1、单元仿生课题2.蛋壳与薄壳结构课时1核心 概念技术、工程与社会 13.工程设计与物化学习内容及要求技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造 13.2工程的关键是设计56年级知道技术包括方法、程序和产品等；知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型；56年级利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意。教学目标科学观念（对客观事物的总体认识）科学思维（对客观事物的认识方式）探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）科学观念1.外形为弧形的建筑结构称为拱。2.薄壳
2、结构具有优越的受力性能，且轻便省料科学思维对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关系，从而认识薄壳结构。探究实践观察蛋壳，发现蛋壳的特点；尝试用握、戳等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固；通过拱形承重实验，知道拱桥的称重能力大于平桥。态度责任产生对工程设计的兴趣。教学 重点本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。探究蛋壳和拱形的承重能力。教学 难点学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？探究拱形的承重能力。教学 准备教师：完好的鸡蛋，蛋壳，平板，纸张，铅笔、吸管瓶盖、相关拱形建筑的视频或图片等。学生：记录册。教学过程教学环节教学活动设计思路教学备注上课仪式教师自我介
3、绍：同学们好！好，我们开始上课了。大家坐好。从今天开始，我们将要一起探索蛋壳与薄壳结构。1.和学生简单互动拉近距离。2.让学生意识到进入上课状态。一、导入观察鸡蛋壳，描述其特点1.交流：鸡蛋大家都熟悉都了解，仔细观察鸡蛋的蛋壳形状有什么特点？2.为什么不是球形的呢？（播放视频）现在你们知道了吗？3.除了鸡蛋以外，还有很多动物的蛋，它们的形状都类似，这不是偶然的巧合，里面蕴含着科学道理，它有什么特点呢？【设计意图】鸡蛋对学生来说再熟悉不过了，但蛋壳的形状是什么样的，它有什么样的特点，学生也许从来没有思考过。所以引导学生仔细观察，并学会描述是进入本话题研究的基础。复习引入，过渡自然，拉开新课学习的
4、序幕，激发学生的学习兴趣。二、探索探究蛋壳结构的精妙1.鸡蛋vs大力士我请班里的大力士上来和鸡蛋比试一下，请你用手包裹住鸡蛋，均匀用力，不能用手掐哦。（生展示握鸡蛋）鸡蛋真的那么厉害吗？我们再去自然界中去看看更多动物的蛋。（播放视频）2.鸡蛋从外面握不碎，但是从里面轻轻一啄就破了，这是怎么回事？活动一：研究蛋壳的抗击打能力1.假如要研究这个问题的话，你觉得可以怎么做？（模拟实验）用什么模拟小鸡的嘴呢？（铅笔尖）2.实验步骤：吸管平的一头紧贴蛋壳铅笔尖在三处高度进行自由下落记录在哪个高度被戳破注意事项：不能借助外力3.学生实验，将实验结果记录汇总到黑板上4.观察全班记录表，你有什么发现？（开口向
5、下的蛋壳不容易戳破），那么你觉得蛋壳的外部有怎样的特点？（抗击打）活动二：研究蛋壳的承重能力1.老师这还有4枚鸡蛋，现在往上面放这本书，可以吗？继续放这么多书会怎样（破，不破）放上去，没问题。2.可以继续放吗？（可以）放一个人可以吗？（不行，有点难）老师准备了一盒鸡蛋，可以了吗？谁愿意来试试（学生拖鞋带鞋套踩在鸡蛋上）哇，成功了，看来蛋壳还有什么特点？（能承重）【设计意图】学生的已有经验是蛋壳很容易敲碎，可是它在什么情况下很不容易碎呢？，大多数学生是猜不出结果的，这个活动里的几个环节，将逐步把学生引向对拱形结构的蛋壳不宜碎的研究。三、思考蛋壳与拱形的相似之处，了解薄壳结构 1.蛋壳这么薄，却能
