資源簡介

六 年級 科學 學科教學設計
課程基本信息
學科 科學 年級 六年級 學期 第二學期
課題 建筑物的結構 主備教師 審核教師
教學目標
科學知識 能舉例說明建筑物結構有哪些基本類型。 能舉例說明建筑物結構與受力大小之間的關系。 能根據建筑物的結構從自然界中找到原型。 科學探究 1.能從建筑物結構與受力之間的聯系中提出探究性問題。 2.能設計探究建筑物結構與受力大小關系的實驗。 3.能通過實驗、觀察等方式獲取建筑物結構與受力的信息。 4.能用科學語言、記錄表等方式記錄整理信息。 5.能運用分析、比較、歸納等方法得出科學探究的結論。 6.能對探究過程和結果進行反思與評價。 科學態度 1.能對研究建筑物結構與受力大小的關系表現出探究興趣。 2.能采用新的思路、新的方法、新的材料設計實驗方案。 3.能與他人合作學習、交流溝通，綜合考慮大家意見，形成集體的觀點。
教學內容：
本課按照知識的邏輯關系設計了兩個活動。活動1“常見建筑物的結構”目的是通過觀察、交流等活動，指導學生認識建筑物的結構及在自然界中類似的原型。活動2“探究建筑物結構與受力的關系”目的是通過實驗、觀察、交流等活動，指導學生認識建筑物的結構與受力之間的關系。應用與拓展“制作仿生建筑手抄報”目的是引導學生通過搜集資料、制作手抄報來認識仿生建筑的類型，體驗仿生建筑與原型之間的關系，感受仿生建筑技術對人們生活的影響。 教學重點：認識建筑物的結構，了解建筑物結構與受力大小的關系。 教學難點：利用實驗方法探究建筑物的結構與受力之間的關系。
教學方法
創設情境 質疑引導 合作探究 自主交流
教學準備
PPT課件、小木棍、皮筋、白紙、雞蛋、學生活動手冊等
教學過程 情景與問題 早在遠古時代，人類的祖先為了遮風避雨，創造了原始的住所，隨著技術的發展和社會的進步，建筑逐步融入了人類的情感、信仰和智慧，建造了很多著名的建筑物。它們都有漂亮的外觀和精巧的結構，如趙州橋、故宮、凱旋門，這些建筑物非常堅固，有的已有幾百年甚至上千年的歷史，經過多次洪水和地震等自然災害的考驗，依然安然無恙。 那么，你知道它們為什么那么堅固嗎？與它們的結構有關系嗎？ 這一節，就讓我們一起學習建筑物的結構 課題：17 建筑物的結構 探究與發現 常見建筑物的結構 觀察下列建筑物的形狀和結構，各有什么特點？ 山海關：拱形結構 中國國家體育場：框架結構 杭州國際會展中心：球形結構 悉尼歌劇院：薄殼結構 泰姬陵：圓屋頂結構 金字塔：三角形結構 意大利比薩斜塔：圓柱體結構 水立方：立方體結構 很多建筑的結構可以在自然界中找到類似的原型。想一想哪些建筑物的結構和下圖中的原型相似？ 鳥巢體育場對應的原型是鳥巢 火車站站臺對應的原型是麥稈 趙州橋對應的原型是雞蛋 珠海大劇院、大連貝殼博物館對應的原型是貝殼 南京蜂巢酒店對應的原型是蜂巢 法國里昂機場火車站對應的原型是飛鳥 中央電視臺大樓的原型是地質拱門 探究建筑物結構與受力的關系 趙州橋的堅固性與它的結構有什么關系？讓我們通過對比實驗來驗證。 實驗方法 分組照圖搭建平面橋和拱形橋，注意橋墩的高度、橋墩之間的距離、紙的種類和大小都相同 分別向兩個橋面上逐個放置棋子 記錄橋面坍塌時兩個橋面分別放了多少個棋子 小結:拱形結構比平面結構能承載更大的重量。因為拱形橋為圓弧形，圓弧形具有把外力分散開的作用。趙州橋是拱形結構，因此它很堅固 思考：怎樣使紙拱承載更大的重量？ 一般來說，拱形受到壓力時，會向下向外分散壓力。抵住拱足就抵消了紙拱向兩邊擠的力，也就是說加重橋墩就可以使紙拱承載更大的重量 除了拱形結構，其他結構與所受力之間又有什么關系呢？ 我想研究的問題 1. 樓板、立柱為什么做成空心的？ 2. 屋頂或墻體的鋼架結構為什么是三角形的？ 3. 球形建筑承載的力大嗎？ …… 你可以確定一個或兩個問題，自己設計方案進行研究；也可以從下面實驗項目中選擇一個或幾個進行研究。 實驗項目1 ：探究屋頂或墻體的鋼架結構為什么是三角形的？ 