《蛋壳与薄壳结构》教学设计

学情分析

五年级学生对鸡蛋非常熟悉，部分同学可能通过阅读、视频等资料对蛋壳有一定的了解，但是大部分学生并没有过多的关注过蛋壳的形状及其特点。五年级的学生对于探究性实验的过程基本了解，能通过小组合作对蛋壳的特点进行研究。

教学目标

知识与技能：

1、知道蛋壳具有抗击打、能承重的特点。

2、知道人类受到蛋壳的启发发明了薄壳结构，知道薄壳结构除了应用在建筑学外，在生活中的其它方面也有广泛的应用。

3、掌握测试蛋壳抗击打和承重力实验的操作方法。

过程与方法

1. 通过用铅笔尖击打蛋壳内侧和蛋壳外侧的活动，运用实验法、观察法、对比法，发现蛋壳抗击打。

2. 在测试鸡蛋承重力的实验中，运用实验法，观察法，发现鸡蛋具有较强的承重力。

3. 通过观看薄壳结构图片，了解薄壳结构在生活中的应用。

情感态度价值观：

1、通过经历从蛋壳到薄壳结构这一仿生过程，体会到研究蛋壳特点的乐趣。

2、愿意通过小组合作去探究蛋壳的抗击打能力和承重能力。

3、认识到薄壳结构在人们的生活中应用范围很广，意识到人类可以从自然界的动植物身上得到启发，制造出许多生活中实用的物品。

重点

研究蛋壳的抗击打能力和承重能力。

难点

研究蛋壳的承重能力。

教学

准备

教师准备

实验记录单、蛋壳、熟鸡蛋、纸筒、书、木板、瓶盖、铅笔、A4纸。

学生准备

书

教学环节

及时间

教学内容

一、导入3分钟

二、新授30分钟

三、总结拓展2分钟

1.孩子们这是什么？

2.老师准备了几张闻名世界的建筑图片，我们来认识一下。

3.请同学们认真观察这些建筑物有什么相同的地方？

4.建筑学上把这种曲面的薄壁结构称为薄壳结构。

5.薄壳结构的发明离不开蛋壳，蛋壳与薄壳结构之间存在什么关系呢？我们一起来研究一下。

［设计意图：用人们熟知的建筑物进行导入，简单介绍薄壳结构的定义和特点，告知学生薄壳结构与蛋壳之间具有一定的联系，激发学生的求知欲。］

（一）观察并描述鸡蛋壳的外形特点

1. 观察鸡蛋壳外形有什么特点？

2. 鸡蛋的形状是椭球形的、很薄。

［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，它有哪些外形特点，学生也许没有仔细观察过。引导学生观察并描述蛋壳的特点，初步感知鸡蛋壳很薄，是椭球形的。］

（二）探究蛋壳结构的精妙

1.自然中除动物的蛋壳外，乌龟壳、贝壳等物体都有类似的外形特点，这并不是偶然现象，而是经过长期进化而形成的，这种外形特点有什么精妙之处呢？我们借助蛋壳来研究一下。

