苏教版五年级科学下册第6课《蛋壳与薄壳结构》同步辅导资料

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教学设计

第6课《蛋壳与薄壳结构》教学设计

1.教学内容

本课从关注蛋壳的结构特征到认识其抗压能力，并以建筑上常用的拱结构为桥梁，发展到认识与蛋壳相似的薄壳结构。本课教学内容分三部分。

第一部分，研究鸡蛋壳的形状特点。这里包括两个活动：一是指导学生观察并描述蛋壳的特点，激发他们的学习兴趣；二是研究蛋壳的精妙之处，通过试着握碎鸡蛋、戳破蛋壳、用蛋壳承载重物，发现蛋壳抗压能力的优势。

第二部分，观察比较蛋壳和拱的外形，认识拱形建筑和建筑上的拱结构，并通过测试拱的承重能力，发现拱也具有抗压能力强的特点。

第三部分，通过阅读了解人们受蛋壳的启示发明了薄壳结构，并在建筑等领域广泛应用。

2.教学目标

尝试用握、戳、承重等方式破坏蛋壳，直观感受蛋壳的稳固。

对比蛋壳和拱形，找出两者之间的关联。

通过承重对比实验，知道拱桥的承重能力大于平桥。

了解拱结构、薄壳结构在建筑等领域的应用。

3.重点与难点

重点：研究蛋壳和拱的承重能力。

难点：研究拱的承重能力。

4.教学准备

教师材料：拱形建筑、薄壳建筑的视频或图片等。

学生分组材料：完好的鸡蛋、蛋壳、铅笔、平板、塑料瓶盖、A4卡纸等。

教学过程

一、导入新课

同学们，通过上一课的学习我们知道生物在长期进化的过程中，形成了许多有利于生存的形态结构和生理特点，人们从中获得很多启示。这些做法逐渐发展成为一门从自然中学习，进而应用到工程技术中的学科——仿生学。

今天这节课，我们继续探究仿生学的有关知识，探究人们从蛋壳中获得怎样的启示？

板书课题：6.蛋壳与薄壳结构

二、教学新课

活动1：观察并描述鸡蛋壳的特点

出示一枚鸡蛋，引导学生看一看鸡蛋，从鸡蛋的形状、组成部分等各方面描述鸡蛋。

预设：

鸡蛋是椭圆形结构，从外到内分成三个部分，分别是蛋壳、蛋白、蛋黄。

从颜色上来看，鸡蛋一般红、茶色居多,也有白皮鸡蛋。

从大小上来看，鸡蛋一般比鸭蛋小

从形状上来看，鸡蛋稍圆些，鸭蛋椭圆的程度大些。

再出示蛋壳的图片，引导学生仔细观察蛋壳，并且通过用眼睛看，用耳朵听，用鼻子闻，用手敲一敲等各种方法观察鸡蛋壳的特点。

学生分小组活动，使用各种方法探究鸡蛋壳的特点。

预设：

鸡蛋呈椭球形,外表光滑,表面有细微的气孔,内部有一层薄膜。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,并不坚硬致密，很容易磕破，只要轻轻一磕鸡蛋就破了。

