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文档简介
1第五单元抗风暴房屋【教学目标】[科学观念]1.知道设计方案不仅需要考虑产品应当满足的需求,还需要考虑材料、时间和成本等限制条2.了解加强抗风暴房屋稳定性的做法。[科学思维]在“设计抗风暴房屋模型”过程中,能根据材料特性和造型受力原理,对比不同方案的合理性,形成“问题—设计一优化”的初步工程思维。[探究实践]小组合作讨论设计方案,分工完成模型设计,共同解决“墙体倾斜”“屋顶不稳固”等问题,提升合作交流与问题解决能力。[态度责任]激发对建筑工程的探究兴趣,了解现实中抗风暴房屋的应用,树立“科学设计能降低灾害损失”的观念,增强对“科学技术服务生活安全”的认知。【教学重难点】[重点]了解风暴对房屋的破坏原理,掌握抗风材料的选择标准;能结合材料特性与造型要求,设计简单的抗风暴房屋模型方案。[难点]初步理解“造型受力原理”,避免设计高瘦、尖顶等易被风吹倒的造型,突破“造型与抗风关联”的抽象认知;合理搭配材料与造型。【教学准备】教学课件。【教学过程】一、新课导入(3分钟)教师:上一单元我们了解过台风,台风摧毁房屋,造成严重损失。我们能不能设计一种“抗风暴房屋”,让它不容易被吹坏呢?学生1:风暴的风很大,会推着房子,尖顶的房子好像更容易被吹翻!学生2:我觉得房子用硬一点的材料做,可能就不容易坏,软纸做的房子一吹就破。二、探究风暴破坏原理与抗风设计要点(12分钟)教师(播放风力作用动画视频):风对着高瘦尖顶的房子吹时,风很难绕开,会产生很大的推力(风阻大),而且房子重心高,轻轻一吹就倒;而低矮圆顶的房子,风能顺着屋顶“绕过去”(风阻小),重心低,就很稳固。同时,风暴还会让房屋内外气压不一样,像“吸”一样把屋顶掀起来。学生1:原来尖顶房子风阻大,圆顶风阻小!那材料呢?软纸做的墙肯定不行吧?学生2:硬纸板不容易弯,韧性好,被风吹的时候不容易断,所以适合做墙体。三、探究风暴破坏原理与抗风设计要点(15分钟)学生3:软纸一折就皱,不适合做墙体;木棍很硬,能用来加固。学生4:硬纸板和塑料板硬度好,适合做墙体和屋顶;木棍可以撑住墙体,不让它歪!教师(出示抗风暴房屋真实案例):工程师在设计抗风暴房屋时,会从多方面加强结构的稳定性,如房屋的横截面多采用圆形、椭圆形或菱形,避免矩形截面,使风能够平缓地通过房屋的挡风面,从而减小风对房屋表面的作用力;房屋整体结构上粗下细,并且上部少用较重的材料,使房屋重心偏下,从而更稳定;增加墙体厚度,提高对风暴的抵御能力。另外,一些高层建筑会在顶部开洞,以利于风的顺利通过,从而减小风对建筑整体的作用力。因此我们在设计时除了考虑房屋的材料,还要考虑房屋横截面的形状、整体结构的形状、墙体厚度等。接下来同学们分小组讨论,设计一个别出心裁的抗风暴房屋吧。画出设计模型简图,并列出所需要的材料。(教师巡视指导,设计结束后交流分享)小组1:我们用硬纸板做矮墙体,塑料板做圆顶屋顶,木棍加固墙角,这样重心低、风阻小,能抗风!教师:这个方案特别科学!抗风设计的核心就是“选对材料(硬、韧)+好造型(矮、流线小组2:……四、课堂总结(5分钟)教师:一起回顾抗风设计要注意什么?制作模型时遇到问题怎么解决?学生1:要选硬材料、矮造型;模型倒了就加固或降低高度!学生2:现实中沿海的房子也是平顶或圆顶,用钢筋水泥做的,特别抗台风!筋、混凝土)和科学的造型(低矮、流线型)设计的,能减少风暴带来的损失。以后看到不同造型的房子,也可以想想它的抗风能力哦!五、思考与练习(5分钟)教师:自己设计的房屋模型和沿海地区的房屋相比,有哪些相似和不同之处?教师总结:外形结构相似,所用材料不同。沿海地区的房屋常用混凝土或钢筋框架结构,或使用加固的木质或钢结构,可以抵抗强风冲击。教师:自己设计的房屋模型在抵抗不同方向的风暴时,效果相同吗?为什么?教师总结:相同。自己设计的房屋中心对称、四面斜坡的屋顶都可以减少方向性差异。教师:客家土楼是中华文化的瑰宝。在不同结构的客家土楼中,圆楼的坚固性最好,具有很好的抵御风暴性能,请查阅资料,分析原因。教师总结:客家圆楼通过圆形风阻设计、夯土墙整体性和多层支撑体系,实现了近乎完美的抗风暴性能。【板书设计】22.设计抗风暴房屋模型【教学目标】[科学观念]理解“材料特性+造型优势”是模型抗风的核心。