苏教版 (2017)五年级下册6 蛋壳与拱形建筑教案设计

这是一份苏教版 (2017)五年级下册6 蛋壳与拱形建筑教案设计，共6页。


课题
蛋壳与薄壳结构
单元
仿生
学科
科学
年级
五下
学习
目标
1、知道蛋壳的形状特点。
目标解读：知道蛋壳和拱形相似的特点，知道虽然蛋壳本身薄而脆，但是它具有很大的承重力。因为蛋壳的形状类似于球形，它能够把外来的力均匀地沿着整个表面分散开来，并把这些力均匀地扩散到壳体各处，所以整体可以承受较大的压力。
2、能够通过观察、实验和逻辑推理，运用已有的知识对常见的拱形结构承重力的特点做出解释。
目标解读：能够通过观察、实验和逻辑推理，知道拱形可以向下和向外传递承受的压力，因此能够承受很大的压力。
3、能够识别生活中的拱形结构的物体，通过分析建筑中拱形的承重结构，感受科学技术对我们生活的影响。
重点
能够通过观察、实验和逻辑推理，运用已有的知识对常见的拱形结构承重力的特点做出解释。
难点
能够识别生活中的拱形结构的物体，通过分析建筑中拱形的承重结构，感受科学技术对我们生活的影响。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
复习导入：我们身边有很多物品，其形状和功能与生物有很大联系，请举出三例，并说明它们都模仿了哪些生物？
板书课题
思考并回答相关问题
激趣导入
讲授新课
活动一：观察鸡蛋壳
鸡蛋呈现卵圆形，一头圆，一头稍尖。鲜蛋的外观特点是鸡蛋壳上有一层鲜亮的光泽，摸起来是光滑的手感，颜色比较深，如果仔细看的话鲜蛋的鸡蛋外壳还比较细腻，没有那么粗糙。
将鸡蛋对着阳光照看，新鲜鸡蛋呈微红色，半透明状，蛋黄轮廓清晰，不新鲜的鸡蛋则是模糊的。蛋壳的结构是多孔的，一般蛋壳是多孔透气的，以便于内部生命演化时的新陈代谢。
活动二：探究蛋壳结构
1.用手能把1枚鸡蛋握碎吗？
实验材料：生鸡蛋若干。
实验步骤：用力握住1枚鸡蛋，尝试将其握碎。
实验现象：我们发现，一个人使劲地握住1枚鸡蛋，无论怎样用力，都不能把鸡蛋握碎。
实验分析：当一个人用手握鸡蛋的时候，力是平均地分到鸡蛋外壳上面的，圆形外壳可以均匀地分散外部受到的力，这样会使几个方向的外力互相抵消，从而达到平稳，因此，外力再大鸡蛋也不容易握碎。如果打破了这个平衡，不是让鸡蛋外壳均匀地受力，而是简单地用一根手指把外力给鸡蛋，鸡蛋就很容易破碎了。
实验结论：用手不容易握碎鸡蛋。
2. 哪种情况的蛋壳不容易被戳破。
实验猜想：用铅笔戳蛋壳，我认为是凹面朝上更容易被戳破。
实验材料：4枚鸡蛋、1支铅笔、透明胶带、剪刀、塑料瓶盖。
实验步骤：
（1）为了使实验数据更加准确，建议2个蛋壳来自同1枚鸡蛋。
（2）先用剪刀将2个半蛋壳修剪成一样的高度。
（3）将2个半蛋壳如图所示放置，一个凹面朝上，一个凸面朝上。
（4）将铅笔放在15厘米高处，垂直落下。
（5）多尝试几次，观察蛋壳的破碎情况。
实验现象：我们发现，凸面朝上时，蛋壳没破；凹面朝上时，蛋壳裂开。
实验分析：构成蛋壳的物质具有很好的抗压性，即能承受很大的压力，但抗拉性却较差，即经不起较大的拉力。蛋壳的外形弯曲均匀且对称，当蛋壳外部某一部分受到压力时，这个压力便均匀地传给其余各部分，并且巧妙地相互抵消，所以不容易破。但是，当这个压力是从蛋壳内侧向外施加时，蛋壳各部分受到的便是拉力了，所以就容易破裂。
实验结论：凸面朝上，受力均匀，蛋壳不易破；凹面朝上，受力不均，蛋壳容易破裂。
3. 测试鸡蛋的承重能力。
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活动三：蛋壳结构与拱形结构之间的关系
1.观察蛋壳的形状。
