资源简介

蛋壳与薄壳结构
一、基本信息
课题 蛋壳与薄壳结构 课型 新授课
课时 1课时 教材 苏教版《科学》五年级上册 第五单元仿生 第18课
年级 五年级 学科 科学
教法 讲授法、演示法、小组讨论法、实验法 教具 A4纸、相同的木块、生鸡蛋、瓶盖、平板、重物
【核心素养目标】 1. 科学观念：知道外形为弧形的建筑结构称为拱；知道拱形和蛋壳都具有承受力大的特点，了解薄壳结构。 2. 科学思维：通过平桥与拱桥承重对比实验分析拱形承重的原理，理解拱将压力向四周分散。 3. 探究实践：能完成平桥与拱桥承重对比实验，观察、记录桥面形变情况。 4. 态度责任：感受拱形、薄壳结构在生活中的价值，体会仿生给工程建筑带来的启发。
【教学重难点】 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。
二、教学过程
环节一 解读目标，检查预习 (5~6分钟) 交流预习：观察鸡蛋的蛋壳形状有什么特点。 出示课本第71页鸡蛋、拱形窑洞图片，请同学们观察蛋壳表面的线条，从侧面看一看，这条线是什么形状的？（弧形） 归纳概念：外形为弧形的建筑结构称为拱。（课本第71页）从古至今很多建筑都会用到拱形结构。 揭示课题：今天就让我们一起探究蛋壳与薄壳结构，揭开拱形承重的秘密。（板书课题）出示并解读学习目标。 【关键追问】“薄薄的蛋壳为什么不容易碎？” 小结：蛋壳和拱形建筑里藏着承重的奥秘。 交流蛋壳形状的特点。 观察蛋壳表面的线条。 明确本课学习目标。 由蛋壳弧形认识拱。 【知识点】外形为弧形的结构称为拱。
环节二 认识拱形建筑 (5~6分钟) 出示课本第71页赵州桥、重庆朝天门长江大桥的图文。 组织交流：赵州桥位于河北赵县，由隋代工匠李春设计建造，迄今已有1400多年。全桥设有1个大拱和4个小拱，是世界上现存年代最久远、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。（课本第71页） 组织交流：重庆朝天门长江大桥552米的主跨在建成时刷新了当时的世界纪录，标志着我国大跨度拱桥技术跻身世界领先行列。（课本第71页） 【预设回答】生1：赵州桥有一千多年历史了。生2：大桥主跨552米。 【关键追问】“拱形结构为什么这么坚固？” 小结：拱形建筑历史悠久，我国拱桥技术世界领先。 阅读赵州桥与大桥的资料。 交流拱形建筑的特点。 认识典型的拱形建筑。 【知识点】拱形结构坚固耐久。
环节三 平桥拱桥对比实验 (8~9分钟) 出示课本第72页的实验材料及步骤，教师讲解：用两张A4纸分别做成平桥和拱桥的桥面，保持桥墩跨度相同，往桥面中间逐个加相同的木块。 组织实验：学生分组做比较平桥和拱桥承重能力的模拟实验，画出平桥和拱桥桥面形状的变化，填写表格。 组织交流：对比平桥和拱桥，哪一种桥面能承受更多木块？（拱桥承重能力更强） 组织思考：想一想，拱形是怎样分散压力的？尝试用箭头标出拱将压力分解的方向。（课本第72页） 组织思考：假如拱的两侧没有坚实的基础，拱的承重力还会这么大吗？（承重力会下降，两侧没有支撑，拱就容易被推开垮掉） 汇报实验结果。（拱桥桥面的承重能力比平桥桥面的承重能力强） 小结：拱形能把压力向四周分解，所以承重能力强。 搭建平桥和拱桥。 逐个加木块并记录。 画出压力分解的方向。 对比实验研究拱的承重。 【知识点】拱桥承重能力比平桥强。