知道规范运用剪刀、直尺、热熔胶枪等工具,能提升材料衔接牢固度和结构稳定性,深化“科学设计需通过规范操作落地”的认知。[科学思维]1.通过回顾设计方案,能将“材料选择、造型设计”与制作步骤对应,形成“设计一制作”的连贯逻辑思维。2.在制作过程中,培养“发现问题—分析问题—解决问题”的工程思维。[探究实践]1.掌握剪刀、热熔胶枪等工具的安全使用方法(如剪刀勿对人、热熔胶勿碰手),能按设计方案准确裁剪材料、搭建墙体、安装屋顶、加固结构,完成完整模型制作。2.小组内互助协作,分享裁剪、加固技巧(如“多留搭接边更牢固”),共同解决制作难题(如材料衔接脱落),提升动手操作、合作交流与实践创新能力。[态度责任]1.培养“耐心细致、精益求精”的工程实践态度,体会从设计蓝图到实物模型的成就感。2.通过亲手制作抗风模型,增强对房屋抗灾设计的关注,激发对工程实践的持续兴趣。3[重点]能按设计方案精准完成材料裁剪与结构搭建[难点]解决“设计方案转化为实物”的实操问题,如材料裁剪尺寸偏差、不同材料(塑料板)衔接不牢固、墙体倾斜等,保证模型符合抗风要求。【教学准备】【教学过程】一、新课导入(3分钟)教师:(提问)上节课我们都设计了抗风暴房屋模型,谁能说说自己的设计核心——选了什么抗风材料?设计了什么抗风造型?为什么这样选呀?学生:我选硬纸板做墙体、塑料板做圆顶屋顶,因为硬纸板韧性好,圆顶能减少风阻;还用木棍加固墙角,防止墙体歪!教师:今天我们就把设计蓝图变成实物,动手制作抗风暴房屋模型!二、安全使用与实操技巧(5分钟)教师:我们强调3条安全规则:①剪刀永远不对着自己和同学;②热熔胶枪用完立刻放支架学生1:我之前用热熔胶枪胶涂多了,粘得不好看,怎么控制用量呀?教师:可以用热熔胶枪配套的小勺子辅助,舀少量胶涂在衔接处,这样用量更均匀。现在大学生2:我画直线总歪,怎么办?三、制作(22分钟)教师:(发放材料)现在对照自己的设计方案表取材料,制作流程按“裁剪材料→搭建墙体→安装屋顶→加固结构”来,注意裁剪墙体时多留1厘米搭接边,粘贴更牢固。我们用计时器把控时间:裁剪10分钟、搭建10分钟、加固5分钟、测试5分钟,现在开始!(巡视指导)学生1:我们的墙体搭好后有点歪,怎么办?教师:用木棍在墙体内部呈“X”形支撑,再用胶固定木棍两端,重心就稳了!学生2:塑料板屋顶和硬纸板墙体粘不牢,总掉怎么办?教师:在纸板衔接处划几道细纹,增加胶的附着力,再沿屋住等待30秒,粘得就牢固了!教师:现在打开风扇调至低速,对着模型正面吹,观察是否学生3:我们的模型被风吹得有点晃,但没倒,还需要优化吗?教师:可以在模型底部加一块重物,增加重量降低重心,抗风性会更好!四、课堂总结(5分钟)教师(邀请3组展示模型):请分享一下,你在制作中遇到了什么问题?怎么解决的?小组1:我们裁剪的屋顶比墙体大,后来用砂纸磨小了一点,就刚好贴合了;墙体歪了用木棍撑住,现在很稳!教师:今天我们把设计变成了能抗风的模型,核心是记住“设计引领实践,规范操作保障质五、思考与练习(5分钟)教师总结:需要。鼓风机离房屋模型过远时,模型实际受到的风力可能低于设定值,导致测4教师总结:模拟真实风暴环境,验证结构的可靠性;发现设计缺陷,优化结构方案;降低实际建造的风险与成本等。教师:2021年,广东省深圳市某大厦出现晃动,现场人员有序撤离。查找资料,了解专家对该大厦结构稳定性的评判以及提出的改进建议。教师总结:经多方机构检测确认,大厦核心筒、钢结构框架等承重部件无损伤,抗震设计符合规范。建议拆除桅杆,消除主要振源;增设阻尼器,吸收剩余振动能量;风洞试验复核;加装健康检测系统等。【板书设计】23.制作抗风暴房屋模型步骤:裁剪材料(留搭接边)→搭建墙体(垂直稳固)→安装屋顶(紧密衔接)→加固结构(木棍/X形支撑)2.制作流程与测试【教学目标】[科学观念]了解常见极端天气(台风、暴雨、高温等)的基本特征,掌握对应的核心防护知识。[科学思维]1.通过分析极端天气危害与防护方法,能筛选出最关键的防护要点,培养“抓核心信息”的归纳思维。2.在设计科普画时,能将“防护知识”与“绘画元素”对应,如用“雨伞+远离积水”的画面表达暴雨防护,形成“知识—视觉转化”的创新思维。[探究实践]1.掌握科普画的基本创作步骤(确定主题、筛选要点、设计图文、涂色美化),能独立完成一幅包含“极端天气场景、防护动作、核心标语”的科普画。