实验一：研究蛋壳的抗击打能力

1. 观看视频了解小动物出壳的过程。

2. 小鸡是怎么从蛋壳中孵化出来的？

3. 同一个蛋壳内外两侧抗击打能力一样吗？

4. 介绍实验方法。

5. 怎样保证笔尖悬空的高度相同？

6. 实验过程中要注意什么？

7. 学生小组实验。

8. 举手统计戳破组数。

9. 实验数据说明了什么？我们能得出什么结论？

10. 总结：与蛋壳内侧相比，蛋壳的外侧更抗击打。

11. 为什么蛋壳外侧比蛋壳内侧更抗击打呢？请你观察蛋壳外侧和蛋壳内侧有什么不同？

12. 向外凸这种形状让蛋壳更抗击打。

13. 蛋壳这种内侧凹陷，外侧突起的结构，即能保护蛋壳内生命的安全，又能保证小动物在孵化时能顺利的破壳而出。

实验二：研究蛋壳的承重能力

1. 鸡妈妈趴在鸡蛋上时有没有把蛋壳压碎？

2. 看来蛋壳是能够承受一定的压力的。我们用手来感受一下。

3. 老师这有1枚鸡蛋，谁能用手把这枚鸡蛋的蛋壳给握碎？

4. 谁是咱班的大力士？请你来试一下能不能把蛋壳给握碎。那你双手合到一起看看能不能握碎蛋壳。

5. 我们用很大的力去握鸡蛋，蛋壳都没有被握碎，这说明蛋壳确实能承受一定的压力。

6. 蛋壳到底能承受多大的压力呢？我们通过实验来进行探究。

7. 老师为同学们准备了4枚鸡蛋，8枚瓶盖，一块木板和多本重量相同的书，根据老师提供的这些材料你想怎样设计实验来测量蛋壳的承重力?给同学们两分钟时间小组讨论一下。

8. 小组讨论

9. 学生分享实验方法。

10. 介绍实验步骤请同学们先来预测一下，4枚鸡蛋能支撑多少本书。

11. 实际测量时我们要注意什么？

12. 讲解注意事项。

13. 学生实验。

14. 汇报实验记录结果。

15. 那四枚熟鸡蛋到底能支撑多少本书呢？我们一起来试一下。

16. 老师放了100本科学书，鸡蛋仍然没有压碎，甚至当一个成年女性双脚踩到鸡蛋上时，鸡蛋都能保证完整，我们能得出什么结论？

17. 总结：鸡蛋壳在承受均匀的外力时，能承受很大的压力。

18. 鸡蛋能承受这么大的压力与什么因素有关呢？

［设计意图：通过两个实验探究蛋壳结构的精妙之处，戳蛋壳内侧和外侧、用蛋壳承载重物，发现蛋壳不仅能承受较大的击打力，还能承受较大的压力。］

（三）了解蛋壳与拱形的关系

1.我们沿鸡蛋轮廓来画一条线，你看到什么形状？

2.科学上把外形为弧形的建筑结构称为拱。蛋壳上有几个拱？

3.蛋壳上有几个拱？通过观察可以发现蛋壳是由多个拱组成的。

4.除蛋壳外，你还在什么地方见过拱形结构？

5.生活中这么多地方应用到了拱形结构，那拱有什么优点呢？

6.将一张普通的A4纸，平放在两个盒子上，同学们看这张纸连一块小木板的重量都承受不了。但当将纸拱起来时就能承受小木板的重量了。

7.总结：拱能够提高物体的承重力，拱能够把受到的压力分散到拱的各个部分，所以拱能够提高物体的承重力。

［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，这是本课探究过程的转折点，也是引导学生对仿生事例的研究。］

（四）薄壳结构在生活中的应用

1.薄薄的蛋壳能承重的原因是什么了？

2.蛋壳上的多个拱能将力均匀的分布到蛋壳的不同部位，因此蛋壳能承受较大的压力。

3.人们从蛋壳中得到启示，发明了薄壳结构。薄壳结构不仅轻便、省力，而且具有优越的受力性能。

4.薄壳结构不仅在建筑中被广泛使用，生活中的很多地方也用到了薄壳结构，你在哪见过薄壳结构？

5.我们身上也有薄壳结构，谁知道在哪里？

6.我们的颅骨就是薄壳结构，它保护着人体的重要器官的脑，生活中还有很多地方应用到了薄壳结构，课下同学们继续去寻找吧。

［设计意图：更多地了解薄壳结构，去发现生活中的薄壳结构物品，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。］

1. 聪明的人类从蛋壳上得到启发，模仿蛋壳外形特点，制作了薄壳结构，这个过程就用到了仿生学。

2. 仿生学在生活中还有很多应用，我们下节课继续去研究。

板书设计

6.蛋壳与薄壳结构

外形特点精妙之处 拱

椭球体 抗击打形

薄能承重