《探究蛋壳的承受力》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

发布时间：2020-10-16 来源：文档文库

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《探究蛋壳的承受力》说课稿
一、教材分析
本课来自新编苏教版小学科学五年级下册第二单元第2课《蛋壳与拱形建筑》前半部分。从仿生学视角出发，教材安排了观察蛋壳特点和探究蛋壳承受力的实验。
二、实验学情分析
学习本课的问题表现归纳如下：
1.实验操作随意性大。铅笔、蛋壳、重物放置不当，均会严重影响测试结果。
2.概念本质未触及。缺少认识单个鸡蛋在不同情况下承受力不同承受力，直接跨越到测试4个鸡蛋用瓶盖加大受力面积后的承受力，不利于学生关注薄壳结构的本质，不利于学生应用测试结果解决增大承受力的真实问题。
3.最大承受力体验不充分。4个鸡蛋能承受数十本书的结果并不能让学生感到惊奇。究竟原因主要是：实验装置欠缺公平性；探究实验跨度过大；探究实验成效不突出。三、实验教学内容及目标
为了挑战学生的认知冲突，帮助学生认识到蛋壳这种弯曲的薄壳具有较大的承受力，基于教材和学情，共安排3个分组实验和1个探索性游戏，实验内容和目标分别确定为：
1.通过铅笔戳蛋壳装置，发现蛋壳内外承受力不同。 2.通过哑铃片压鸡蛋装置，发现鸡蛋横放和竖放承受力不同。
3.通过3个鸡蛋站人装置，感受增大受力面积还可以增大蛋壳的承受力。 4.通过改造鸡蛋安全帽的测试，学会应用上述测试结果增大蛋壳承受力。本课共创新了4个实验装置，本次将重点介绍第2和第4个实验的改进与创新。

图1 自主创新的4个实验装置
四、改进与创新
实验一：测试鸡蛋壳内外承受力
鸡蛋的结构是自然界一项巧妙且伟大的工程，它体现了工程中一个非常重要的悖论，既要能保护未出壳的小鸡，又要能让小鸡轻松出壳。只需通过一个小小的自制装置，用一支铅笔从高空落下，就能保证对比实验的精准操作。
实验二：研究一个鸡蛋的承受力
鸡蛋的放置方式不同，对它的承受力有影响吗？大多数学生认为鸡蛋横放时更不易被压碎，竖放的承受力小，事实是怎样的，当然要用测试结果来说话。这里所研发的实验装置包括一个支架和一个活动测试平台，有了它，鸡蛋既能放稳、放准，又能安全放心地逐一添加哑铃片，这里演示一个鸡蛋竖放时的情况，分组实验的装置上还有一个木柱，操作变得更加安全且简便易行。

图2 学生分组实验装置图3学生分组实验
学生分组实验后，我们还将运用大数据的思维引导学生对实验数据进行分析，发现鸡蛋竖放比横放承受力大的趋势。部分学生还能结合观察结果提出蛋壳曲面弯曲程度不同承受力不同的猜想。实验三：鸡蛋站人游戏
挑战还将继续，鸡蛋的承受力还可以更大吗？利用3个鸡蛋能抬起一个人吗？学生预估一个鸡蛋至少要抬起20公斤，也就是40片哑铃片。我们来试试用这样包裹起来的3个鸡蛋站人。有了这个实验装置，就可以让班上任何一个学生站上去而不会压碎鸡蛋。这些演示实验的气氛非常好，学生对实验结果感到震惊，至此，他们真正被这个厚度仅为0.38毫米且弯曲的鸡蛋壳所能达到的承受力折服。
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图4 3组测试活动
实验四：工程挑战——改进鸡蛋安全帽
就结构而言，人的头颅与鸡蛋壳类似，为了预防和减轻高空坠物所造成的伤害，人们发明了安全帽。如果安全帽只有塑料外壳，它是否安全呢？于是我们研发了鸡蛋安全帽的工程挑战，包括测试和改进两个部分。
首先，还是利用相同的原理和装置，测试这个小小的3D打印的安全帽能否保护鸡蛋。我们用尖锥重力锤模拟高空坠落物。在没有任何保护的情况下，鸡蛋会被完全贯穿；只有外部硬安全帽保护时，蛋壳也会被震碎；有什么办法能增大鸡蛋的承受力，学生将应用所学，在安全帽里增加一层泡沫或者海绵，同时增大安全帽和鸡蛋壳的接触面积，那么鸡蛋就会完好无损。

图5鸡蛋安全帽测试
五、总结与反思
本课从有趣的戳蛋壳开始，到鸡蛋的保护结束。学生先后经历了调查前概念——产生认知冲突——挑战认知冲突——公平测试——形成科学认知——完成工程挑战的学习过程。一方面有效激发、挑战了学生的认知冲突，帮助学生理清不同情况下蛋壳承受力有何不同。另一方面，学生的认知渐渐向薄壳结构这种薄曲面有较大的承受力的本质特征迈进，促进概念从可理解向可信任、可广泛应 4 / 4

用发展，特别是最后，将研究的结论，应用到工程实践中，提升他们的工程能力。
所研制的这套实验装置，优点较明显：一是公平性高，能有效控制无关变量；二是操作安全简便；三是趣味性强；四是可重复利用性强，平均低成本。正是有了全新设计的这套实验装置，使得以上探究鸡蛋承受力的种种想法，都成为可能。当然，它还可以用于测试形状、支架、桥梁等承受力。
有效的实验装置，为学生科学探究提供了保障，使学生在主动参与中，真正学习，促进了学生科学素养的全面发展。
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/bab7745e5af5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924a6.html