2 巧妙的结构课堂实录【3】

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学

设

计

巧

妙

的

结

构

作者：毕宗国，小学一级教师

地址：滦南县长凝镇中心小学

电话：13931590072

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《巧妙的结构》教学设计

教学内容：

河北人民出版社小学《科学》六年级下册《巧妙的结构》的第二课时

教学目标：

1、能用实验的方法探究建筑物结构与力的关系，懂得巧妙的结构能增加建筑物承受力的道理；能从周围环境中找到各种巧妙的自然结构。

2、能分析出建筑结构与哪些自然结构有相似之处，对仿生建筑感兴趣并大胆设计。

教学重点：

能用实验的方法探究建筑物结构与力的关系。

教学难点：

能分析出建筑结构与哪些自然结构有相似之处，对仿生建筑感兴趣并大胆设计。

教学准备：

1、搜集艾菲尔铁塔、香港会展中心和“鸟巢”体育馆等仿生建筑、贝壳等生物体的图片及相关资料，并制作成课件。

2、每组桌上准备6—8根木条、一些螺丝钉和棉线、一盒钩码（10个）、一叠相同规格和厚度的白纸；每人一张用于创作的白纸。

教学过程；

一、观察艾菲尔铁塔，发现其结构特点

（一）谈论独特建筑引出艾菲尔铁塔

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1、有人说：“建筑是凝固的音乐，是历史文化的浓缩。”中国历代给我们留下了许多结构独特的建筑，比如说故宫、天坛、苏州园林等，世界各国都有许多著名建筑，有些建筑成了国家或者所在城市的标志甚至象征。你们知道哪些？

2、这是位于法国首都巴黎的艾菲尔铁塔，（CAI出示艾菲尔铁塔图片与简介）让我们了解它的基本情况：

“艾菲尔铁塔高320.7米，塔身为钢架镂空结构，重达7000吨，共用了1.8万余个金属部件，以100余万个铆钉铆成一体，全靠四条粗大的用水泥浇灌的塔墩支撑。全塔分为三层：第一层高57米，第二层高115米，第三层高276米。每层都设有带高栏的平台，供游人眺望那独具风采的巴黎市区美景。晴空万里之时，人们可以从铁塔上看到远达70公里处的景色。据说，登上艾菲尔铁塔的游客早已超过1亿人次。

今天，艾菲尔铁塔这一世界上独一无二的宏伟建筑仍展示着人类的聪明才智。它不仅是一座吸引游人观光的纪念碑，而且是巴黎这座美丽而具有悠久历史的城市的象征。”

（二）仔细观察艾菲尔铁塔，发现塔的结构特点。

1、从上面的图片和文字可以知道,艾菲尔铁塔除了使用的材料结实以外，还具有什么特点？（独特的结构）

2、是什么样的结构使它如此稳固？（指着图片）塔身整体是什么形状？(三角形)（点击，把镜头拉近并定格）塔身各部分主要由哪些形状构成？

生1：平行四边形。

生2：三角形。

师：构成塔身的基本结构是什么？（三角形）三角形结构是怎样形成的？（是用钢筋把四边形分割成的）

［设计意图：之所以要从世界知名建筑引出艾菲尔铁塔，并以此作为建筑范例来重点分析,是因为该塔汇集了众多建筑所共有的两种最普遍的结构特点：三角形

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和拱形，这两种结构特点学生能够在课堂上用相对简单、直观、有效的实验来探究“结构与力的关系”，易于操作。对塔的基本情况的介绍既为研究塔的结构做了心理铺垫，又渗透了建筑的人文内涵。由远及近、从整体到部分的观察顺序则是为了达到引导学生“逼近”并最终发现其结构特点的目的。］

二、探讨使四边形稳定下来的方法

(一)回顾三角形和四边形的特点。师：三角形和四边形各具有什么特点? 生:三角形稳定,四边形不稳定。

师：怎么知道的？

生：数学课上学过。

师：那么，知道怎样使四边形稳定下来吗？

生：不知道。

（二）拼装四边形。我们今天就来动手做一做，探讨让四边形稳定的方法。每组利用桌上准备的木条和镙丝钉，先拼装一个四边形。（师巡视指导，确保每个小组都要拼装完成，否则下一步实验就无法进行）

（三）试一试，四边形稳定吗？（不稳定）怎样使四边形稳定下来呢，你有哪些方法？(生)能利用桌上的木条和棉线解决这个问题吗？要注意节省材料和美观，小组内注意分工合作。

（四）小组派代表逐个上台展示、汇报。

（五）分析共性，总结规律。

1、分析共性。能使四边形稳定的方法还有很多，这些方法有什么共同点？（在四边形内部都有三角形）

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2、总结规律。只要在四边形内部至少形成一个三角形，这个四边形就会稳定下来。（板书：稳定）要寻求这种最节省材料（拿着学生作品），并且具有对称美的方法。（板书：省材

美观）我们把同时具备这三个特点的结构称之为巧妙的结构。（板书课题：巧妙的结构）（CAI回到艾菲尔铁塔图片）艾菲尔铁塔正是采用了这种结构，才如此稳定而壮观。

［设计意图：课前学情分析可知，学生在三、四年级已学过“三角形和四边形的特点”，这一认知基础降低了此环节的难度，故把探究重点设置为“使四边形稳定下来的方法”，让学生动手探究并发现必须在四边形内部形成三角形才会稳定的基本规律。这就为课题“巧妙的结构”的揭示提供了最主要的条件，其它两个条件的补充才是完整的“巧妙”，无形中回应了对艾菲尔铁塔的介绍。］