2.小组内交流防护知识与绘画思路,互相提出修改建议,提升绘画创作与合作交流能力。[态度责任]树立“极端天气可防可控”的安全意识,养成关注极端天气预警、主动学习防护知识的习惯,增强自我保护与他人保护的责任观念。【教学重难点】[重点]掌握常见极端天气的核心防护知识,明确科普画“图文结合”的创作要求;完成极端天气防护科普画,确保画面包含“天气场景、防护动作、简洁标语”三大要素,且防护知识准确无误。[难点]实现“知识准确性”与“艺术表现力”的平衡,避免出现“画面美观但防护知识错误”或“知识正确但画面生硬”的问题。【教学准备】教学课件。【教学过程】一、新课导入(3分钟)教师:(播放极端天气短视频)同学们,视频里台风把大树吹倒、暴雨让道路积水、高温天有人中暑,这些极端天气是不是很危险?我们该怎么保护自己呢?学生:好危险!我知道台风天不能出门。教师:今天我们就用一种特别的方式——画科普画,把极端天气防护知识告诉更多人。二、知识讲解(5分钟)教师:台风天可以在室外放风筝吗?学生:不能!台风天室外很危险。教师:台风天要做到“关紧门窗、不待阳台、远离广告牌”;暴雨天要“远离低洼地、不蹚积水、及时躲室内”;高温天要“多喝水、戴帽子、少暴晒”。现在看优秀科普画范例,这幅台风主题的画,画了“关门窗的小朋友”,配了标语“台风来,宅家乖”,图文结合很清楚。我们的科普画也要有“天气场景、防护动作、简洁标语”这三个要素。学生:(观察范例)我明白了,要把防护方法画出来,还要写简单的话。三、动手创作(27分钟)教师:请大家先确定主题,从台风、暴雨、高温中选一个;再想清楚场景(如台风天的家)、防护动作(如关窗户)、标语(如“台风天,门窗关”);然后用铅笔打稿,勾线后涂色。遇到问题可以问老师,也可以和小组同学商量。(教师巡视指导)(欢迎加入·Q·Q·群:591268026交流科学、教学问题。)教师:标语越简洁,大家越容易记住。完成的同学可以和小组分享,互相说说防护知识对不学生:(小组分享)他画的台风天,小朋友在阳台收衣服,这不对,台风天不能待阳台,应该改到室内关窗户。教师:(点赞)这个提醒很准确,大家要互相检查知识的准确性。四、课堂总结(5分钟)教师:(邀请5名学生展示作品并讲解)请你说说这幅画的主题和防护知识。学生1:我画的是台风天,妈妈在关窗户,标语是“台风来,别外出”,告诉大家台风天要待在家里。教师:知识准确,画面清晰,非常棒!今天我们不仅学会了极端天气防护知识,还能用科普画传播这些知识,为大家的安全贡献力量。【板书设计】24.极端天气防护科普画1.常见极端天气:台风、暴雨、高温、干旱、沙尘暴、强寒潮、重度霾等台风:关门窗、不外出2.核心防护要点暴雨:远低洼、不蹚水高温:多喝水、强防晒3.科普画三要素:场景+动作+标语第五单元单元小结【教学目标】[科学观念]1.明确设计抗风暴房屋模型的关键结构,知道这些结构如何增强稳定性。2.掌握抗风暴房屋模型的工程流程.3.了解极端天气的基本防护措施。[科学思维]1.通过复习单元知识点,培养梳理“模型设计一制作流程一防护应用”知识脉络的思维能力。2.能结合“结构与功能的对应关系”“检测改进过程”分析模型问题,提升工程思维与逻辑推理能力。[探究实践]能运用单元知识解释模型的设计原理(如“三角形横截面为何更稳固”“透风结构如何减风【教学重难点】[难点]理解“结构与功能的对应关系”,能举例说明如何通过结构分析模型问题(如“重心偏【教学准备】教学课件、抗风暴房屋模型结构图、抗风暴房屋模型成品或半成品(展示横截面、重心、透风结构)等。【教学过程】一、课堂引入(3分钟)教师:(出示抗风暴房屋模型成品)同学们,咱们第五单元学习了《制作了能抵御风暴的房屋模型!看到这个模型,你们还记得咱们为了让它抗风暴,在设计时特别注意了哪些地方吗?制作时又经历了哪些步骤呢?倒!”“还做了检测,发现漏水后又改进了!”二、单元要点(20分钟)教师:咱们先一起复习第一个知识点:设计抗风暴房屋模型时,哪些结构能让它更稳固?学生:横截面用三角形,比正方形稳!重心要低,底部重一点!墙体厚一点,不容易被吹破!高层建筑顶部要做透风的,能减小风的力气!教师:第二个知识点
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