资源简介

(共27张PPT)
小学科学苏教版
五年级下册 第二单元 仿生
蛋
壳
与
构
薄
壳
结
鸡蛋
鹌鹑蛋
鸡蛋VS大力士
注 意：
握鸡蛋的时候要均匀用力
不能掐和磕碰
（ 捏鸡蛋实验）
哪种情况下的蛋壳不容易戳破？
实验步骤：
①吸管紧贴蛋壳
②铅笔尖分别在三处高度进行自由下落
③记录在哪一处高度被戳破
注意：不能借助外力
哪种情况下的蛋壳不容易戳破？
鸡蛋大力士：4枚鸡蛋能够支撑多重的物体？
（鸡蛋承重实验）
蛋壳的启发
拱形结构
蛋壳是由多个拱形组成的薄壳结构
外国古代建筑
公元前27-25年 古罗马万神殿
外国古代建筑
公元53年 西班牙引水渠
外国古代建筑
公元72-80年 古罗马斗兽场
外国古代建筑
公元1806年 巴黎凯旋门
中国古代建筑
新石器时代 陕西窑洞
中国古代建筑
秦汉 长城
中国古代建筑
1553年 北京永定门城楼
中国的桥
隋代 河北赵州桥
家乡的桥
明朝 张家港青龙桥
家乡的桥
明朝 张家港富明桥
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
天津自然博物馆
德国国会大厦
现代建筑
头盔
汽车
可乐瓶
寻找生活中的薄壳结构建筑物或者物品，可以拍照或者画图记录
慧发现
谢
谢
观
看
小学科学苏教版2.蛋壳与薄壳结构
【主要概念】
1.外形为弧形的建筑结构称为拱。
2.薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料
【涉及课标】
12.1.1很多发明可以在自然界中找到原型，能够说出工程师利用科学原理创造的实例。
13.2.2利用摄影、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。
【教材分析】
《蛋壳与薄壳结构》是新版苏教版小学科学五年级下册第二单元“仿生”的第二课。本课从关注蛋壳的结构特征到认识与之相似的拱形结构，并通过探究拱形结构的精妙之处，了解拱形结构在仿生学在建筑物上的应用。本课内容由四部分组成。
第一部分，研究鸡蛋壳的形状特点。这里包括两个活动，一是指导学生观察并描述蛋壳的特点，激发他们的学习兴趣； 二是探究蛋壳的独特之处，通过试着握碎鸡蛋、戳破蛋壳、用蛋壳承载重物，发现蛋壳承受力的形状优势。
第二部分，观察比较蛋壳和拱形的外形，并通过测试拱形结构的承重能力，发现拱形和蛋壳都具有承受力大的特点。
第三部分，认识拱形建筑和建筑物上的拱形结构，引导学生关注生活中这类仿生物体的应用，进一步夯实对拱形优势的理解。
【学情分析】
五年级学生有一定的生活经验，对鸡蛋非常熟悉了解，但是并没有过多的关注过鸡蛋蛋壳的形状及其特点。因此让学生先观察鸡蛋，然后从生活实际的现象中引发思考，帮助学生一步一步揭开蛋壳外形特点的奥秘。在探究蛋壳承重能力的活动中，让学生尝试脚踩鸡蛋，这样探究方式能在孩子们的心中留下深刻印象，符合学生的年龄特点。引导学生从蛋壳的形状特点得到启发，制作设计拱形，从而认识薄壳结构，并且从生活中的建筑、物品当中发现拱形与薄壳结构的应用，由此带领学生像科学家一样经历仿生这一过程，体会仿生学的思维方式，提升了学生的探究能力，发展了学生的创新思维。
【教学目标】
1.观察蛋壳，发现蛋壳的特点。
2.尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。
3.对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关系，从而认识薄壳结构。
