资源简介

(共26张PPT)
18.建筑中的结构
三年级上册第五单元
人教鄂教版
科学观念：
1. 知道三角形框架最稳定，四边形、五边形易变形；
2. 理解重心位置（重物在底部）能提高结构稳定性；
3. 认识拱形、薄壳结构承载能力更强，榫卯结构是无钉加固的传统智慧。
科学思维：
1. 能通过“对比实验”（如不同形状框架的变形情况），归纳“形状影响稳定性”的规律；
2. 能基于实验数据（如“圆柱承载重物最多”），推理“形状与承载能力的关系”；
3. 能举例说明“结构设计需满足功能需求”（如拱形用于桥梁）。
核心素养
探究实践：
1. 完成“框架稳定性”“重物位置影响”“立柱承载能力”“拱形与平面对比”4个实验，规范记录实验现象；
2. 尝试加固不稳定框架（如给矩形框架加对角线）；
3. 拆装鲁班锁，体验榫卯结构的连接方式。
态度责任：
1. 对“建筑结构”产生探究兴趣，乐于用实验验证猜想；
2. 体会“结构设计需兼顾实用与美观”，感悟科学与技术的价值；
3. 初步形成“传承传统文化”的意识，感受榫卯结构的中华智慧。
核心素养
聚焦
除了选用材料外，采用什么样的结构建造也是建筑师要考虑的重要方面
聚焦
思考：我们家里的衣架、书架，为什么有的不会倒？今天我们就来研究建筑中的结构，看看形状、材料怎么影响结构的稳定和承载！
结构稳定性——形状与加固
实验1：哪种形状的框架不容易变形？
任务：“用吸管和橡皮筋搭三角形、四边形、五边形框架，用力拉一拉，记录哪个最不容易变形。”
探索
结构稳定性——形状与加固
实验1：哪种形状的框架不容易变形？
学生分组操作，填写结构稳定性实验记录表1：
探索
形状 实验现象（拉后变形吗？） 我的发现
三角形
四边形 五边形 用手去推三角形结构，三角形的形状不容易发生改变
用手去推四边形结构，四边形的形状很容易发生改变，变成其他形状的四边形
用手去推五边形结构，
五边形的形状容易发生改变
在常见的多边形结构中，三角形结构具有稳定性，而四边形、五边形等多边形结构稳定性较差，容易发生变形
结构稳定性——形状与加固
实验2：让不稳定的框架变稳定
探索
四边形的形状很容易发生改变，
变成其他形状的四边形
同学们！想一想
怎么使不稳定的
框架变得稳定？
结构稳定性——形状与加固
实验2：让不稳定的框架变稳定
任务：“给矩形框架加1-2条对角线，观察是否变稳定（变成两个三角形）。”
探索
结构稳定性——形状与加固
实验3：重物位置对纸筒稳定性的影响
任务：“把重物固定在纸筒的不同位置（底部、中部、上部），推一推，哪种最不容易倒？”
探索
实验工具
皮筋
螺丝帽
纸筒
结构稳定性——形状与加固
实验3：重物位置对纸筒稳定性的影响
任务：“把重物固定在纸筒的不同位置（底部、中部、上部），推一推，哪种最不容易倒？”
探索
推一推，哪种固定方法
使纸筒不容易倒？把实验
结果记录下来。
结构稳定性——形状与加固
实验3：重物位置对纸筒稳定性的影响
学生分组操作，填写结构稳定性实验记录表2：
探索
纸筒不容易倾倒，稳定性好。
纸筒倾倒的难度比重物在底部时大
一些，稳定性不如重物在底部时。
纸筒容易倾倒，稳定性差。
1
2
3
结构稳定性——形状与加固
实验3：重物位置对纸筒稳定性的影响
探索
在该结构稳定性实验中，当重物位于纸筒底部时，结构的重心最低，最不容易倾倒，稳定性最好；当重物位于纸筒中部时，重心有所升高，倾倒难度增大，稳定性次之；当重物位于纸筒上部时，重心最高，最容易倾倒，稳定性最差。由此可得出结论：在类似的结构中，重心越低，结构的稳定性越好；重心越高，结构的稳定性越差。
结构承载能力——形状与类型
实验4：不同形状立柱的承载能力
任务：“用卡纸折三棱柱、四棱柱、圆柱，立在平板上，上面放砝码/回形针，看哪个能放最多。”
探索
四棱柱
三棱柱
圆柱
结构承载能力——形状与类型
实验4：不同形状立柱的承载能力
学生分组操作，填写结构承载能力实验记录表1 ：
探索
最多
中等
最少
1
2
3
圆柱的承载能力最强，因为它能把压力分散到整个表面！
结构承载能力——形状与类型
实验5：拱形与平面结构的对比
任务：“桥梁用拱形还是平面？哪种能承载更多重量？”
探索
结构承载能力——形状与类型
实验5：拱形与平面结构的对比
用卡纸折拱形和平面结构，放重物测试，填写 结构承载能力实验记录表2：
探索
最多
最少
1
2
探索
建筑中的结构
榫卯结构——传统建筑的智慧
研讨
榫卯结构是中国古代建筑、家具及其他木制构件的主要结构方式。榫卯是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式
凸出部分叫榫（或叫榫头）；凹进部分叫卯
回顾
1、三角形框架最稳定，加固方法：加对角线变三角形；
2、榫卯是古代中国建筑、家具的连接方式，凸出的是榫头，凹进的是卯眼，不用钉子就能加固！
3、榫卯结构是中华优秀传统文化，体现了古人的智慧，不用现代材料也能建稳固的建筑。
4.圆柱的承载能力最强，因为它能把压力分散到整个表面！
一、选择题。
练习
1. 下列框架结构中，稳定性最强的是( )
A. 三角形框架 B. 四边形框架 C. 五边形框架
2. 小明用吸管搭建了一个矩形书架框架，发现框架容易晃动，下列方法中能有效增强其稳定性的是( )
A. 换更细的吸管
B. 在矩形框架的对角线上添加一根吸管
C. 给框架刷上彩色颜料
3. 下列关于重心与结构稳定性的说法，正确的是( )
A. 重心越高，结构越稳定 B. 重心越低，结构越稳定
C. 重心位置与结构稳定性无关
A
B
B
二、判断题。
练习
4. 三角形框架和四边形框架一样稳定，用力拉都不容易变形。( )
5. 给矩形框架添加对角线后，框架会变得更稳定，因为对角线将矩形分割成了三角形。( )
6. 把重物固定在纸筒的上部，纸筒会比固定在底部时更稳定，不容易被推倒。( )
7. 拱形结构比平面结构的承载能力更强，因为拱形能将压力向两侧分散，而不是集中在一点。( )
√
×
√
×
总结
建筑中的结构
结构稳定性
传统智慧
1.三角形框架最稳定（不易变形）；
2.加固方法：加对角线变三角形；
3.重物放底部→重心低→更稳定。
结构承载能力
1.圆柱＞三棱柱＞四棱柱；
2.拱形＞平面（分散压力）；
薄壳结构（如国家大剧院）→承载强。
榫卯结构→无钉连接、加固性强→中华优秀传统文化。
科学态度
合作学习
评价
实验探究
作业
课后作业：
查找资料，了解“故宫中的榫卯结构”，下节课分享。

建筑物名称 榫卯结构位置
感谢您的聆听
THANKS
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