在蛋壳上画一条线，这条线是什么形状的？
通过画线发现，这条线呈弧形，形状像拱桥。
2.认识拱形。
外形为弧形的建筑结构被称为拱。拱桥是用拱作为主要承重结构的桥。
拱形承重的秘密。拱形以拱顶和拱足中心的连线为轴旋转，就形成了圆顶形，而且组成的半球形的拱足之间可以看成是紧紧相连的。拱形承载重量时，能把压力向下、向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住拱足，就抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。
3.生活中的拱形建筑与建筑上的拱结构。
人们依据拱形可以承受很大压力的特点设计和建造了很多拱形建筑，如：拱桥、拱门、拱形屋顶等。
（1）玉带桥。
全国各地有许多桥梁名叫“玉带桥”。其中最著名的一座位于北京颐和园昆明湖长堤上，建于清乾隆年间（公元1736~1795年）。
该桥单孔将跨11.38米，矢高约7.5米，全部用玉石琢成，桥面是双反向曲线，组成波形线桥型，配有精制白石栏板，显得格外富丽堂皇。其他的如江西省信丰县玉带桥，等等。
（2）无梁殿。
公元1381年，位于南京紫金山下，矗立起了一座宏伟的砖石建筑——无梁殿。600多年过去了，无梁殿殿几经战火，历经沧桑，但凭借它一身坚固的石砖结构，才得以完好地保存至今。无梁殿殿内现为阵亡将士公墓祭堂。
南京灵谷寺景区内的无梁殿是用于供奉无量寿佛的，大家
都知道古代的房子基本上都是木制的，这座建筑采用的是砖石
结构，不设木梁，故又称“无梁殿”。国民政府将无梁殿改建为纪念国民革命军阵亡将士公墓的祭堂，现在无梁殿被用作辛亥革命人蜡像馆。北京的两座无梁殿分别位于故宫和天坛公园，若说起名气，可能去过天坛公园的人见过位于天坛公园的无梁殿，而故宫的无梁殿由于 修缮和保护问题很多人可能都见过。
（3）其他拱形建筑与建筑上的拱结构。
（4）人体内的拱形结构。
头骨：人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑。
肋骨：拱形的肋骨保护着胸腔中的内脏。
足弓：人的足骨构成一个拱形，它可以更好地承载人体的重量。
活动四：测试拱形结构的承重能力
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活动五：薄壳结构
1.认识薄壳结构。
薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力，是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的，能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能，且轻便省料，因此在建筑中被广泛使用。
薄壳结构是一种孤形薄膜状的空间结构，属薄壁结构。采用钢、木、塑料制成，轻巧、坚固并能节省材料。如用钢筋混凝土则能浇筑成各种形状，如筒形薄壳、圆锥面薄壳、抛物面薄壳和马鞍面薄壳等。一般用于工业和民用房屋的屋盖、容器、拱坝等。如国家大剧院、悉尼哥剧院等。
2. 薄壳结构。
除了建筑，你还见过哪些薄壳结构的物品？
生活中的许多日常用品，如灯泡、安全帽、锅盖、帐篷等都是薄壳结构的物品。
这些物品外形类似一个空心球体的上半部。也称圆顶形，圆顶的横切面并不一定是完整的圆形，亦可以呈椭圆形。
对教师所提问题展开回答。
分组实验并记录
温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。
科学探索求真知，名师点拨解疑难。
课堂练习
幻灯呈现
课堂小结
通过本课的学习你有哪些收获？
板书