的结构。 思考并回答相关问题 温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。 讲授新课 活动一：猜测并验证拱结构承重力强 过度：人们就是利用这个规律进行仿生设计的，我们利用这个发现来试着解释生活中的其他现象。例如这些人造物，它们的结构上有什么相似之处？ 首先每一个同学都仔细观察，用简洁的图示画出来。小组推选一个最简洁明了、具有代表性的图示画到白板上。2min 学生汇报 板书： 根据上一节课的内容，推测这样的结构可能有什么功能？ 再猜一猜为什么这种结构承重力强？先独立思考再小组讨论，将达成共识的想法，在图示的基础上画一画。2min 学生汇报 板书： 活动二：设计实验方案并实验 这种结构是不是承重力强呢？有没有办法设计一个实验找到证据呢？ 老师准备了纸板、垫片、 对比实验应该注意什么？ 学生实验4min 谁来汇报一下实验结论。 通过这个实验我们已经一目了然了，拱形结构承重力强。 活动三：探究拱承重力强的原因 什么原因呢？是不是像大家猜的那样分散压力了呢？有什么办法能看到力被分散了吗？ 我有一个办法：我们用流沙来模拟作用在曲面上的力，来看看曲面和平面分别会有什么现象？3min 学生回答 我们再利用动态图示这种结构的受力情况，此时顶部的力分散了，从顶部传到了四周，确实可以分散压力。 活动四：探究鸡蛋的承重力 这样的结构在自然界中有没有原型呢？ 鸡蛋就是这样的结构，蛋壳有什么特点？ 它的承重力怎们样呢？ 实验一：用手能把1枚鸡蛋握碎吗？ 实验材料：生鸡蛋若干。 实验步骤：用力握住1枚鸡蛋，尝试将其握碎。 实验现象：我们发现，一个人使劲地握住1枚鸡蛋，无论怎样用力，都不能把鸡蛋握碎。 实验分析：当一个人用手握鸡蛋的时候，力是平均地分到鸡蛋外壳上面的，圆形外壳可以均匀地分散外部受到的力，这样会使几个方向的外力互相抵消，从而达到平稳，因此，外力再大鸡蛋也不容易握碎。如果打破了这个平衡，不是让鸡蛋外壳均匀地受力，而是简单地用一根手指把外力给鸡蛋，鸡蛋就很容易破碎了。 实验结论：用手不容易握碎鸡蛋。 实验二：四枚鸡蛋承重。 蛋壳薄、脆，却有这么大的承受力，因为什么呢？ 结构，可以把蛋壳曲面看成由无数的拱形拼成的，力可以分散到蛋壳的各部分。 像蛋壳这样的结构在自然界中有很多，例如：龟壳、贝壳。 人们就是从它们身上受到启发，获得的仿生设计。我们把这样的结构称为薄壳结构。 同学们刚上课看到的这些人造物都是薄壳结构。 拓展 生活中还有哪些薄壳结构？ 除了建筑，你还见过哪些薄壳结构的物品？ 生活中的许多日常用品，如灯泡、安全帽、锅盖、帐篷等都是薄壳结构的物品。 这些物品外形类似一个空心球体的上半部。也称圆顶形，圆顶的横切面并不一定是完整的圆形，亦可以呈椭圆形。 作业 你能用薄壳结构设计哪些好玩的东西？ 用简洁的图示表示出这些人造物结构上的共同之处。 汇报 回答 分析 设计实验 科学探索求真知，名师点拨解疑难。 课堂小结 通过本课的学习你有哪些收获？ 板书 6.蛋壳与薄壳结构 鸡蛋 拱形 拱形结构 坚固、能承重 实验报告单 仔细观察，请你用简洁的图示表示出这些人造物结构上的共同之处。 探究“拱的承重能力”实验 测试物体 拱桥桥面 平桥桥面 垫片数量（片） 我的发现： 承重力强。 学科网（北京）股份有限公司 $$