資源簡介

(共27張PPT)
小學科學蘇教版
五年級下冊 第二單元 仿生
蛋
殼
與
構
薄
殼
結
雞蛋
鵪鶉蛋
雞蛋VS大力士
注 意：
握雞蛋的時候要均勻用力
不能掐和磕碰
（ 捏雞蛋實驗）
哪種情況下的蛋殼不容易戳破？
實驗步驟：
①吸管緊貼蛋殼
②鉛筆尖分別在三處高度進行自由下落
③記錄在哪一處高度被戳破
注意：不能借助外力
哪種情況下的蛋殼不容易戳破？
雞蛋大力士：4枚雞蛋能夠支撐多重的物體？
（雞蛋承重實驗）
蛋殼的啟發
拱形結構
蛋殼是由多個拱形組成的薄殼結構
外國古代建筑
公元前27-25年 古羅馬萬神殿
外國古代建筑
公元53年 西班牙引水渠
外國古代建筑
公元72-80年 古羅馬斗獸場
外國古代建筑
公元1806年 巴黎凱旋門
中國古代建筑
新石器時代 陜西窯洞
中國古代建筑
秦漢 長城
中國古代建筑
1553年 北京永定門城樓
中國的橋
隋代 河北趙州橋
家鄉的橋
明朝 張家港青龍橋
家鄉的橋
明朝 張家港富明橋
中國國家大劇院
悉尼歌劇院
天津自然博物館
德國國會大廈
現代建筑
頭盔
汽車
可樂瓶
尋找生活中的薄殼結構建筑物或者物品，可以拍照或者畫圖記錄
慧發現
謝
謝
觀
看
小學科學蘇教版2.蛋殼與薄殼結構
【主要概念】
1.外形為弧形的建筑結構稱為拱。
2.薄殼結構具有優越的受力性能，且輕便省料
【涉及課標】
12.1.1很多發明可以在自然界中找到原型，能夠說出工程師利用科學原理創造的實例。
13.2.2利用攝影、文字與圖案、繪圖或實物，表達自己的創意與構想。
【教材分析】
《蛋殼與薄殼結構》是新版蘇教版小學科學五年級下冊第二單元“仿生”的第二課。本課從關注蛋殼的結構特征到認識與之相似的拱形結構，并通過探究拱形結構的精妙之處，了解拱形結構在仿生學在建筑物上的應用。本課內容由四部分組成。
第一部分，研究雞蛋殼的形狀特點。這里包括兩個活動，一是指導學生觀察并描述蛋殼的特點，激發他們的學習興趣； 二是探究蛋殼的獨特之處，通過試著握碎雞蛋、戳破蛋殼、用蛋殼承載重物，發現蛋殼承受力的形狀優勢。
第二部分，觀察比較蛋殼和拱形的外形，并通過測試拱形結構的承重能力，發現拱形和蛋殼都具有承受力大的特點。
第三部分，認識拱形建筑和建筑物上的拱形結構，引導學生關注生活中這類仿生物體的應用，進一步夯實對拱形優勢的理解。
【學情分析】
五年級學生有一定的生活經驗，對雞蛋非常熟悉了解，但是并沒有過多的關注過雞蛋蛋殼的形狀及其特點。因此讓學生先觀察雞蛋，然后從生活實際的現象中引發思考，幫助學生一步一步揭開蛋殼外形特點的奧秘。在探究蛋殼承重能力的活動中，讓學生嘗試腳踩雞蛋，這樣探究方式能在孩子們的心中留下深刻印象，符合學生的年齡特點。引導學生從蛋殼的形狀特點得到啟發，制作設計拱形，從而認識薄殼結構，并且從生活中的建筑、物品當中發現拱形與薄殼結構的應用，由此帶領學生像科學家一樣經歷仿生這一過程，體會仿生學的思維方式，提升了學生的探究能力，發展了學生的創新思維。
【教學目標】
1.觀察蛋殼，發現蛋殼的特點。
2.嘗試用握、戳等方式破壞蛋殼，直觀感受蛋殼的穩固。
3.對比蛋殼和拱形，找出兩者之間的關系，從而認識薄殼結構。
4.通過拱形承重實驗，知道拱橋的稱重能力大于平橋。
【重點與難點】
重點：探究蛋殼和拱形的承重能力。
難點：探究拱形的承重能力。
【教學準備】
完好的雞蛋，蛋殼，平板，紙張，鉛筆、吸管瓶蓋、相關拱形建筑的視頻或圖片等。
