《蛋殼與薄殼結構》教學設計

學情分析

五年級學生對雞蛋非常熟悉，部分同學可能通過閲讀、視頻等資料對蛋殼有一定的瞭解，但是大部分學生並沒有過多的關注過蛋殼的形狀及其特點。五年級的學生對於探究性實驗的過程基本瞭解，能通過小組合作對蛋殼的特點進行研究。

教學目標

知識與技能：

1、知道蛋殼具有抗擊打、能承重的特點。

2、知道人類受到蛋殼的啟發發明了薄殼結構，知道薄殼結構除了應用在建築學外，在生活中的其它方面也有廣泛的應用。

3、掌握測試蛋殼抗擊打和承重力實驗的操作方法。

過程與方法

1. 通過用鉛筆尖擊打蛋殼內側和蛋殼外側的活動，運用實驗法、觀察法、對比法，發現蛋殼抗擊打。

2. 在測試雞蛋承重力的實驗中，運用實驗法，觀察法，發現雞蛋具有較強的承重力。

3. 通過觀看薄殼結構圖片，瞭解薄殼結構在生活中的應用。

情感態度價值觀：

1、通過經歷從蛋殼到薄殼結構這一仿生過程，體會到研究蛋殼特點的樂趣。

2、願意通過小組合作去探究蛋殼的抗擊打能力和承重能力。

3、認識到薄殼結構在人們的生活中應用範圍很廣，意識到人類可以從自然界的動植物身上得到啟發，製造出許多生活中實用的物品。

重點

研究蛋殼的抗擊打能力和承重能力。

難點

研究蛋殼的承重能力。

教學

準備

教師準備

實驗記錄單、蛋殼、熟雞蛋、紙筒、書、木板、瓶蓋、鉛筆、A4紙。

學生準備

書

教學環節

及時間

教學內容

一、導入3分鐘

二、新授30分鐘

三、總結拓展2分鐘

1.孩子們這是什麼？

2.老師準備了幾張聞名世界的建築圖片，我們來認識一下。

3.請同學們認真觀察這些建築物有什麼相同的地方？

4.建築學上把這種曲面的薄壁結構稱為薄殼結構。

5.薄殼結構的發明離不開蛋殼，蛋殼與薄殼結構之間存在什麼關係呢？我們一起來研究一下。

［設計意圖：用人們熟知的建築物進行導入，簡單介紹薄殼結構的定義和特點，告知學生薄殼結構與蛋殼之間具有一定的聯繫，激發學生的求知慾。］

（一）觀察並描述雞蛋殼的外形特點

1. 觀察雞蛋殼外形有什麼特點？

2. 雞蛋的形狀是橢球形的、很薄。

［設計意圖：雞蛋對學生來説再熟悉不過了，但蛋殼的形狀是什麼樣的，它有哪些外形特點，學生也許沒有仔細觀察過。引導學生觀察並描述蛋殼的特點，初步感知雞蛋殼很薄，是橢球形的。］

（二）探究蛋殼結構的精妙

1.自然中除動物的蛋殼外，烏龜殼、貝殼等物體都有類似的外形特點，這並不是偶然現象，而是經過長期進化而形成的，這種外形特點有什麼精妙之處呢？我們藉助蛋殼來研究一下。

