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 鸡蛋、A4纸、木块、瓶盖、平板、铅笔、练习本、图片
【核心素养目标】 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. 科学思维：通过观察图片、分析模拟实验，建立蛋壳拱形结构与仿生薄壳产品的逻辑；能解释拱形为什么承重能力更强。 3. 探究实践：能观察课本图片，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。 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，愿意观察身边的拱形、薄壳结构物品。
【教学重难点】 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。 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。
二、教学过程
环节一 情境激趣 观察蛋壳初识拱形 (4~5分钟) 观察蛋壳：看课本鸡蛋图片，在蛋壳侧面画一条线，观察这条线是什么形状。（课本第71页） 认识拱形：观察窑洞图片，窑洞顶部也是弧形。外形为弧形的建筑结构称为拱。 【预设回答】“从侧面看蛋壳上画的线是弧形的。” 【关键追问】“什么叫做拱？” 观察鸡蛋插图，说出蛋壳侧面是弧形。 观察窑洞图片，朗读拱的定义。 识记拱形概念。 从生活鸡蛋入手，引出拱形，开启本课探究。 由蛋壳过渡到建筑拱形，建立拱形初步概念。
环节二 走进建筑 认识拱形建筑应用 (4~5分钟) 研读图文：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。赵州桥由隋代工匠李春设计建造，全桥设1个大拱和4个小拱。（课本第71页） 看图阅读：观察重庆朝天门长江大桥图片，找一找大桥的拱形桥身，主跨552米。 【预设回答】“赵州桥有1个大拱和4个小拱。” 【关键追问】“朝天门长江大桥主跨是什么结构？” 观察赵州桥插图，找出大桥的大拱、小拱。 观察朝天门大桥图片，知道拱形结构至今仍在大量使用。 了解我国古代经典拱形建筑，感受古人建筑智慧。 对比古今，知道拱形结构从古至今都在使用。
环节三 模拟探究 平桥拱桥承重对比 (5~6分钟) 看懂实验：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，观察桥面形状的变化。（课本第72页） 组织实验：分组完成平桥、拱桥承重对比实验，记录各自承重的木块数。 归纳发现：同样加木块，拱桥承重能力更强。 【预设回答】“拱桥承重能力更强。” 【关键追问】“这个实验我们改变了什么、保持不变什么？” 读懂实验操作，猜想哪种桥承重更强。 分组完成平桥、拱桥承重实验并记录。 比较两种桥的承重能力。 了解对比实验条件，形成猜想。 通过对比实验认识拱桥承重优势。
记录单：平桥与拱桥承重实验（环节三用，仿课本第72页）
桥面类型 承重木块数 桥面形状变化
平桥
拱桥
环节四 思辨研讨 理解拱分散压力 (4~5分钟) 观察受力图：看拱形受力示意图，拱受到向下压力时，压力会往什么方向传递？试着用箭头标出。（课本第72页） 思辨思考：如果拱的两侧没有坚实的基础，拱的承重能力还会这么大吗？ 看图找共同点：观察南京无梁殿、古罗马水渠图片，找出它们和拱桥的共同点。 【预设回答】“拱形受向下压力时，压力会向两侧分散传递。” 【关键追问】“拱的两侧没有坚实基础，承重能力会怎样？” 观察拱受力示意图，标出压力分散方向。 小组研讨拱两侧支撑的问题。 观察无梁殿、古罗马水渠图片，找出拱形结构。 突破难点，理解拱形分散压力的原理。 完善对拱形受力的理解，知道拱需要两侧支撑。 巩固识别建筑中的拱形。
环节五 动手思辨 探究蛋壳抗压奥秘 (5~6分钟) 看图猜想：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。（课本第73页） 观察实验：4枚鸡蛋用瓶盖固定，上面放平板不断加重，薄薄蛋壳却能承受很重物体。 对比分析：铅笔戳蛋壳，哪种状态不容易被戳破？ 总结秘密：蛋壳上每一处都形成拱，把压力分散开。工程师从蛋壳得到启示，发明了轻薄抗压的薄壳结构。（课本第73页） 【预设回答】“蛋壳是拱形结构，可以分散压力，不容易捏碎。” 【关键追问】“完整的蛋壳为什么不容易被戳破？” 观察手握鸡蛋插图，进行猜想交流。 观察鸡蛋承压实验图，讨论蛋壳承重强的原因。 对比观察铅笔戳蛋壳实验。 阅读课本文字，理解薄壳结构的由来。 制造认知冲突，激发探究欲望。 直观感受蛋壳强大的抗压能力。 由蛋壳过渡引出仿生薄壳结构概念。
环节六 联系生活 认识薄壳结构仿生应用 (4~5分钟) 研读图文：观察国家大剧院图片，阅读薄壳结构材料，说一说薄壳结构建筑有什么优点。（课本第74页） 看图辨析：观察骑行头盔、工地安全帽，它们是薄壳结构，想一想怎样保护头部。 识别物品：看石拱门、灯泡、雨伞等图片，找一找哪里藏着拱或薄壳结构。 【预设回答】“薄壳结构用料少、抗压能力强，还有结构美感。” 【关键追问】“安全帽利用薄壳结构，起到什么作用？” 观察国家大剧院，记录薄壳结构优点。 观察头盔、安全帽图片，交流工作原理。 观察石拱门、灯泡、雨伞，找出拱或薄壳部位。 认识大型仿生薄壳建筑实例。 了解生活用品上的薄壳仿生。 把课堂知识迁移到生活物品。
环节七 课堂小结 布置课后任务 (3~4分钟) 梳理回顾：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。 课后任务：完成本课作业，课后继续找家里拱形或薄壳结构的物品。 小结：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。 【关键追问】结合板书，这节课你有哪些收获？ 跟随教师梳理拱形与薄壳知识。 记下课后任务，寻找生活中的拱与薄壳物品。 回顾并说出拱形分散压力、薄壳抗压的要点。 巩固课堂所学，拓展课外观察。 落实拱形与薄壳结构的核心认识。
三、板书设计
蛋壳与薄壳结构 拱：外形为弧形的建筑结构，把压力向两侧分散 拱形实例：窑洞、赵州桥、朝天门大桥、无梁殿 蛋壳到仿生：发明轻薄抗压的薄壳结构 薄壳特点：用料少、抗压能力强；实例：国家大剧院、安全帽、头盔、灯泡

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