5.18 蛋壳与薄壳结构（教学设计）科学苏教版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦拱形与薄壳结构，通过观察蛋壳弧形和窑洞图片引出拱形概念，结合赵州桥等建筑实例建立认知，再用平桥拱桥对比实验探究拱形分散压力原理，从蛋壳过渡到薄壳结构及其应用，搭建完整知识支架。 以丰富图片和模拟实验为特色，通过蛋壳承压、铅笔戳蛋壳等实验培养科学探究与科学思维，结合国家大剧院、安全帽等实例落实科学观念，激发学生对仿生技术的兴趣，帮助教师突破重难点，提升学生观察与应用能力。

苏教版（新教材）科学五年级上册 《蛋壳与薄壳结构》教学设计 课题 《蛋壳与薄壳结构》 课型 新授课 教学目标 1. 科学观念：认识拱形、薄壳结构；知道拱形可以把压力向两侧分解；薄壳结构用料少、抗压能力强；了解蛋壳启发人类发明薄壳结构，能说出拱桥、国家大剧院、安全帽等实例。 2. 科学探究：能够观察课本图片，看懂平桥拱桥对比实验、蛋壳系列模拟实验；能根据实验现象，归纳拱形、薄壳结构的受力特点。 3. 科学思维：通过观察图片、分析模拟实验，建立 “蛋壳拱形结构→仿生薄壳产品” 的逻辑；能解释拱形为什么承重能力更强。 4. 态度责任：感受仿生技术的魅力，体会拱形、薄壳结构在建筑、生活中的价值，愿意观察身边拱形、薄壳结构物品。 教学重难点 教学重点：认识拱形与薄壳结构；知道拱形可以分散压力，薄壳结构用料少、抗压能力强；认识生活、建筑中的薄壳、拱形实例。 教学难点：理解拱形分散压力的原理；理解蛋壳薄壳结构抗压的内在道理。 教学环节 教学过程 课堂导入 一：情境激趣，观察蛋壳初识拱形 1.观察蛋壳图片，发现蛋壳外形特点 教师语言：同学们看课本上的鸡蛋图片，我们在蛋壳侧面画一条线，请大家观察，这条线是什么形状？ 学生活动：观察课本鸡蛋插图，观察蛋壳侧面弧线，说出蛋壳侧面是弧形。 设计意图：从生活鸡蛋入手，引出拱形，开启本课探究。 预设提问及答案 提问：从侧面看蛋壳上画的线，是什么形状？ 答案：弧形（拱形）。 2.观察窑洞图片，认识拱形概念 教师语言：看这张窑洞图片，窑洞顶部也是弧形。外形为弧形的建筑结构，我们就叫做拱。 学生活动：观察窑洞图片，朗读课本关于拱的定义，识记拱形概念。 设计意图：由蛋壳过渡到建筑拱形，建立拱形初步概念。 预设提问及答案 提问：什么叫做拱？ 答案：外形为弧形的建筑结构称为拱。 课 程 学 习 二：走进建筑，认识拱形建筑的应用 1.研读图文，了解赵州桥 教师语言：翻到课本 71 页，观察赵州桥图片，阅读文字，想一想赵州桥哪里用到了拱的结构。 学生活动：观察赵州桥插图，阅读文本，找出大桥的大拱、小拱。 设计意图：了解我国古代经典拱形建筑，感受古人建筑智慧。 预设提问及答案 提问：赵州桥上面有几个拱？ 答案：1 个大拱和 4 个小拱。 2.看图阅读，现代拱桥朝天门长江大桥 教师语言：我们再来看重庆朝天门长江大桥，观察大桥图片，找一找大桥的拱形桥身。 学生活动：观察大桥图片，阅读资料，知道现代大型桥梁也大量使用拱形。 设计意图：对比古今，知道拱形结构从古至今都在被使用。 预设提问及答案 提问：朝天门长江大桥主跨是什么结构？ 答案：拱形（拱桥）结构。 三：模拟探究，揭秘拱桥承重的秘密 1.看懂模拟实验，平桥与拱桥对比 教师语言：看课本 72 页学生实验插图，用两张 A4 纸，分别做成平桥和拱桥，桥墩跨度一样，往桥面中间加木块，观察桥面变化。 学生活动：观察课本实验插图，读懂实验操作，猜想哪一种桥承重更强。 设计意图：了解对比实验条件，形成猜想。 预设提问及答案 提问：同样增加木块，平桥和拱桥，哪个承重能力更强？ 答案：拱桥承重能力更强。 2.观察受力示意图，认识拱分散压力 教师语言：请看拱形受力示意图，想一想，拱受到向下的压力时，压力会往什么方向传递？试着用箭头标出来。 学生活动：观察拱受力分解示意图，小组交流压力传递方向。 设计意图：突破难点，理解拱形分散压力的原理。 预设提问及答案 提问：拱形受到向下的压力，压力会向哪个方向分解？ 答案：压力会向拱的两侧分散传递。 3.思辨思考，拱两侧没有坚实基础会怎样 教师语言：课本小青蛙提出问题，如果拱的两侧没有坚实的基础，拱的承重力还会这么大吗？大家小组讨论。 学生活动：小组研讨问题，说出自己的猜想。 设计意图：完善对拱形受力的理解，知道拱需要两侧支撑。 预设提问及答案 提问：拱两侧没有坚实基础，承重力会变化吗？ 答案：承重力会变小，拱容易被压垮。 4.