實驗一：研究蛋殼的抗擊打能力

1. 觀看視頻瞭解小動物出殼的過程。

2. 小雞是怎麼從蛋殼中孵化出來的？

3. 同一個蛋殼內外兩側抗擊打能力一樣嗎？

4. 介紹實驗方法。

5. 怎樣保證筆尖懸空的高度相同？

6. 實驗過程中要注意什麼？

7. 學生小組實驗。

8. 舉手統計戳破組數。

9. 實驗數據説明了什麼？我們能得出什麼結論？

10. 總結：與蛋殼內側相比，蛋殼的外側更抗擊打。

11. 為什麼蛋殼外側比蛋殼內側更抗擊打呢？請你觀察蛋殼外側和蛋殼內側有什麼不同？

12. 向外凸這種形狀讓蛋殼更抗擊打。

13. 蛋殼這種內側凹陷，外側突起的結構，即能保護蛋殼內生命的安全，又能保證小動物在孵化時能順利的破殼而出。

實驗二：研究蛋殼的承重能力

1. 雞媽媽趴在雞蛋上時有沒有把蛋殼壓碎？

2. 看來蛋殼是能夠承受一定的壓力的。我們用手來感受一下。

3. 老師這有1枚雞蛋，誰能用手把這枚雞蛋的蛋殼給握碎？

4. 誰是咱班的大力士？請你來試一下能不能把蛋殼給握碎。那你雙手合到一起看看能不能握碎蛋殼。

5. 我們用很大的力去握雞蛋，蛋殼都沒有被握碎，這説明蛋殼確實能承受一定的壓力。

6. 蛋殼到底能承受多大的壓力呢？我們通過實驗來進行探究。

7. 老師為同學們準備了4枚雞蛋，8枚瓶蓋，一塊木板和多本重量相同的書，根據老師提供的這些材料你想怎樣設計實驗來測量蛋殼的承重力?給同學們兩分鐘時間小組討論一下。

8. 小組討論

9. 學生分享實驗方法。

10. 介紹實驗步驟請同學們先來預測一下，4枚雞蛋能支撐多少本書。

11. 實際測量時我們要注意什麼？

12. 講解注意事項。

13. 學生實驗。

14. 彙報實驗記錄結果。

15. 那四枚熟雞蛋到底能支撐多少本書呢？我們一起來試一下。

16. 老師放了100本科學書，雞蛋仍然沒有壓碎，甚至當一個成年女性雙腳踩到雞蛋上時，雞蛋都能保證完整，我們能得出什麼結論？

17. 總結：雞蛋殼在承受均勻的外力時，能承受很大的壓力。

18. 雞蛋能承受這麼大的壓力與什麼因素有關呢？

［設計意圖：通過兩個實驗探究蛋殼結構的精妙之處，戳蛋殼內側和外側、用蛋殼承載重物，發現蛋殼不僅能承受較大的擊打力，還能承受較大的壓力。］

（三）瞭解蛋殼與拱形的關係

1.我們沿雞蛋輪廓來畫一條線，你看到什麼形狀？

2.科學上把外形為弧形的建築結構稱為拱。蛋殼上有幾個拱？

3.蛋殼上有幾個拱？通過觀察可以發現蛋殼是由多個拱組成的。

4.除蛋殼外，你還在什麼地方見過拱形結構？

5.生活中這麼多地方應用到了拱形結構，那拱有什麼優點呢？

6.將一張普通的A4紙，平放在兩個盒子上，同學們看這張紙連一塊小木板的重量都承受不了。但當將紙拱起來時就能承受小木板的重量了。

7.總結：拱能夠提高物體的承重力，拱能夠把受到的壓力分散到拱的各個部分，所以拱能夠提高物體的承重力。

［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，也是引導學生對仿生事例的研究。］

（四）薄殼結構在生活中的應用

1.薄薄的蛋殼能承重的原因是什麼了？

2.蛋殼上的多個拱能將力均勻的分佈到蛋殼的不同部位，因此蛋殼能承受較大的壓力。

3.人們從蛋殼中得到啟示，發明了薄殼結構。薄殼結構不僅輕便、省力，而且具有優越的受力性能。

4.薄殼結構不僅在建築中被廣泛使用，生活中的很多地方也用到了薄殼結構，你在哪見過薄殼結構？

5.我們身上也有薄殼結構，誰知道在哪裏？

6.我們的顱骨就是薄殼結構，它保護着人體的重要器官的腦，生活中還有很多地方應用到了薄殼結構，課下同學們繼續去尋找吧。

［設計意圖：更多地瞭解薄殼結構，去發現生活中的薄殼結構物品，這是對所學知識的一次應用和複習，同時可以擴充學生的認知面。］

1. 聰明的人類從蛋殼上得到啟發，模仿蛋殼外形特點，製作了薄殼結構，這個過程就用到了仿生學。

2. 仿生學在生活中還有很多應用，我們下節課繼續去研究。

板書設計

6.蛋殼與薄殼結構

外形特點精妙之處 拱

橢球體 抗擊打形

薄能承重