【教學過程設計】
一、觀察雞蛋殼，描述其特點
1.交流：雞蛋大家都熟悉都了解，仔細觀察雞蛋的蛋殼形狀有什么特點？
2.為什么不是球形的呢？（播放視頻）現在你們知道了嗎？
3.除了雞蛋以外，還有很多動物的蛋，它們的形狀都類似，這不是偶然的巧合，里面蘊含著科學道理，它有什么特點呢？
【設計意圖】雞蛋對學生來說再熟悉不過了，但蛋殼的形狀是什么樣的，它有什么樣的特點，學生也許從來沒有思考過。所以引導學生仔細觀察，并學會描述是進入本話題研究的基礎。
二、探究蛋殼結構的精妙
1.雞蛋vs大力士
我請班里的大力士上來和雞蛋比試一下，請你用手包裹住雞蛋，均勻用力，不能用手掐哦。（生展示握雞蛋）雞蛋真的那么厲害嗎？我們再去自然界中去看看更多動物的蛋。（播放視頻）
2.雞蛋從外面握不碎，但是從里面輕輕一啄就破了，這是怎么回事？
活動一：研究蛋殼的抗擊打能力
1.假如要研究這個問題的話，你覺得可以怎么做？（模擬實驗）用什么模擬小雞的嘴呢？（鉛筆尖）
2.實驗步驟：
①吸管平的一頭緊貼蛋殼
②鉛筆尖在三處高度進行自由下落
③記錄在哪個高度被戳破
注意事項：不能借助外力
3.學生實驗，將實驗結果記錄匯總到黑板上
4.觀察全班記錄表，你有什么發現？（開口向下的蛋殼不容易戳破），那么你覺得蛋殼的外部有怎樣的特點？（抗擊打）
活動二：研究蛋殼的承重能力
1.老師這還有4枚雞蛋，現在往上面放這本書，可以嗎？繼續放這么多書會怎樣（破，不破）放上去，沒問題。
2.可以繼續放嗎？（可以）放一個人可以嗎？（不行，有點難）老師準備了一盒雞蛋，可以了嗎？誰愿意來試試（學生拖鞋帶鞋套踩在雞蛋上）哇，成功了，看來蛋殼還有什么特點？（能承重）
【設計意圖】學生的已有經驗是蛋殼很容易敲碎，可是它在什么情況下很不容易碎呢？，大多數學生是猜不出結果的，這個活動里的幾個環節，將逐步把學生引向對拱形結構的蛋殼不宜碎的研究。
三、思考蛋殼與拱形的相似之處，了解薄殼結構
1.蛋殼這么薄，卻能承重又能抗擊打，這里有什么科學道理呢？我們繼續來研究，老師這有一張白紙，將它平放在兩個木塊上，一塊橡皮都不能承受，（邊說邊演示）你能根據蛋殼的形狀特點得到一些啟發，想辦法改造一下這張白紙，讓它的承重能力提高嗎？（將紙拱起來）請你上來試一試。
2.這種形狀我們科學上稱為拱形結構，請三位同學和老師一起利用白紙制作拱形，我和你組合下，你們一起來組合，下面的同學，仔細觀察，有什么發現？（組合成了半個蛋殼）
3.那你知道蛋殼和拱形之間有什么關系了嗎？（多個拱形組成了蛋殼）是啊，蛋殼是由多個拱形組合成的薄殼結構。
【設計意圖】從蛋殼到拱形，再從拱形認識薄殼結構，就是從蛋殼的構造過渡到對薄殼結構的認識，這是本課探究過程的轉折點，也是引導學生對又一對仿生事例的研究。
四、研討：拱與薄殼結構在生活中的運用
1.同種材料制作成拱形后，承重能力變強了，而且由于它的形狀特點——薄，所以還很節省材料。因此很久以前，古人就從蛋殼的形狀特點得到啟發，將這種結構運用于建筑中。
2.中外古代拱形、薄殼結構建筑欣賞
出示古代西方建筑：古羅馬萬神殿，西班牙引水渠，古羅馬斗獸場，巴黎凱旋門
出示中國古代建筑：陜西窯洞、長城、北京永定門城樓
3.智慧的中國古人利用拱形還設計制作了一種特別的建筑——無梁殿，等會我們通過視頻一起漲知識，觀看前我想請一位同學用ipad拍下視頻中出現的拱形結構。投屏：你們找到了嗎？
4.中國的橋：趙州橋