6、承重又能抗击打，这里有什么科学道理呢？我们继续来研究，老师这有一张白纸，将它平放在两个木块上，一块橡皮都不能承受，（边说边演示）你能根据蛋壳的形状特点得到一些启发，想办法改造一下这张白纸，让它的承重能力提高吗？（将纸拱起来）请你上来试一试。2.这种形状我们科学上称为拱形结构，请三位同学和老师一起利用白纸制作拱形，我和你组合下，你们一起来组合，下面的同学，仔细观察，有什么发现？（组合成了半个蛋壳）3.那你知道蛋壳和拱形之间有什么关系了吗？（多个拱形组成了蛋壳）是啊，蛋壳是由多个拱形组合成的薄壳结构。【设计意图】从蛋壳到拱形，再从拱形认识薄壳结构，就是从蛋壳的构造过渡到对薄壳结构的认识，这是本课探
7、究过程的转折点，也是引导学生对又一对仿生事例的研究。 三、研讨小结拱与薄壳结构在生活中的运用1.同种材料制作成拱形后，承重能力变强了，而且由于它的形状特点薄，所以还很节省材料。因此很久以前，古人就从蛋壳的形状特点得到启发，将这种结构运用于建筑中。2.中外古代拱形、薄壳结构建筑欣赏出示古代西方建筑：古罗马万神殿，西班牙引水渠，古罗马斗兽场，巴黎凯旋门出示中国古代建筑：陕西窑洞、长城、北京永定门城楼3.智慧的中国古人利用拱形还设计制作了一种特别的建筑无梁殿，等会我们通过视频一起涨知识，观看前我想请一位同学用ipad拍下视频中出现的拱形结构。投屏：你们找到了吗？4.中国的桥：赵州桥拱形建筑不仅用于房
8、屋建筑，还应用于桥梁建筑当中，我们中国有一座闻名世界的拱桥，它历经千年屹立不倒，谁知道是哪座桥？（赵州桥）仔细观察，你会发现它由大大小小的拱形组成，这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时，又起到减少流水冲力的作用。5.张家港的桥：青龙桥，富明桥这是北方的桥，我们张家港作为江南水乡有没有这样的拱桥呢？（有）6.欣赏了那么多，可以发现拱和薄壳结构一直是世界各地建筑上面的关键元素，不仅在古代，其实在现代应用更为广发，还玩出了新花样，老师给大家准备了资料卡，请大家阅读资料，划出关键词，找一找图片中的薄壳结构，还可以用笔画一画。（生活动）7.薄壳结构是不是只用在建筑中呢？其实我们生活中随处可见，教室里找。（
9、举起灯泡）你看这上面有吗？8.出示各种头盔：这是什么？（头盔）无论是古代还是现代，国外还是我们中国，虽然头盔的材料造型各不相同，但它们的共同点都是采用了薄壳结构的设计。9.出示一辆现代汽车：我们再来看这里汽车，这上面有拱形吗？10.可乐瓶中有吗？每小组观察可乐瓶中的薄壳结构。【设计意图】更多地了解拱形与薄壳结构，需要去发现生活中的拱形、薄壳结构建筑和物品，这是对所学知识的一次应用和复习，同时可以扩充学生的认知面。四、拓展1.回家用你的眼睛继续找拱形，用拍照或者画图的方式记录。2.刚才我们从蛋壳身上，得到些启发，模仿蛋壳外形或特点，制作了拱形，这个过程就是上节课我们所学习的“仿生学”。神奇的仿生
10、学还有哪些？下节课我们继续研究。五、练一练一、 选择题1、下列说法正确的是（）。A.人不可能站在鸡蛋上B.一张 A4 纸不可能托起一块红砖C.蛋壳具有较大的承重力D.一张A4纸可能托起一块红砖2、蛋壳很薄，但用于使劲捏压一个完整的鸡蛋，鸡蛋却能保持不破，这是因为鸡蛋的形状近似于（）。A.圆顶形B.球形C.拱形D.方形3、拱形能承载很大的重量是因为() 。A.拱形比较厚B.受到的压力向下和向外传递给相邻的部分C.拱形的形状好看D.拱形比较重4、人们根据()的结构，发明了薄壳结构屋顶，既坚固又节省材料。A.鸟B.蛋壳C.植物的叶子D.鱼5、从一定高度落下铅笔，哪种蛋壳容易戳破?（）A.凹面朝上的B.凸面朝上的C.面朝上的或凸面朝上的D.凹面朝下的二、判断题1、鸡蛋呈椭球形，外表粗糙。（）2、蛋壳曲血可看成由无数的拱形拼接而成。（）3、拱桥的承重能力大于平桥。（）4、薄壳结构是仿生学的具体应用。（）5、建筑物没有横梁一定不安全。（）参考答案：1、X 2、 3、 4、 5、X 1、C 2、B 3、B 4、B 5、A六、整理老师指导学生进行材料的整理。培养学生使用材料的好习惯。七、板书设计蛋壳与薄壳结构形状 特点 启发椭球体 抗击打 拱形薄 能承重 八、课堂反思
