第五单元 小小建筑师（知识清单）-2026人教鄂教版三年级科学上册

第五单元小小建筑师（知识清单）

第一部分：思维导图

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第18谡建筑中的结构

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第19课设计制作理筑模型

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若外形不美观：修第多余时料、用乐

第二部分：知识巩固

第17课建筑中的材料

1.核心问题：建筑中常用哪些材料？如何区分天然材料和人造材料？不同建筑材料有什么特点

与用途？

2.常见建筑材料及分类：

分类标准：

天然材料：可直接从自然界获取，无需人工加工的材料。

人造材料：无法直接从自然界获取，需经人类加工制作的材料。

材料分类示例:

类别（天然/人造

材料来源特点与用途

）

质轻、易加工，可用于建筑框架、

木材树木天然材料

门窗

坚硬、耐用，可用于地基、墙面、

石材岩石开采天然材料

装饰

黏土搅拌一成

砖人造材料强度高、防水，可用于墙体砌筑

型一烧制

石块磨粉+水+遇水稿固，能胶结砂石，用于混渡

水泥人造材料

砂石加工土制作

多种矿物原料

玻璃人造材料透明、透光，可用于窗户、幕墙

熔炼

建筑材料的发展历程:

古弋：以天然材料为主（草、土、木材、石头），如长城用条石、方砖建造。

近弋：人造材料出现（彼、瓦、琉璃），提升建筑牢固度与美观度。

现弋：钢材、混凝土等人造材料普及，支撑高层建筑建造（如摩天大楼）。

实践活动：

观察身边建筑（如教室、小区楼），记录所用材料，区分天然/人造材料，填写“建筑材料记录

表二

第18课建筑中的结构

1.核心问题：哪种建筑结构更稳定？哪种结构承载能力更强？建筑中常见的稳固结构有哪些？

2.结构稳定性实验探究：

实验1（框架形状与稳定性）：

材料：吸管、胶带制作三角形、四边形、五边形框架。

操作：用手按压不同框架，观察变形情况。

结论：三角形框架最稳定（不易变形），四边形、五边形框架易变形；可通过添加斜杆（将四

边形分成两个三角形）增强稳定性。

实验2（重物位置与稳定性）：

材料：纸筒、皮筋、重物（如祛码）。

操作：将重物分别固定在纸筒底部、中部、上部，推纸筒观察倾倒难易。

结论：重物在底部时，纸筒稳定性最强（上轻下重的结构更稳固），稳定性排序：底部〉中部

＞上部。

3.结构承载能力实验探究：

实验1（立柱形状与承载能力）：

材料：相同纸张折成三棱柱、四棱柱、圆柱纸筒。

操作：在不同纸筒上逐渐添加重物，记录最大承载数量。

结论：圆柱承载能力最强（受力均匀），承载能力排序：圆柱,四棱柱＞三棱柱。

实验2（拱形与平面结构对比）：

材料：硬纸板制作拱形、平面结构，放置在两个木块之间。

操作：在结构上方添加围棋子，记录最大承载数量。

结论：拱形结构承载能力更强（能将压力分散到两侧支撑点），常见于桥梁、拱门设计。

4.特殊结构及应用：

桦卯结构：中国传统木构连接方式，通过“凸起的样头”与“凹陷的卯槽“拼接，无需钉子，增强

结陶强度且美观，应用于古建筑（如应县木塔）、传统家具。

薄壳结构：类似鸡蛋壳的弧形结构，如国家大剧院，受力均匀、节省材料，适合大跨度建筑。

第19课设计制作建筑模型

1.核心问题：如何根据任务要求设计并制作稳定、符合需求的建筑模型（塔/桥梁）？如何测试与

改进模型？

2.设计前准备：

明确任务要求（以塔和桥梁为例）：

模型类型任务要求（示例）

塔模型①高度N20厘米；②有塔的外形特征；③连接牢固、结构稳定

桥梁模型①跨度N20厘米；②能承载N500克重物；③外形美观

材料选择：竹签、纸卷、吸管、胶带、黏土等（轻便、易加工、成本低）。

绘制设计图：标注模型各部分名称（如塔的底座、塔身、塔顶；桥梁的桥面、桥墩）、尺寸、

材料，说明设计思路（如“用三角形框架增强塔身稳定性。