拱形建筑不僅用于房屋建筑，還應用于橋梁建筑當中，我們中國有一座聞名世界的拱橋，它歷經千年屹立不倒，誰知道是哪座橋？（趙州橋）仔細觀察，你會發現它由大大小小的拱形組成，這些敞開的小拱在減輕橋身的重量同時，又起到減少流水沖力的作用。
5.張家港的橋：青龍橋，富明橋
這是北方的橋，我們張家港作為江南水鄉有沒有這樣的拱橋呢？（有）
6.欣賞了那么多，可以發現拱和薄殼結構一直是世界各地建筑上面的關鍵元素，不僅在古代，其實在現代應用更為廣發，還玩出了新花樣，老師給大家準備了資料卡，請大家閱讀資料，劃出關鍵詞，找一找圖片中的薄殼結構，還可以用筆畫一畫。（生活動）
7.薄殼結構是不是只用在建筑中呢？其實我們生活中隨處可見，教室里找。（舉起燈泡）你看這上面有嗎？
8.出示各種頭盔：這是什么？（頭盔）無論是古代還是現代，國外還是我們中國，雖然頭盔的材料造型各不相同，但它們的共同點都是采用了薄殼結構的設計。
9.出示一輛現代汽車：我們再來看這里汽車，這上面有拱形嗎？
10.可樂瓶中有嗎？每小組觀察可樂瓶中的薄殼結構。
【設計意圖】更多地了解拱形與薄殼結構，需要去發現生活中的拱形、薄殼結構建筑和物品，這是對所學知識的一次應用和復習，同時可以擴充學生的認知面。
五、總結拓展
1.回家用你的眼睛繼續找拱形，用拍照或者畫圖的方式記錄。
2.剛才我們從蛋殼身上，得到些啟發，模仿蛋殼外形或特點，制作了拱形，這個過程就是上節課我們所學習的“仿生學”。神奇的仿生學還有哪些？下節課我們繼續研究。
【板書設計】
蛋殼與薄殼結構
形狀 特點 啟發
橢球體 抗擊打 拱形
薄 能承重
【教學反思】
《蛋殼與薄殼結構》是《仿生》單元的第二課，作為單元的具體案例探究，通過讓學生充分經歷從蛋殼形狀特點得到啟發，從而設計薄殼結構這一仿生過程，提高了學生的探究能力，促進了學生的思維能力，體會到了仿生的方法和價值。通過對本節課的教學，我有以下幾點反思：
1.創設多樣活動，點燃探究火花
多樣的趣味活動可以激發學生的學習興趣，增添科學課堂的趣味性。因此在導入環節設計了“雞蛋VS大力士”這一游戲活動，讓學生在手握雞蛋的過程中發現，原以為很脆弱的蛋殼居然戰勝了班里的大力士，一下子就點燃了探究氛圍，學生主動積極地想要一探究竟，讓科學學習從被動轉變為主動。
2.敢于放手探究，感悟科學魅力
相信科學的力量，將會打開不一樣的世界。人能站在雞蛋上嗎？這個問題很多人其實是不太相信的，雖然電視上看過，但現實中并沒有這樣的經歷。教學時，先從4枚雞蛋能承受多少重量，學生在驚訝于4枚雞蛋的承重力后，引發能繼續承受一個人的重量嗎？其實4枚雞蛋足以承受一個人的重量，但是考慮到操作難度，所以選擇了一盒雞蛋，讓一位學生站在雞蛋上，當成功的那一刻，相信在每一位學生的心中都留下了科學的種子，在情不自禁地驚嘆中，也感悟到了科學的無限魅力。
3.提供大量資料，激活思維亮度
學生在探究蛋殼形狀特點后，通過蛋殼的結構特征得到啟示，從而認識與之相似的薄殼結構，并通過探究薄殼結構的精妙之處，了解薄殼結構在仿生學在建筑、物品上的應用。這個環節提供了古今中外大量的拱形、薄殼結構建筑和物品的圖文資料，學生在欣賞這些精妙建筑的同時，拓寬學生的視野，培養學生的發散思維。
蘇教版小學科學五年級下冊 第二單元 仿生 - 4

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