4.通过拱形承重实验，知道拱桥的称重能力大于平桥。
【重点与难点】
重点：探究蛋壳和拱形的承重能力。
难点：探究拱形的承重能力。
【教学准备】
完好的鸡蛋，蛋壳，平板，纸张，铅笔、吸管瓶盖、相关拱形建筑的视频或图片等。
【教学过程设计】
一、观察鸡蛋壳，描述其特点
1.交流：鸡蛋大家都熟悉都了解，仔细观察鸡蛋的蛋壳形状有什么特点？
2.为什么不是球形的呢？（播放视频）现在你们知道了吗？
3.除了鸡蛋以外，还有很多动物的蛋，它们的形状都类似，这不是偶然的巧合，里面蕴含着科学道理，它有什么特点呢？
【设计意图】鸡蛋对学生来说再熟悉不过了，但蛋壳的形状是什么样的，它有什么样的特点，学生也许从来没有思考过。所以引导学生仔细观察，并学会描述是进入本话题研究的基础。
二、探究蛋壳结构的精妙
1.鸡蛋vs大力士
我请班里的大力士上来和鸡蛋比试一下，请你用手包裹住鸡蛋，均匀用力，不能用手掐哦。（生展示握鸡蛋）鸡蛋真的那么厉害吗？我们再去自然界中去看看更多动物的蛋。（播放视频）
2.鸡蛋从外面握不碎，但是从里面轻轻一啄就破了，这是怎么回事？
活动一：研究蛋壳的抗击打能力
1.假如要研究这个问题的话，你觉得可以怎么做？（模拟实验）用什么模拟小鸡的嘴呢？（铅笔尖）
2.实验步骤：
①吸管平的一头紧贴蛋壳
②铅笔尖在三处高度进行自由下落
③记录在哪个高度被戳破
注意事项：不能借助外力
3.学生实验，将实验结果记录汇总到黑板上
4.观察全班记录表，你有什么发现？（开口向下的蛋壳不容易戳破），那么你觉得蛋壳的外部有怎样的特点？（抗击打）
活动二：研究蛋壳的承重能力
1.老师这还有4枚鸡蛋，现在往上面放这本书，可以吗？继续放这么多书会怎样（破，不破）放上去，没问题。
2.可以继续放吗？（可以）放一个人可以吗？（不行，有点难）老师准备了一盒鸡蛋，可以了吗？谁愿意来试试（学生拖鞋带鞋套踩在鸡蛋上）哇，成功了，看来蛋壳还有什么特点？（能承重）
【设计意图】学生的已有经验是蛋壳很容易敲碎，可是它在什么情况下很不容易碎呢？，大多数学生是猜不出结果的，这个活动里的几个环节，将逐步把学生引向对拱形结构的蛋壳不宜碎的研究。
三、思考蛋壳与拱形的相似之处，了解薄壳结构
1.蛋壳这么薄，却能承重又能抗击打，这里有什么科学道理呢？我们继续来研究，老师这有一张白纸，将它平放在两个木块上，一块橡皮都不能承受，（边说边演示）你能根据蛋壳的形状特点得到一些启发，想办法改造一下这张白纸，让它的承重能力提高吗？（将纸拱起来）请你上来试一试。
2.这种形状我们科学上称为拱形结构，请三位同学和老师一起利用白纸制作拱形，我和你组合下，你们一起来组合，下面的同学，仔细观察，有什么发现？（组合成了半个蛋壳）
3.那你知道蛋壳和拱形之间有什么关系了吗？（多个拱形组成了蛋壳）是啊，蛋壳是由多个拱形组合成的薄壳结构。
【设计意图】从蛋壳到拱形，再从拱形认识薄壳结构，就是从蛋壳的构造过渡到对薄壳结构的认识，这是本课探究过程的转折点，也是引导学生对又一对仿生事例的研究。
四、研讨：拱与薄壳结构在生活中的运用
1.同种材料制作成拱形后，承重能力变强了，而且由于它的形状特点——薄，所以还很节省材料。因此很久以前，古人就从蛋壳的形状特点得到启发，将这种结构运用于建筑中。
2.中外古代拱形、薄壳结构建筑欣赏
出示古代西方建筑：古罗马万神殿，西班牙引水渠，古罗马斗兽场，巴黎凯旋门
出示中国古代建筑：陕西窑洞、长城、北京永定门城楼
3.智慧的中国古人利用拱形还设计制作了一种特别的建筑——无梁殿，等会我们通过视频一起涨知识，观看前我想请一位同学用ipad拍下视频中出现的拱形结构。投屏：你们找到了吗？