3.模型制作步骤：

以塔模型为例：

i.制作底座：用竹签搭建三角形框架，增强稳定性。

ii.搭建塔身：用纸卷或吸管逐层拼接，每层添加斜杆（三角形结构），避免倾倒。

iii.安装塔顶：用轻质材料（如卡纸）制作，减轻顶部重量，保持“上轻下重

以桥梁模型为例：

i.制作桥墩：用粗壮纸卷固定在底座两侧，间距N20厘米（跨度要求）。

ii.搭建桥面：用吸管搭建拱形或平面结构，两端固定在桥墩上。

iii.加固处理：在桥面下方添加支撑杆，增强承载能力。

4.模型测试与改进：

测试内容：

稳定性：轻推模型，观察是否易倒；

承载能力：在桥梁桥面逐渐添加重物（如书本），测试是否能达到500克要求；

尺寸：用直尺测量高度、跨度，确认符合任务要求。

改进方向：

若模型易倒：增加底座重量（如粘贴黏土）、添加斜杆（三角形结构）：

若承载能力不足：加厚桥面材料、增加桥墩数量或支撑点；

若外形不美观：修剪多余材料、用彩纸装饰。

5.科学与人文拓展：

古代建筑工具：墨斗（画直线）、刨子（削平木料）、凿子（加工石料）、锯（切割材料），

体现古代工匠智慧。

科学家故事：茅以升从小立志造桥，长大后主持建造钱塘江大桥（铁路、公路两用桥），展现

“严谨探究、坚持不懈”的科学精神.

第三部分：实验探究题

1.苗苗用纸片、围棋子和两个木块做“探究哪种结构承载能力较大”的实验，记录的实验数据

如下：

不同结构承受围棋子的数量承载能力大小

平面11粒承载能力比较大

哭形10粒承载能力比较小

请分析一下，这个实验结论正确吗？小苗做实验时可能出现了什么问题？做这个实验应该注意

哪些事项？

答案：这个实验结论不正确。小苗做实验时可能出现的问题有：没有控制纸片的材质、厚度、

大小等因素相同；放置围棋子时没有做到均匀、缓慢放置；测量和记录数据不准确等。做这个

实验应该注意的事项有：使用完全相同的纸片，保证其材质、厚度、大小等一致；在放置围棋

子时要轻拿轻放且尽量均匀分布在结构上；准确记录每次承受围棋子的数量，多次重复实验取

平均值以减小误差等。

详解：仅从一次实验得到的数据，不能确凿地得出平面承载能力一定比拱形大的结论，可能存

在其他因素影响了实验结果，因此这个实验结论不正确。

可能存在的问题：纸片的差异可能对承载能力产生影响。如果平面纸片和拱形纸片的材质不同

（比如一张光滑一张粗糙）、厚度不一样（厚的可能强度大些）、大小有差别（面积大的可能受

力分散情况不同），都会干扰实验结果的准确性。放置围棋子的方式如果不规范，比如一次性

快速堆叠很多棋子或者放置位置不均匀，可能导致结构受力不均，不能真实反映结构本身的承

载能力。在记录承受围棋子数量时可能出现计数错误等情况，影响最终结论。

注意事项：对比实验每次只能改变一个因素，确保实验的公平，即除了改变的那个因素外，其

他因素应该保持一样。对比实验只有一个变量，由于研究的是哪种结构承载能力较大，所以唯

一的变量是结构，其他条件比如纸片的材质、厚度、大小等都要保持不变。除此之外，放置围

棋子要轻拿轻放且缓慢均匀分布，使结构所受压力是稳定且均匀变化的，这样得到狗结果才更

能反映结构的真实承载能力。多次重复实验并取平均值可以减小偶然误差，使实验数据更可靠，

从而得出更科学的结论。

2.探探收养了一只流浪狗，她在室外为小狗建造了一个狗屋。

（1）用来切割木材的工具是（）。

A.卷尺B.锤子C.锯子

（2）按照施工计划，建造狗屋的正确顺序是（）o

A.打线一切割一组装B.打线一组装一切割C.组装一切割—打线

⑶狗屋屋顶设计成斜顶是为了（）。

A.透气好B.采光好C.防漏水

（4）为了改进狗屋的透光性，加装窗户最适合的材料是（）o

A.玻璃B.木板C.泡沫板

答案：（1）C

⑵A

⑶C

⑷A

详解：（1）卷尺用于测量长度，不能切割木材。锤子用于敲击、钉钉子，不能切割木材。锯子

通过锯齿摩擦切割木材，是切割木材的常用工具，故选C。

（2）建造流程需遵循“先规划（打线，确定尺寸）一切割材料（按打线尺寸切割木材）一组

装（将切割好的材