内容正文:
23. 制作抗风暴房屋模型 教学设计
教学目标
科学观念
知道房屋抗风暴的核心设计要点:牢固的地基、稳定的三角形结构、合适的坚固材料;了解不同结构的稳定性差异,以及工程设计与生活需求的联系。
科学思维
能通过观察、分析不同房屋的抗风暴表现,归纳出提升稳定性的设计规律;初步形成工程设计思维,能基于问题提出改进模型的合理建议。
探究实践
能参与小组合作,完成“设计-制作-测试-改进”的工程实践流程;能清晰表达设计思路,倾听他人意见,提升动手实践与合作交流能力。
态度责任
对工程设计产生好奇心和探索欲;体会技术改进对生活的重要意义,树立创新意识和严谨的实践态度。
教学重点
1. 掌握房屋抗风暴的核心设计要点(地基、结构、材料);
2. 能小组合作完成抗风暴房屋模型的设计、制作与测试。
教学难点
1. 理解三角形结构、地基重量等因素对房屋稳定性的影响;
2. 能根据测试结果,针对性地改进模型结构,提升抗风暴能力。
教学准备
教师
风暴中房屋受损/稳固的短视频、不同结构房屋的对比图片集、模拟风暴工具(不同档位的风扇)、制作材料套装(硬纸板、吸管、橡皮泥、胶带、剪刀、牙签等)、小组设计记录表、模型评价表、PPT课件。
学生
提前收集的不同房屋结构资料(可选)、自带的可利用小材料(如塑料瓶、小木块)、课堂记录单。
教学过程
教学环节
教学活动
设计思路
教学备注
一、情景导入
提出问题(5分钟)
1. 视频激趣:播放台风中部分房屋倒塌、部分房屋稳固的短视频,提问:“为什么有的房子能扛住风暴,有的却被吹倒?要让房子不怕风暴,我们该怎么设计?”
2. 板书课题:23.制作抗风暴房屋模型
从真实灾害场景切入,引发学生对房屋稳定性的思考,快速聚焦工程设计主题。
鼓励学生自由猜测,不急于评判对错,保留探究空间。
二、探究抗风暴房屋的设计要点(10分钟)
1. 对比观察:展示地基宽厚的房屋、带三角形支撑的房屋、屋顶坡度大的房屋图片,小组讨论:“这些房屋有什么共同特点?为什么能抗风暴?”
2. 归纳总结:教师结合学生发言,明确抗风暴的核心设计要点:①牢固地基:增大接触面积、增加重量;②稳定结构:多用三角形框架(三角形比四边形更稳定);③合适材料:坚固、不易变形。
3. 案例拓展:展示海边台风地区的房屋、山区防风房屋的图片,补充不同环境下的设计调整思路。
通过观察、讨论,让学生自主归纳工程设计的核心逻辑,为后续制作模型奠定理论基础。
引导学生联系生活经验,比如自己见过的防风建筑,加深对设计要点的理解。
三、小组设计与制作模型(15分钟)
1. 方案设计:发放设计记录表,小组合作绘制房屋模型草图,标注地基、结构、材料的选择,说明设计理由。
2. 动手制作:发放制作材料,小组按照设计方案制作模型,教师巡视指导,提醒安全使用剪刀等工具。
3. 初步自查:制作完成后,小组先自查模型是否牢固,地基是否稳定。
让学生经历“设计-制作”的工程实践环节,培养动手能力与小组协作能力,落实探究实践目标。
关注动手能力较弱的学生,鼓励小组内互助协作,确保每位学生参与制作。
四、测试模型与改进优化(10分钟)
1. 模拟测试:将每组模型放在风扇前,从低档位到高档位模拟风暴,观察模型是否倒塌、变形,记录测试结果。
2. 问题分析:小组讨论“模型在测试中出现了什么问题?比如地基太轻、结构晃动”,提出改进思路。
3. 二次改进:利用剩余材料对模型进行调整,比如加重地基、添加三角形支撑、加固连接处。
通过测试-改进的迭代过程,让学生体会工程设计中“试错-优化”的核心逻辑,突破教学难点。
测试时保持公平性,统一风扇距离与档位,让学生直观对比不同模型的抗风暴能力。
五、交流总结与拓展延伸(5分钟)
1. 成果展示:每组代表展示最终模型,介绍设计思路、测试问题与改进方法,其他小组进行评价。
2. 总结梳理:教师归纳抗风暴房屋的设计要点,强调工程设计与生活的紧密联系,鼓励学生在生活中观察建筑的智慧。
3. 课后拓展:布置任务“观察身边的房屋,思考如果遇到风暴,还能怎么加固?”
通过交流分享巩固知识点,拓展学生的工程思维,落实态度责任目标。
对有创意的改进方案给予表扬,激发学生的创新热情。
练一练(5分钟)
一、选择题(每题1分,共5分)
1. 下列哪种结构最稳定,适合做抗风暴房屋的支撑?( )
A. 正方形框架 B. 三角形框架 C. 圆形框架
2. 为了让房屋地基更牢固,我们可以( )
A. 用橡皮泥加重地基 B. 减小地基的接触面积 C. 用松软的材料做地基
3. 模拟风暴时,我们用什么工具最合适?( )
A. 吹风机 B. 风扇 C. 扇子
4. 下列材料中,不适合做抗风暴房屋的是( )
A. 硬纸板 B. 餐巾纸 C. 塑料片
5. 测试模型时,应该( )
A. 只开高档位风扇 B. 从低档位到高档位测试 C. 随意改变风扇距离
二、判断题(每题1分,共5分)
1. 三角形结构比四边形结构更稳定。( )
2. 房屋的屋顶越平,抗风暴能力越强。( )
3. 加重地基重量可以提升房屋的抗风暴能力。( )
4. 制作模型时,材料用得越多越好。( )
5. 工程设计中,测试和改进是很重要的环节。( )
参考答案
选择题:1.B 2.A 3.B 4.B 5.B
判断题:1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.√
通过习题巩固抗风暴房屋的设计要点,检验学生对工程实践流程的理解。
允许学生小组间轻声讨论,完成后集体订正,及时纠正错误认知。
板书设计
23.制作抗风暴房屋模型
核心设计要点:
1. 牢固地基:增大面积、加重
2. 稳定结构:三角形框架
3. 合适材料:坚固、不易变形
工程流程:设计→制作→测试→改进
倡议:观察生活,勇于创新
学科网(北京)股份有限公司
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