4.中国的桥：赵州桥
拱形建筑不仅用于房屋建筑，还应用于桥梁建筑当中，我们中国有一座闻名世界的拱桥，它历经千年屹立不倒，谁知道是哪座桥？（赵州桥）仔细观察，你会发现它由大大小小的拱形组成，这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。
5.张家港的桥：青龙桥，富明桥
这是北方的桥，我们张家港作为江南水乡有没有这样的拱桥呢？（有）
6.欣赏了那么多，可以发现拱和薄壳结构一直是世界各地建筑上面的关键元素，不仅在古代，其实在现代应用更为广发，还玩出了新花样，老师给大家准备了资料卡，请大家阅读资料，划出关键词，找一找图片中的薄壳结构，还可以用笔画一画。（生活动）
7.薄壳结构是不是只用在建筑中呢？其实我们生活中随处可见，教室里找。（举起灯泡）你看这上面有吗？
8.出示各种头盔：这是什么？（头盔）无论是古代还是现代，国外还是我们中国，虽然头盔的材料造型各不相同，但它们的共同点都是采用了薄壳结构的设计。
9.出示一辆现代汽车：我们再来看这里汽车，这上面有拱形吗？
10.可乐瓶中有吗？每小组观察可乐瓶中的薄壳结构。
【设计意图】更多地了解拱形与薄壳结构，需要去发现生活中的拱形、薄壳结构建筑和物品，这是对所学知识的一次应用和复习，同时可以扩充学生的认知面。
五、总结拓展
1.回家用你的眼睛继续找拱形，用拍照或者画图的方式记录。
2.刚才我们从蛋壳身上，得到些启发，模仿蛋壳外形或特点，制作了拱形，这个过程就是上节课我们所学习的“仿生学”。神奇的仿生学还有哪些？下节课我们继续研究。
【板书设计】
蛋壳与薄壳结构
形状 特点 启发
椭球体 抗击打 拱形
薄 能承重
【教学反思】
《蛋壳与薄壳结构》是《仿生》单元的第二课，作为单元的具体案例探究，通过让学生充分经历从蛋壳形状特点得到启发，从而设计薄壳结构这一仿生过程，提高了学生的探究能力，促进了学生的思维能力，体会到了仿生的方法和价值。通过对本节课的教学，我有以下几点反思：
1.创设多样活动，点燃探究火花
多样的趣味活动可以激发学生的学习兴趣，增添科学课堂的趣味性。因此在导入环节设计了“鸡蛋VS大力士”这一游戏活动，让学生在手握鸡蛋的过程中发现，原以为很脆弱的蛋壳居然战胜了班里的大力士，一下子就点燃了探究氛围，学生主动积极地想要一探究竟，让科学学习从被动转变为主动。
2.敢于放手探究，感悟科学魅力
相信科学的力量，将会打开不一样的世界。人能站在鸡蛋上吗？这个问题很多人其实是不太相信的，虽然电视上看过，但现实中并没有这样的经历。教学时，先从4枚鸡蛋能承受多少重量，学生在惊讶于4枚鸡蛋的承重力后，引发能继续承受一个人的重量吗？其实4枚鸡蛋足以承受一个人的重量，但是考虑到操作难度，所以选择了一盒鸡蛋，让一位学生站在鸡蛋上，当成功的那一刻，相信在每一位学生的心中都留下了科学的种子，在情不自禁地惊叹中，也感悟到了科学的无限魅力。
3.提供大量资料，激活思维亮度
学生在探究蛋壳形状特点后，通过蛋壳的结构特征得到启示，从而认识与之相似的薄壳结构，并通过探究薄壳结构的精妙之处，了解薄壳结构在仿生学在建筑、物品上的应用。这个环节提供了古今中外大量的拱形、薄壳结构建筑和物品的图文资料，学生在欣赏这些精妙建筑的同时，拓宽学生的视野，培养学生的发散思维。
苏教版小学科学五年级下册 第二单元 仿生 - 4

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