看图找共同点，分析无梁殿、古罗马水渠 教师语言：观察南京无梁殿、古罗马水渠图片，找一找两处建筑物和拱桥有什么相同结构。 学生活动：观察两张古建筑图片，小组交流，找出拱形结构。 设计意图：巩固识别生活建筑当中的拱形。 预设提问及答案 提问：无梁殿、古罗马水渠，都使用了什么结构？ 答案：拱形结构。 四：动手思辨，探究蛋壳抗压的奥秘 1.看图猜想，手握鸡蛋能不能捏碎 教师语言：看课本图片，用手握住一枚生鸡蛋用力捏，能不能把鸡蛋捏碎？大家猜一猜。 学生活动：观察手握鸡蛋实验插图，进行猜想交流。 设计意图：制造认知冲突，蛋壳很薄却不容易捏碎，激发探究欲望。 预设提问及答案 提问：用手握住鸡蛋用力捏，容易捏碎鸡蛋吗？ 答案：不容易捏碎，蛋壳拱形分散手上的压力。 2.观察图片，4 枚鸡蛋承压实验 教师语言：观察图片，4 枚鸡蛋用瓶盖固定，上面放平板，不断加重书本。薄薄蛋壳却可以承受很重物体，想一想原因是什么。 学生活动：观察鸡蛋承压实验图，小组讨论蛋壳承重强的原因。 设计意图：直观感受蛋壳强大的抗压能力。 预设提问及答案 提问：4 枚鸡蛋可以承受很多书本，蛋壳抗压强和什么有关？ 答案：蛋壳整体是拱形（薄壳）结构，可以分散压力。 3.对比看图，铅笔戳蛋壳实验 教师语言：看这一组对比图，铅笔戳蛋壳，两种蛋壳状态，哪一种不容易戳破？ 学生活动：观察两组铅笔戳蛋壳对比图片，观察蛋壳完整和破碎的区别。 设计意图：对比实验，体会完整拱形结构抗压优势。 预设提问及答案 提问：完整蛋壳和破碎蛋壳，哪一种不容易被戳破？ 答案：完整的蛋壳不容易戳破。 4.观察蛋壳拱线，总结蛋壳承重秘密 教师语言：看蛋壳上面画满拱线的图片，蛋壳上每一处都形成拱，把压力分散开。工程师从蛋壳身上得到启示。 学生活动：观察蛋壳拱线示意图，阅读课本文字，勾画薄壳结构定义。 设计意图：由蛋壳过渡引出仿生薄壳结构概念。 预设提问及答案 提问：蛋壳带给工程师什么发明启示？ 答案：发明了轻薄抗压的薄壳结构。 五：联系生活，认识薄壳结构仿生应用 1.研读图文，认识国家大剧院薄壳建筑 教师语言：翻到 74 页，观察国家大剧院图片，阅读薄壳结构阅读材料，说一说薄壳结构建筑有什么优点。 学生活动：观察国家大剧院实景图，阅读课文，记录薄壳结构优点：用料少、抗压强。 设计意图：认识大型仿生薄壳建筑实例。 预设提问及答案 提问：薄壳结构建筑有什么优点？ 答案：用料少，抗压能力强，还有结构美感。 2.看图辨析，生活中的薄壳头盔 教师语言：观察图片，骑行头盔、工地安全帽，它们也是薄壳结构，想一想薄壳结构头盔怎样保护我们头部。 学生活动：观察头盔图片，小组交流头盔的工作原理。 设计意图：了解生活用品上的薄壳仿生，联系实际生活。 预设提问及答案 提问：安全帽利用薄壳结构，起到什么作用？ 答案：分散冲击力，保护人的头部。 3.识别图片，寻找生活中的拱与薄壳物品 教师语言：看课本作业板块图片，石拱门、灯泡、雨伞，找一找哪些地方藏着拱或者薄壳结构。 学生活动：观察三张物品图片，小组找出拱形、薄壳部位。 设计意图：把课堂知识迁移到生活物品。 预设提问及答案 提问：灯泡外壳是什么结构？ 答案：薄壳结构。 课堂 小结与课后作业 六：课堂总结复盘，布置分层课后作业 1.梳理全课，布置观察任务与分层作业 教师语言：今天我们学习拱和薄壳结构，拱形可以分散压力；薄壳结构轻薄抗压，来自蛋壳的仿生启示。完成课后习题，课后继续找家里拱或者薄壳结构物品。 学生活动：回顾本课知识点，记下作业任务。 设计意图：巩固课堂，拓展课外观察。 2.教师结语 小小的鸡蛋壳蕴藏了不起的结构智慧，人类模仿蛋壳创造出很多建筑与生活用品。善于观察，我们就可以发现更多大自然带给我们的发明灵感。 板书设计 蛋壳与薄壳结构 1. 拱：外形弧形的结构 原理：把压力向两侧分散 实例：窑洞、赵州桥、朝天门大桥、无梁殿、古罗马水渠 2. 蛋壳 → 仿生发明：薄壳结构 特点：用料少、抗压能力强 实例：国家大剧院、安全帽、头盔、灯泡、雨伞 3. 仿生思路：观察生物结构 → 得到启示 → 发明物品 教学反思 教学反思 本课图片资源丰富，鸡蛋系列实验学生兴趣很高。 不足：部分学生只能记住现象，很难理解拱形分散压力的内在原理；部分学生分不清拱形和薄壳结构；课堂实物实验条件有限，很多时候只能依托课本图片进行分析。 改进方向：教学时借助课本示意图，用彩色粉笔标注压力传递方向；增加实物对比演示；多做图片识别练习，区分拱形、薄壳；布置家庭小实验，在家用鸡蛋做简单小探究，加深理解。 1 学科网（北京）股份有限公司 $