记录单：平桥与拱桥承重对比实验（环节三用，仿课本第72页）
记录项目 内容
平桥桥面（1~4个木块）
拱桥桥面（1~4个木块）
实验结果
环节四 观察拱形建筑 (3~4分钟) 组织观察：出示南京的无梁殿、古罗马的水渠图片，找一找这些建筑物和拱桥有什么共同点？（都有拱形结构，依靠拱形承重） 【预设回答】生：它们的顶部都是拱形的。 【关键追问】“生活中还见过哪些拱形建筑？” 小结：古今中外的许多建筑都依靠拱形结构承重。 找出建筑中的拱形结构。 举例更多的拱形建筑。 认识拱形结构的广泛应用。 【知识点】拱形结构依靠拱形承重。
环节五 探究蛋壳抗压的奥秘 (7~8分钟) 出示课本第73页的实验，教师边演示边讲解：用手能把1枚生鸡蛋握碎吗？ 组织观察：用瓶盖固定4枚鸡蛋后，在上面放一块平板，并逐次加重，看看4枚鸡蛋能承受多大的压力。 组织比较：哪种情况下，蛋壳不容易被戳破？ 组织思考：经过蛋壳上某一点画拱，你能发现蛋壳承重的奥秘吗？（课本第73页） 学生观察并汇报实验结论。（蛋壳为拱形结构，可将单点压力向四周分散，抗压能力强） 过渡：工程师从蛋壳中得到启示，发明了轻薄抗压的薄壳结构。（课本第73页） 小结：蛋壳虽薄，却把压力分散到整个壳面，所以非常抗压。 尝试握碎生鸡蛋。 观察鸡蛋承重的实验。 解释蛋壳抗压的奥秘。 探究蛋壳的承重特点。 【知识点】蛋壳将压力向四周分散。
环节六 认识薄壳结构 (5~6分钟) 组织阅读：学生自主阅读课本第74页薄壳结构资料。 组织交流：人类从蛋壳这样的天然壳体中受到启发，利用混凝土、钢筋等材料的可塑性，将各种形式的薄壳结构运用到大跨度的建筑中。这些薄壳结构的建筑具有用料少、抗压能力强等优点，同时具有较好的结构美感和空间效果。（课本第74页） 组织讨论：国家大剧院、灯泡、石拱门，哪些是薄壳结构？安全帽对我们有什么作用？（缓冲撞击，保护我们的头部，是一顶“生命保护罩”） 组织活动：找一找生活中的拱或薄壳结构的物品。（雨伞等） 【预设回答】生1：国家大剧院是薄壳结构。生2：头盔能保护头部。 【关键追问】“薄壳结构和拱形有什么共同点？” 小结：薄壳结构轻盈又抗压，是仿生给工程建筑带来的宝贵启发。 阅读薄壳结构的资料。 列举生活中的薄壳物品。 认识薄壳结构及其优点。 【知识点】薄壳结构用料少、抗压能力强。
环节七 归纳总结 (2~3分钟) 结合板书带领学生梳理：认识拱形建筑——赵州桥、重庆朝天门长江大桥；平桥、拱桥对比实验——拱桥桥面的承重能力强；探究蛋壳抗压的奥秘——蛋壳抗压能力强；薄壳结构——国家大剧院、安全帽。 【预设回答】生：拱形和蛋壳都有很强的承重能力。 【关键追问】“结合板书说一说，这节课你有哪些收获？” 小结：拱形与薄壳结构的秘密来自大自然的启示，仿生让建筑更坚固。 看板书回顾本课要点。 说出拱形承重的原理。 以板书收束全课，梳理拱与薄壳知识。 【知识点】拱形与薄壳结构的承重特点。
三、板书设计
蛋壳与薄壳结构 认识拱形建筑：赵州桥、重庆朝天门长江大桥 平桥、拱桥对比实验：拱桥桥面的承重能力强 探究蛋壳抗压的奥秘：蛋壳抗压能力强 薄壳结构：国家大剧院、安全帽

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