建筑中的结构（教学设计）-2024-2025学年科学三年级上册人教鄂教版

建筑中的结构（教学设计）-2024-2025学年科学三年级上册人教鄂教版主备人备课成员设计思路嗨，亲爱的同学们！今天我们要一起探索建筑中的结构奥秘啦！🏢✨首先，我会通过一个有趣的视频引入，让大家直观地感受建筑结构的魅力。接着，我们一起来分析课本中的案例，看看这些建筑是如何运用结构原理来保证稳固和美观的。📚👓然后，我会设置一些实践环节，让大家动手操作，亲手搭建一个简单的模型，体验结构设计的过程。最后，我会引导大家思考，建筑结构在日常生活中有哪些应用，激发大家对科学的兴趣。🌟🤔好了，让我们一起开启这场奇妙的建筑结构之旅吧！💪🏻🌈核心素养目标1.培养学生的观察能力，通过观察建筑实例，识别不同结构的特征。

2.增强学生的实践操作能力，通过动手搭建模型，体验结构设计的乐趣。

3.培养学生的创新思维，鼓励学生在设计过程中提出独特想法。

4.提升学生的科学探究精神，激发对建筑结构原理的深入思考。重点难点及解决办法重点：

1.理解建筑结构的稳定性原理。

2.识别不同类型建筑结构的特点。

难点：

1.复杂建筑结构的分析理解。

2.学生动手操作中模型搭建的精确度。

解决办法：

1.通过实际案例分析，帮助学生理解结构稳定性原理。

2.使用多媒体展示，分解复杂结构，简化难点。

3.分组合作，共同完成模型搭建，提高操作精确度。

4.鼓励学生提问，及时解答疑问，突破思维障碍。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法结合案例研究，讲解建筑结构的基本原理，让学生在理论层面建立基础。

2.通过小组讨论，让学生分析课本中的建筑实例，培养批判性思维和合作能力。

3.设计角色扮演活动，让学生扮演建筑师和工程师，模拟设计过程，提高实践操作技能。

4.利用实验和游戏，如搭建结构模型比赛，激发学生的学习兴趣，加深对结构稳定性的理解。

5.结合多媒体教学，展示建筑结构动画，帮助学生直观理解复杂结构原理。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

1.展示不同类型的建筑图片，如古代城堡、现代摩天楼等，引导学生观察建筑的外观和结构。

2.提问：“你们知道这些建筑是如何建造的吗？它们是如何保持稳定的？”

3.引出课题：“建筑中的结构”，激发学生的兴趣。

二、新课讲授（用时15分钟）

1.讲解建筑结构的基本原理，如梁、柱、板等构件的作用和相互关系。

2.分析课本中的案例，如古代的木结构建筑和现代的钢结构建筑，讲解其结构特点。

3.通过多媒体展示，展示不同建筑结构的动画，帮助学生直观理解。

三、实践活动（用时15分钟）

1.分组让学生动手搭建简单的结构模型，如桥梁、房屋等，体验结构设计的过程。

2.观察并讨论模型搭建过程中遇到的问题，如结构稳定性、材料选择等。

3.引导学生思考如何改进模型设计，提高其稳定性。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.举例回答：“在搭建模型时，我们遇到了哪些问题？”

-学生回答：“模型容易倒塌，稳定性不够。”

-教师引导：“那么，我们应该如何改进设计，提高稳定性呢？”

2.举例回答：“我们使用了哪些材料？”

-学生回答：“我们使用了纸板、竹签、橡皮筋等材料。”

-教师引导：“这些材料有什么特点？如何利用这些特点提高结构稳定性？”

3.举例回答：“我们是如何解决模型搭建中遇到的问题的？”

-学生回答：“我们增加了支撑点，调整了材料的使用方式。”

-教师引导：“这种解决方法是否有效？为什么？”