活动2：研究蛋壳结构的精妙之处

教师激发学生的兴趣：如此普通、司空见惯的鸡蛋壳又有哪些精妙之处呢？

问题一：我们能用手把一枚鸡蛋握碎吗？

教师引导：蛋壳这么薄，平时我们轻轻一磕鸡蛋就破了。那么我们用手握住鸡蛋，使劲的用力，能够把一枚鸡蛋握碎吗？下面请同学们来试一试。

全班分小组活动，每个同学体验用力握住鸡蛋，看能不能把鸡蛋握碎。

全班交流，说一说本小组的活动结果，想一想这是为什么呢？

因为鸡蛋是椭球形的,用手握鸡蛋时,手部施加的压力能被蛋壳外凸的曲面分散,所以鸡蛋不易握碎。

问题二：哪种情况下的蛋壳不容易被戳破？

出示课本第17页右下方的一组图片，引导学生仔细观察，想一想哪种情况下的蛋壳不容易被戳破呢？

学生分小组活动按照图片提示的方法进行实验，并且仔细观察实验结果。教师巡视，了解学生活动情况，并提醒学生注意要比较这个实验结果，就要让铅笔从同一个高度落下。

全班交流，各小组汇报本小组的活动结果，并且想一想为什么？

因为蛋壳内附着的一层富有弹性的薄膜所产生的预应力,能拉紧整个蛋壳,增加了蛋壳的抗压能力。

问题三：4枚鸡蛋能支撑多重的物体？

教师引导：鸡蛋究竟能承受多大的压力呢？下面我们通过实验来探究。

出示课本18页上面的一组图片，学生仔细观察想一想本次实验所需的材料、方法以及注意点。

全班交流，先请学生做出自己的预测，预测一下，4枚鸡蛋究竟可以承受多少本书的压力，并且把自己的预测结果填写在书上。

实验材料：4枚鸡蛋、固定鸡蛋的小圆盘、一小块木板、书本若干。

实验方法：将4枚鸡蛋立在桌面上(每枚鸡蛋的上下两端用塑料瓶盖固定),在上面放一块平板,然后在木板上依次一本一本的放上书本，看看当放到第几本书的时候，鸡蛋会出现破碎的情况。

实验注意点：在放书本的时候，动作一定要轻，要缓慢，不能用力一扔，更不能使劲的往上一拍。

全班分小组活动，动手操作这个实验，仔细观察4枚鸡蛋究竟可以承受多少本书的压力。

全班交流，各小组汇报本小组的实验结果，想一想我们得出的实际结果和自己事先猜测的一样吗？自己是估计多了还估计少了？为什么？

教师小结：刚刚我们通过自己的实验了解了4枚鸡蛋究竟能够承受多大的压力，可能大部分同学都没有预料到4枚小小的鸡蛋竟然可以承受那么大的压力。

活动3：蛋壳结构与拱形结构

出示课本18页中间的两幅图片，请学生在蛋壳上画一条线,看一看这条线是什么形状的?

预设：

这条线像拱桥。

这条线是拱形的,蛋壳曲面可以看成由无数的拱形拼接而成。

活动4：测试拱形结构的承重能力

鸡蛋之所以能够承受那么大的压力，与鸡蛋本身的拱形结构是有关系的，那么拱形结构的承重能力究竟怎样呢？下面我们继续通过实验来进行比较。

出示课本19页下方的一幅图片，学生观察这幅图片，并读一读旁边的文字，了解本次活动所需的材料、方法以及注意点。

全班交流

实验材料：两张A4纸、两个文具盒、签字笔若干等。

实验方法：用2张A4卡纸分别做成平桥和拱桥的桥面,分别在平桥和拱桥的桥面上摆放签字笔，看哪一种形状的桥面上摆放的签字笔更多，比较两者的承重能力。

学生分小组活动，按照实验方法进行操作，仔细观察实验现象，得出实验结论。

全班交流，预设：

相比较平桥的桥面而言，拱桥的桥面能够承受的压力更大。因此拱形结构的承重能力比平面结构的承重能力大。

因为拱能把受到的压力向下和向外传递给相邻的部分,如果能抵住外推力,拱就能承受巨大的压力。

活动5：日常生活中的拱形结构建筑物

教师引导：因为拱形结构的承重能力比较大，因此在日常生活中我们可以看到很多的拱形结构的建筑物。

出示课本18页上面的2幅图片，学生观察这2幅图片找一找这2幅图片中的拱形结构。预设：

图片1，桥梁桥洞是拱形的，可以承受更大的压力。

图片2，南京紫金山下灵谷寺景区内有一座无梁殿也是利用拱形结构建造而成的。

除了书上列举的拱形结构的建筑物之外，你还见过哪些拱形建筑或建筑上的拱结构?

预设：

常见的拱形有:拱门、牌坊、城堡、水渠、宫殿等。著名的建筑有法国的凯旋门、中国的赵州桥、古罗马水渠等。

活动6：认识薄壳结构

学生自由读一读课本19页的“薄壳结构”这段文字资料，初步了解薄壳结构的特点及应用。

薄薄的鸡蛋壳之所以能承受很大的压力,是因为蛋壳曲面可以看成由无数的拱拼接而成的,能够把受到的压力分散到蛋壳的各个部分。人们从蛋壳中得到启示,发明了薄壳结构。薄壳结构具有优越的受力性能,且轻便省料,因此在建筑中被广泛使用。

出示课本19页的国家大剧院、悉尼歌剧院两幅图片，学生观察这两幅图片，了解这两幅图片中的“薄壳结构”。

预设：

中国国家大剧院，是新“北京十六景”之一的地标性建筑，位于北京市中心天安门广场西，人民大会堂西侧，由主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成。中国国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，国家大剧院外观呈半椭球形，东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，占地11.89万平方米，总建筑面积约16.5万平方米，其中主体建筑10.5万平方米。