三、探究拱形结构比平面结构承受力更大的现象

1、让我们想一想，埃菲尔铁塔在结构上除了广泛采用三角形之外，还有什么特点？请大家仔细观察塔身下部。（CAI点击定格塔身下部图片）

生：塔身下部设计成拱形。

师：为什么设计成拱形结构而不是平面结构呢？（学生猜想）

生1：可能更美观。

生2：可能更省材。

生3：可能承受力更大。

2、是否更美观和省材可以通过观察直接得知，用什么方法可以证明拱形结构比平面结构能承受更大的压力呢？你能自己想办法解决这个问题吗？

3、你们有些方法很好，可以在课后验证。老师给每个小组准备了一些同样的纸、钩码、棉线等材料，根据这些材料设计实验方案，先小组讨论。(教师巡视指导)

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4、实验探究。

5、实验结果汇报。你们小组是怎样做的？

生1：用两张纸对折搭成一个平面桥面，可以放两个砝码；用同样的纸搭成拱形桥面，桥墩位置不变，可以放五个砝码。我发现拱形比平面能承受更大的压力。

生2：用一张白纸卷成实心纸棍，可以吊3个砝码；用同样的纸卷成空心纸棍，可以吊7个砝码。由此我也发现拱形比平面能承受更大的压力。

生3……

7、总结实验。通过实验证明了拱形结构比平面结构可以承受更大的压力。艾菲尔铁塔正是采用了这一结构，使得它历经一百多年而巍然屹立，闻名于世。

［设计意图：大胆猜想是推动学生小心求证的前提，要鼓励学生根据生活经验做出多种假设，但教师必须去伪存真，围绕教学目标开展实验。科学学习的核心是在探究中培养思维能力，放手让学生自己想办法可以开放学生的思维，为设计实验方案打下基础。有效、完善的方案是实验成功的前提，学生不一定都能想出用空心纸筒当拱形，需要老师的点拨。此环节旨在让学生经历发现问题、猜想、设计实验、验证、交流、总结与运用这一完整的过程，掌握科学的实验方法，领悟严谨的科学精神和态度。］

四、了解大自然其他“巧妙的结构”

1、巧妙的结构不只是三角形、拱形，还有球形、弧形、弓形等，这些结构在大自然中彼彼皆是（CAI出示图片），例如贝壳、鸟巢、网状叶脉、蜂巢等，这些结构有哪些特点？认真想一想，这样的结构有什么功能？

2、什么是仿生建筑？你见过哪些仿生建筑呢？（点击CAI出示仿生建筑的范例：香港国际会展中心，模仿贝壳；国家体育馆，模仿鸟巢）教师边演示边讲解。

［设计意图：认识其它巧妙的结构，和对大自然生物体结构特点、功能的了解，

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使学生从“艾菲尔铁塔”三角形、拱形的范例中走出来，可以丰富学生的认知，完善知识结构。分析大自然生物体的结构和功能是为了建立与仿生建筑之间的联系，为迁移运用做准备。］

五、迁移运用，拓展创造

1、设计作品。请你利用已经知道的巧妙结构，或模仿某种生物体的构造，设计一件仿生建筑，注意想好设计意图。

2、交流作品。学生上台介绍自己的作品（主要着眼于特点与功能），师生进行现场评点与改进。

3、小结。课后请大家进一步完善自己的作品，相互交流。

［设计意图：科学知识只有运用于实践才会体现出价值。学生当堂即兴创作是迁移运用的创造活动，要经历把现实的自然结构转化为心中的建筑结构的思维过程，也是相关知识内化与自主建构的过程。学生在评点中会发现不足、互促互补，吸取他人智慧去完善，达到通过评价促进学习的目的。］

六、回顾学习过程，归纳总结

1、学生谈学习收获。通过本节课的学习，你学到了什么？

2、全课总结。今天大家学得很认真，以后，请大家在生活中注意观察，认真思考，长大后设计出更多更好的作品，为我们的生活服务！

［设计意图：学生谈收获来回顾学习过程，把教转换为学，收获并不局限于知识，可以是方法，可以是人文内涵（如长大了我要当建筑设计师，设计出……），也可以是科学精神与态度。学生在回顾和梳理中发展自我调控能力，发展他们的“元认知”，这是知识内化的重要过程。

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板书设计：

巧妙的结构

结构多样

非常巧妙

赵州桥：

拱形结构

安普卡特中心：

球形结构

泰姬•马哈尔陵：

圆顶结构

英吉利海峡地下隧道：

柱型结构

金字塔：

三角结构

埃菲尔铁塔：

框架结构

教学反思

1、学习科学的主要途径在于让学生开展以探究为主的学习活动。教师起到引导学生按照探究科学的过程进行活动，让学生真正成为课堂学习的主人，我们教师注重的应该是学生能力的培养。

2、本课的教学活动运用多媒体教学手段，为学生创造良好的学习氛围，激发学生的探究兴趣，真正提高了课堂教学效率。

3、今后的教学中，尽量为学生创造轻松地科学探究过程，以促进学生主动积极的学习。对他们以后的学习具有重要价值。］

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