2 巧妙的结构第二课时教学实录

巧妙的结构

教学目标：

科学探究目标

1、能提出自己对研究建筑物结构感兴趣的问题

2、能通过实验探究归纳出增强建筑物承受力的方法。

3、能从选材或结构的角度分析出增加建筑物承受力的道理。

4、能从周围环境中找到各种自然事物巧妙的结构。

情感态度与价值观目标：

1、

能发挥自己的想象力和创造力。

2、

能描述、感叹自然事物结构之美。

科学知识目标：

1、能举例说明建筑物结构与功能相适应。

STSE目标：

1、能分析出各种建筑结构与哪些自然结构有相似之处。 2、能对仿生建筑感兴趣并大胆设计。

教学重点：

1、能通过实验探究归纳出建筑物承受力与结构之间的关系，并能分析出增加建筑物承受力的道理。

教学难点：

归纳出物体的结构与受力之间的关系。

教学准备：

多媒体课件（图片）、学生指导卡、学生实验用品等

教学流程：

一、激趣导入

1、师：在我市的赵县有座非常著名建筑，谁知道是什么？

生：赵州桥。（出示图片）

师：关于“赵州桥”你都知道些什么呢？

生: 1、赵州桥是拱形桥。

（哪是拱形的？指出来）

2、赵州桥上除了有一个大拱，两边还有各两个小拱。（噢，设计成这样有

什么作用？生：美观；减少洪水对桥冲击力的；还能省材料。）

3、整个桥没有一个桥墩。（没有桥墩的桥稳固吗？）

师：谁知道这拱形的赵州桥有多少年历史了么？（1500多年）

师：对，赵州桥是现存全世界最古老的石拱桥，它的存在证明着我国当时先进的科学技术水平，是古代人民智慧的结晶。

为什么赵州桥能经得住时间的考验而长久的保存下来，这就是我们这节课要研究的问题――“结构与力的关系”。

二、形成探究问题

1、师：世界上还有许多建筑和赵州桥一样靠其独特的结构，经历了千百年的风雨浸蚀，而保存至今。大家看，这些建筑你们认识吗？（出示组合图片，师生一块说出建筑物的名称）

师：这些建筑物都在人类历史上存在了相当长的时间了，说明它们都很稳固。能经受住常年的风吹，水冲、地震、雷击等力的作用而都没有使它倒塌。

提问：想一想，这些建筑稳固的的原因是什么？

生：（可能回答到，与地理环境、建筑材料、建筑物的外形等有关。如果学生能回答出多个方面，教师就分析说明最主要的原因是结构）

师：由这些建筑物请你推测：什么结构的物体受力比较大？

生：指定学生回答，教师板书，形成探究的问题。

①拱形桥确实比平面桥承受力大吗？

②框架结构中的“三角形”比其他形状的结构稳固吗？

③薄壳结构的物体真的结实吗？

三、自主探究

（一）确定自主探究的题目

师：自然界中物体结构与受力之间的关系，真的像我们推侧的这样吗？根据自己的情况，清你们小组选择1－3个探究的题目，设计实验方案，通过实验证明自己的猜想是否正确。

(二)制定探究方案

1．思路指导 师

：注意，研究上面的题目，一般要采用对比实验的方法，比如我们要研究三角形的物体是否稳固，就要组装一个三角形结构的模型，还要组装一个非三角形结构的模形，如四边形的，并对两个模型施加一定的外力看它们是否发生变化。一会儿在大家做实验时可以利用上面的思路来设计。

2．分组设计

请同学们以小组为单位讨论，并制定出简单的设计方案。（出示）

①你们打算研究的问题是什么？（可以选一个，也可以选多个）

②根据研究的问题设计实验方案，用文字或图形简记录下来。

③需要用到的材料。

生：讨论并制定实验方案。（填写设计方案记录表）

师：让我们来交流一下大家的实验方案吧（其他同学从科学性，可行性上对该组设计的实验方案，说说有什么优点和不足，并提出自己的修改建议）。

生：汇报，评价，及自我评价

（三）实验

师：大家的设计都很多，老师根据你们的部分方案准备了一些材料，一会儿你可以根据自己的研究方案，到这来选择材料。如果实验中遇到困难，

可以向“指导卡”请教。一边实验一边填写知道卡背面的实验记录注意观察实验表，然后根据指导卡正面的问题，分析实验现象。）

注意：我们可以根据时间选一个或几个实验，也可以在做完本组实验后观看其他组的实验。

请各组组长来按照需要来选取材料和指导卡吧。

生：动手动脑，合作探究，及时求助，填写记录，分析现象，改进模型，反复验证，得出结论。

（四）汇报、交流与评价

师：刚才的实验过程大家都很投入，我发现各个组的选材和实验方案都不是完全相同的，哪个组愿意你们实验中的发现和收获。

生：汇报、交流、评价 进而得出结论（出示）

①拱形结构的物体承受力大。

②框架结构的物体最稳定。

③薄壳结构的物体很稳定。

④立柱结构物体承受力大。

⑤棱状结构棱越密，承受力越大。

拱形结构

框架结构

薄壳结构

立柱结构

棱状结构

的物体承受力大

学生根据上面的研究结果解释开始的建筑物为什么能经受住常年的风吹，水冲、地震、雷击等力的作用而都没有使它倒塌。

四、 拓展

师：自然界中很多物体的结构非常巧妙，想想你知道那些物体的结构，是什么样的？（学生不答）老师也搜集了一些图片，你想看看吗？

一边播放一边解释，说明自然物体结构的巧妙和美丽。

人类正是受生物结构的启发设计出了精美绝伦的仿生建筑，观察下面

的建筑是根据什么物体的结构发明的？

师：看大家还沉浸在美妙的结构世界中。除了刚刚看到的这些，你们还知道哪些仿生建筑？

生：平山巨龟苑、日本鱼餐厅、罗马小体育馆像葵花、北京的中国国家剧院像鸡蛋、石家庄艺术中心象贝壳。等等。

五、小结

师：大家的课外知识很丰富。通过学习我们不但知道建筑物的结构和力的关系问题。老师还发现了许多同学们想法非常独特而富有新意。相信只要继续发扬这种探索求实的科学精神，不久的将来你们当中一定会出现几个出色的设计师和科学家。