悉尼歌剧院的外型犹如即将乘风出海的白色风帆由10块大“海贝”组成，与周围景色相互呼应，最高的那一块高达67米。高低不一的尖顶壳，外表用白格子釉瓷铺盖，在阳光照映下，既像竖立着的贝壳，又像两艘巨型白色帆船，飘扬在蔚蓝色的海面上，故有“船帆屋顶剧院”之称。那贝壳形尖屋顶，是由2194块每块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件，用钢缆拉紧拼成的，外表覆盖着105万块白色或奶油色的瓷砖。据设计者晚年时说，他当年的创意其实是来源于橙子。正是那些剥去了一半皮的橙子启发了他。歌剧院白色屋顶是由一百多万片瑞典陶瓦铺成，并经过特殊处理，因此不怕海风的侵袭，屋顶下方就是悉尼歌剧院的两大表演场所：音乐厅和歌剧厅。

除了建筑,你还见过哪些薄壳结构的物品?

预设：

安全帽也是有拱形结构构成的，如果有重物从上面掉下来，安全帽就可以承受重物的压力，从而避免人的头部受伤。

野营的帐篷是圆顶形的，支搭简单，携带方便，重量轻，承重大，适合一般的休闲旅行使用。

三、课堂总结

今天这节课，我们探究了鸡蛋的作用，了解了薄壳结构的特点，知道蛋壳结构也是一种拱形结构，拱形结构能够承受很大的压力，古今中外很多的建筑物都是由拱形结构建造而成的。课后，请同学们继续观察我们周围的物品，看看哪些建筑物或者物品中使用到了拱形结构。

四、学生活动手册

科学阅读。

薄壳结构

在自然界中，一些植物的种子外壳、动物的蛋壳和各种贝壳，都是天然的薄壳结构。它们用很少的材料获得无比坚硬的外壳，以抵御外界的侵袭。

以蛋壳为例，通常情况下，蛋壳厚度只有0.38毫米。这么薄的蛋壳，简直不堪一击。然而，蛋壳的形状可以增大它的承受力，凸出向外的曲面能把压力分散。特别是当它均匀受力时，抗压性就更强了，远不是看上去的那么脆弱。

人类从蛋壳这样的天然壳体中受到启发，利用混凝土以及其他合金材料的可塑性，将各种形式的薄壳结构运用到大跨度的建筑中。这些薄壳结构的建筑能够达到力学设计的基本要求——用料少，抗压能力强。

寻找生活中的薄壳结构建筑或物品，把它们的照片贴在下面，或把它们的样子画在下面。

同步练习

2. 6《蛋壳与薄壳结构》 练习

一、 填空题

1、 外形为弧形的建筑结构被称为______。

2、 受蛋壳启示发明的________具有优越的受力性能， 且轻便省料。

二、 判断题， 对的打√ ， 错的打✘。

1、 鸡蛋呈椭球形， 外表粗糙。（ ）

2、 蛋壳曲面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。（ ）

6、 安全帽很薄， 偷工减料。（ ）

三、 选择题， 将正确的序号填在括号内。

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

2、蛋壳很薄， 但用手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

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

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

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. 凹面朝上的或凸面朝上的

四、 综合题

蛋壳和仿生建筑， 近些年来， 建筑师在蛋壳的启示下， 设计了许多现代化的大型薄壳结构的建筑，这些建筑中最著名的当属澳大利亚的悉尼歌剧院， 它由 10 个大小各异， 但形状相同的壳体组成， 远眺似片片白帆， 近看像重叠的贝壳， 它雄踞海滨， 搏击风浪， 那碧水、 蓝天、 白帆带给人们许多美妙的遐想。因此它又被国际公认为世界建筑奇迹。

1、 中国国家大剧院和悉尼歌剧院一样也采用了薄壳形结构， 它们有一个共同的特点是内部空间________（填“很大” 或“很小” ） ， 但是________（填“有” 或“没有” ） 柱子。

2、 如图所示， 北京大兴国际机场， 其部分结构也是薄壳结构， 请你说说这样设计的优

点: ____________________________________。

3、 薄壳结构除了运用在大型建筑上之外， 还运用在一些物品上， 举 2 例说明。

先

思

考

再

看

答

案

参考答案

一、 填空题

1、 拱

2、 蛋壳结构

二、 判断题

1、 ✘ 2、 √ 3、 √ 4、 √ 5、 ✘ 6、 ✘

三、 选择题

1、 C 2、 B 3、 B 4、 B 5、 A

四、 综合题

1、 很大 没有

2、 外形美观、 稳定性好、 节省材料、 承受力大

3、 安全帽、 野外帐篷

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