實驗設計：①用橡皮筋和竹簽扎成兩個正方體框架 ②將其中一個正方體框架的上下前后左右六個面的對角線各用一根竹簽固定 ③向兩個框架上分別加書，觀察它們個能承載多少本書 在立體體框架中加入三角形，能明顯增強框架穩固程度。 實驗項目2：探究形狀與抗彎曲能力的關系 實驗設計：①取2張16開的相同材料的紙張，將其中的一張折成M形 ②將2張紙分別放在兩個相距10厘米的橋墩上搭成紙橋，然后往紙橋上逐個添加墊圈 ③觀察哪一種形狀放的墊圈多 改變形狀可以增加紙橋的承重能力。 實驗項目3：探究球形建筑承載力大嗎 實驗設計：將三個雞蛋的底部用雞蛋托或橡皮泥固定，擺放成一個正三角形，在雞蛋上面放一塊薄木板，在木板上放重物，看看它能承載多重的物體 雞蛋呈圓弧形，能把外來的力沿表面分散開，因此可以承受較大的力 實驗項目4：探究樓板、立柱為什么做成空心的 實驗設計：用白紙卷成5厘米長的紙管（層數越少越好），然后將一本重0.5千克16開的圖書支起5厘米，試一試怎樣做用的白紙最少 思考：根據實驗結果，分析某種建筑物的結構或選材有什么科學道理 建筑物采用某種結構或某種特殊形狀的材料，其主要目的之一是增大建筑物的承受力。 應用與拓展 制作仿生建筑手抄報 仿生建筑是建筑設計師模仿自然生物的形態、構造而新創的一種新型建筑，這些建筑從外形到結構、功能都與某些生物有相似之處。 建筑師模仿王蓮的葉脈結構，在跨度約100米的屋頂縱肋之間，設計了波紋形的橫隔，形如網狀，使建筑物大廳頂面結構牢度大大加強。 英國曾試制成功了一種蜂窩墻壁，中間填充著樹脂和硬化劑合成的六角形泡沫狀物質。這種墻壁不但大大減輕了整個建筑的重量，而且具有很好的保暖性能，使住宅變得冬暖夏涼。 建筑學家還從輕巧省料、牢固完全的觀點出發，建造出一大批薄殼建筑。薄殼建筑常見于一些大跨度的體育館、展覽廳，根據精確計算和精心施工而成的薄殼屋頂，厚度雖然僅數厘米，卻能承受風吹雨打，這都得歸功于蛋殼的奇妙特性所給予的啟迪。 蜘蛛網精妙絕倫的懸索結構引起了建筑師的高度興趣。他們模仿蜘蛛網建造出大跨度橋梁和大跨度屋頂，利用建筑的幾何形狀和力學特性使得這些建筑輕巧而精美。 仿生建筑有外形仿生、結構仿生、功能仿生三大類 外形仿生是指簡單地模仿大自然中的形態，如北京鳥巢體育館，印度蓮花寺 結構仿生建筑會通過分析自然形態的結構關系、空間大小、力學特性、材料性能以及比例尺度從而獲得思路，結構仿生包括殼結構仿生、膜結構仿生、懸索結構仿生、蜂巢結構仿生 如悉尼歌劇院（殼結構仿生）大型體育場（膜結構仿生） 功能仿生則側重于對自然形態的功能原理進行研究，并將研究內容其與建筑設計相結合人，如模仿葉片趨光性安排樓層布置活動收集太陽光的被動型太陽能仿生，如荷蘭鹿特丹的城市仙人掌 仿生建筑是怎樣利用生物特征的？有什么優點？ 仿生建筑有美觀、穩固、省材、舒適等優點 課堂小結： 本節課，我們主要學習了常見建筑物的結構，通過實驗探究了建筑物結構與受力的關系，建筑物采用某種結構或某種特殊形狀的材料，其主要目的之一是增大建筑物的承受力。同時我們了解了仿生建筑，仿生建筑是一種綠色環保建筑，建筑設計師模仿自然生物的形態、構造和功能進行建造，仿生建筑有美觀、穩固、省材、舒適等優點。
“雙減” 作業設計 1._____________是世界上保存最完整的古代單孔石拱橋。 2.仿生建筑是一種_____________建筑，在我們的生活中越來越常見。 3. 仿生建筑設計可以模仿自然界中生物的______、______和______進行設計制作。 4.麥稈能支持得住比它重的麥穗，因為麥稈是（ ）的。 A.空心管狀 B.空心球形 C.實心球形 5.如圖所示，腳手架很穩固是因為它應用了（ ）。 A.三角形結構 B.長方形結構 C.拱形結構
板書設計 17 建筑物的結構 建筑物的結構：拱形結構、框架結構、球形結構、薄殼結構等 建筑物結構與受力的關系：增大受力 仿生建筑：形態仿生、結構仿生、功能仿生
教學反思
（此教學設計，A4紙正反面打印，表內文字五號宋體，行距20磅）

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