巧妙的结构 教学设计

一、教学思路

本课在引导学生对建筑物的风格认识的基础上，安排了“常见建筑物的结构”、“探究建筑物结构与力的关系”、“各具特色的形状和结构”等三项活动。活动 1的目的是让学生通过观察认识建筑物的形状与结构，制定标准对建筑物的结构进行分类，以培养学生观察、比较、分类能力。活动 2 是一个学生自主探究活动，其目的是培养学生提出问题、设计方案、实验验证、得出结论的能力。“各具特色的形状和结构”是拓展活动，作用是帮助学生认识自然界中更多的结构，分析结构特点与其功能的关系，引导学生去发现、欣赏自然界包括生命世界中某些结构的奇美，并进一步联想到建筑物的结构与自然事物的相似之处。

二、学情分析

在学生认识了房屋的产生、外形和功能、结构与层次的基础上，本课将进一步引导学生认识房屋的内部结构与功能之间的关系，探究建筑物中力与结构的关系。通过活动，引导学生去发现生命世界中某些形状和结构的美，培养学生定性或定量地探究力与结构之间关系的能力。本课的教学设计以新课标理念作指导，运用多媒体教学手段，为学生创造良好的学习氛围，激发学生的探究兴趣，真正提高课堂教学效率，注重学生能力的培养。在学法上，引导学生积极观察、开展自主探究、发现并解答问题。

三、教学目标

（一）知识与技能

1．能设计出多种分类标准，对建筑物进行分类。

2．能用实验的方法探究自己对研究建筑物结构与力的关系方面感兴趣的问题。

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．能从生活中找到更多巧妙自然的结构。

5．能举例说明建筑结构有哪些基本类型。

6．能举例说明建筑物结构与功能相适应。

（二）情感、态度与价值观

1．能从多个角度分析同类事物的不同特点。

2．领略到自然界中某些结构的奇美。

（三）科学、技术、社会、环境（STSE）

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。

四、教学重难点

重点：培养学生设计出多种分类标准，对建筑物进行分类。

难点：培养学生通过实验探究力与建筑物结构之间关系的能力。

五、教学准备

1．各种建筑物的图片。

2．多媒体课件（图片）、学生指导卡、学生实验用品等。

六、教学过程

（一）谈话导入

1．讲述：各种建筑物都有一定的结构，有的简单，有的复杂，这些不同的结构与建筑物

的功能有什么关系呢？（设疑引发学生思考，导入课题）

2．板书课题：巧妙的结构。

（二）常见建筑物的结构

1．讲述：上节课布置了查找关于建筑物结构资料的作业，现在全班分组讨论，分析我们周围的建筑物有哪些形状和结构。学生讨论、教师总结发言。

2．全班一起讨论教材上的几幅图，各属于什么结构。

3．讲述：教材总结了三种不同的建筑结构，大家还能找出更多与之对应的建筑吗？

分组讨论并填图，汇报讨论结果。

4．讲述：想一想你还能制定哪些分类标准，举手回答。

（通过学生的思考，对建筑进行分类，培养学生处理信息的能力）

学生回答并将教材的建筑物结构分类卡填好。

学生可能会出现以下分类方法，只要学生的分类方法合理教师就要给予适时的鼓励和指导。

按建筑物的结构分：

（1）整体结构不同：立方体、圆柱体、三角形……

（2）屋顶结构不同：平顶型、圆顶型、尖顶型……

（3）墙体结构不同：实心、空心、管状……

（4）材料结构不同：钢结构、砖结构、钢筋混凝土结构……

（三）探究建筑物结构与力的关系

1．谈话：同学们，赵县有座非常著名建筑，谁知道是什么？（赵州桥）关于“赵州桥”

你都知道些什么呢？

学生讨论：赵州桥是拱形桥。

2．赵州桥上除了有一个大拱，两边还有各两个小拱。设计成这样有什么作用？（美观；减少洪水对桥冲击力。）

3．赵州桥是现存全世界最古老的石拱桥，它的存在证明了我国当时先进的科学技术水平，是古代人民智慧的结晶。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侵蚀而保存至今。大家看，这些建筑你们认识吗？

4．（展示各种建筑）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。想一想，这些建筑稳固的原因是什么？由这些建筑物请你推测：什么结构的物体承受力比较大？

学生推测。

5．自主探究

（1）确定自主探究的题目

师：自然界中物体结构与承受力之间的关系，真的像我们推测的这样吗？（出示“探究问题”）

请你们自由组成小组选择其中1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。

（2）制定探究方案

a．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型，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。一会在大家做实验时可以利用这样的思路来设计你们的实验。

b．分组设计

师：请同学们以小组为单位讨论，并制定出简单的设计方案。

生：讨论并制定实验方案。

师：让我们来交流一下大家的实验方案吧，请同学注意听其他组的设计是否科学，是否可行。有什么优点和不足。

生：汇报，评价及自我评价。

c．实验

师：大家的设计都很有趣，想到的材料也很丰富。老师给你们准备了一些常见材料，一会儿你可以根据自己的研究方案，到这来选取材料。

学生实验，教师巡视指导。

d．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，哪个组的同学愿意说说实验中的发现和收获。

生：交流、评价、结论。

师：现在大家是不是已经明白这些建筑物为什么经受常年的风吹、雨水、雷击等力的作用而都没有倒塌的原因了吧？

（四）拓展：各具特色的形状和结构

师：自然界中很多物体的结构非常巧妙，老师搜集了一些图片，我们一起来欣赏吧。（出示教材插图）

一边播放一边解释，说明自然物体结构的巧妙和美丽。

师：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，请你观察下面的建筑，猜一猜是根据什么物体的结构设计的？

师：除了刚刚看到的这些，你们还知道哪些仿生建筑？

生：北京的中国国家剧院像鸡蛋、贝壳，等等。

师：请你根据物体的结构自己设计一个有特色的建筑。

七、作业布置

建筑物结构的不同之处，主要表现在哪些方面呢？

八、板书设计

巧妙的结构

赵州桥：拱形结构。

美国佛罗里达的安普卡特中心：球形结构。

泰姬陵：圆屋顶结构。

英吉利海峡地下隧道：柱型结构。

金字塔：三角结构。

埃菲尔铁塔：框架结构。

拱形结构、框架结构、薄壳结构、立柱结构、棱状结构等物体承受力大。

九、教学反思

1．学习科学的主要途径在于让学生开展以探究为主的学习活动。教师起到引导学生按照探究科学的过程进行活动，让学生真正成为课堂学习的主人，我们教师注重的应该是学生能力的培养。

2．本课的教学活动运用多媒体教学手段，为学生创造良好的学习氛围，激发学生的探究兴趣，真正提高了课堂教学效率。

3．今后的教学中，尽量为学生创造轻松地科学探究过程，以促进学生主动积极地学习。