五、总结回顾（用时5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调建筑结构的基本原理和重要性。

2.总结学生在实践活动中的收获，如提高观察能力、实践操作能力等。

3.鼓励学生在日常生活中关注建筑结构，培养科学素养。

本节课用时共计45分钟。教学资源拓展1.拓展资源：

-建筑历史图片集：收集不同历史时期的建筑图片，如古埃及金字塔、古罗马斗兽场、哥特式教堂等，展示建筑结构与文化的结合。

-结构设计软件介绍：简要介绍一些结构设计软件，如AutoCAD、SketchUp等，让学生了解现代建筑设计的工具。

-建筑结构科普视频：推荐一些科普性质的视频，如《建筑奇迹》、《结构工程揭秘》等，通过视频了解建筑结构的原理和应用。

2.拓展建议：

-学生可以参观当地的建筑工地或博物馆，实地观察建筑结构和施工过程。

-鼓励学生阅读关于建筑结构相关的科普书籍，如《建筑结构原理》、《建筑之美》等，拓宽知识面。

-组织学生观看纪录片或参加线上讲座，了解建筑结构设计的最新动态和技术发展。

-开展建筑结构设计比赛，让学生运用所学知识，设计出具有创意和实用性的结构模型。

-利用网络资源，如在线课程、教育平台等，提供更多关于建筑结构的学习资料和互动学习机会。

-邀请建筑师或工程师来校进行讲座，让学生了解建筑结构在实际工程中的应用和挑战。

-建立校园建筑结构角，展示各种建筑结构的模型和图片，激发学生的兴趣和好奇心。

-组织学生参与社区服务活动，如参与社区公园的规划与设计，将所学知识应用于实际项目中。

-鼓励学生参与科学探究活动，如设计实验来测试不同材料的强度和稳定性，加深对结构原理的理解。内容逻辑关系①建筑结构的基本原理

-重点知识点：梁、柱、板等构件的作用

-重点词句：梁承受水平荷载，柱承受竖向荷载，板承受面荷载

②不同类型建筑结构的特点

-重点知识点：木结构、钢结构、钢筋混凝土结构的特点

-重点词句：木结构轻巧、钢结构坚固、钢筋混凝土结构强度高、耐久性好

③建筑结构设计原则

-重点知识点：稳定性、安全性、经济性、美观性

-重点词句：结构设计要保证建筑物的稳定性，同时兼顾安全性、经济性和美观性典型例题讲解1.例题：

一座木结构房屋，其屋顶的梁长为5米，截面宽度为0.2米，截面高度为0.15米。假设梁的材料密度为0.6×10^3kg/m^3，求该梁的质量。

解答：

梁的体积V=长×宽×高=5m×0.2m×0.15m=0.15m^3

梁的质量m=体积×密度=0.15m^3×0.6×10^3kg/m^3=90kg

2.例题：

一座钢筋混凝土结构的桥梁，其主梁采用矩形截面，宽度为0.3米，高度为0.8米。若桥梁的跨度为20米，求主梁所需的最小截面积。

解答：

根据梁的弯曲应力公式，最小截面积A=(M/W)×I_z/(b×h^2)

其中，M为弯矩，W为截面模量，I_z为截面惯性矩，b为截面宽度，h为截面高度。

假设弯矩M=100kN·m（假设值），截面模量W=(bh^2)/6，截面惯性矩I_z=(b×h^3)/12。

代入数据计算得到：

A=(100×10^6N·m)/((0.3×0.8^2)/6)×(0.3×0.8^3)/(12×0.3×0.8^2)=0.2m^2

3.例题：

一座钢结构建筑的柱子，其截面为圆形，直径为0.4米。若柱子承受的轴向压力为400kN，求柱子的安全系数。

解答：

柱子的截面面积A=π×(d/2)^2=π×(0.4/2)^2=0.16πm^2

柱子的安全系数K=轴向压力/(截面面积×屈服强度)

假设屈服强度为235MPa，代入数据计算得到：

K=400×10^3N/(0.16π×235×10^6N/m^2)≈1.7

4.例题：

一座住宅楼的楼板采用钢筋混凝土结构，楼板厚度为0.12米，宽度为3米。若楼板承受的面荷载为2kN/m^2，求楼板的挠度。

解答：

楼板的挠度δ=(面荷载×厚度^3)/(3×弹性模量×宽度^3)

假设弹性模量为3.5×10^10Pa，代入数据计算得到：

δ=(2×10^3N/m^2×0.12^3)/(3×3.5×10^10Pa×3^3)≈0.000024m

5.例题：

一座桥梁的桥墩采用C30混凝土，设计要求桥墩的承载力为600kN。求桥墩的最小截面尺寸。

解答：