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教学目标


1、 理解以下知识内容:三角形是稳固的基本结构。
2、 学会使用三角形加固的方法来加固正方形。
3、 进一步熟练和巩固搭建技能,并学会测量正方形对角线长度来确定吸管长度。
探究能力
三角形加固
1
层次
不能采用三角形加固的方法对正方形进行加固。
2
层次
能够采用三角形加固的方法对正方形进行加固,但无法说明原因。
3
层次
能够采用三角形加固的方法对正方形进行加固,并能给予正确的解释。
测量对角线
1
层次
进行三角形加固时,不知道需要测量正方形对角线的长度。
2
层次
进行三角形加固时,知道需要测量正方形对角线的长度,但操作有困难。
3
层次
进行三角形加固时,知道需要测量正方形对角线的长度,并能准确测量,操作正确。
教学背景


在上个活动中,学生搭建了三角形、正方形等形状,并且比较了三角形和正方形的稳定性,了解正方形没有三角形那样稳固,容易改变形状。本节课将要求学生对正方形进行加固,材料只能使用回形针和吸管,目的是让学生能够掌握三角形加固的方法。
需要注意的是,采用三角形加固最直接的方法就是在正方形内部加一条对角线以构建三角形。但是带来的问题是原先的吸管长度不够,此时应当引导学生学会测量正方形对角线的长度,相应地增加吸管长度。
按照力学原理,原本只要搭建一条对角线即可稳定住正方形。但是由于用回形针和吸管搭建的正方形的四个角都能灵活转动,因此它在二维平面中虽然已经足够稳定,但在三维立体空间中还是会变形。解决方法是再搭建一条对角线,让正方形更加稳定。两根对角线因为不在一个平面上而会影响正方形的稳定性,可以再加一个回形针固定住对角线的交叉点。

生活中采用三角形加固的例子有很多,例如:建筑设计、斜拉桥、雨伞骨架、家具设计、材料支架等等。




高 楼
亭 子
桌 子
脚 手 架



斜 拉 桥
高压电线杆
窗 格
鸟 巢
教学准备


材料:
吸管、回形针、剪刀、标签纸、大信封、搭建好的正方形、幻灯或图片(生活中利用三角形加固的例子)、集体记录单、学生活动手册
准备:
1、 吸管要准备质地比较硬的,吸管口径要能与回形针相配套,即回形针正好能插进吸管,不紧也不松。
2、 给学生的吸管不能有尖头,如果是有尖头的,教师要事先将尖头剪掉,避免学生操作时被弄伤。
3、 给学生的吸管不用太长,一般的吸管对半剪成大约8-10厘米即可,这样可节省材料。
4、 每个学生至少需要9根吸管、18个回形针,其中有两根吸管是没有剪短的长吸管。考虑到学生会有损坏材料的情况,教师可以多准备一些。
5、 教师事先搭建几个正方形,不用加固,学生3-4人一组,一个小组准备一个。
教学过程


1
集中话题
1、教师发放吸管和回形针,组织全班进行一次比赛——每人搭建一个三角形和一个正方形,看谁搭建的又快又好。
2、学生搭建好之后,教师带领学生再次比较三角形和正方形的稳定性,引出上节课留下的问题,小组内进行讨论。
怎样才能使正方形也像三角形那样稳固而不易变形呢?
如果只提供吸管和回形针作材料,你们有什么办法?
2
探索与调查
1、学生思考讨论完后,教师组织学生汇报他们的方法,教师在集体记录单上进行记录。
谁来说一说你想怎么做?
有没有不同的方法?
2、 教师给每组发放一个正方形和两根吸管四个回形针,从学生们的方法中选取类似“田字格”的方法,让学生进行尝试。教师四处巡视,了解学生的情况。
你们认为在正方形中搭建这样两根支架能不能加固正方形呢?请你们动手试一试。
你们成功了吗?加固后的正方形足够稳固吗?
3、 教师组织学生再次讨论加固方法,引导学生思考如何在正方形里面搭建三角形。
你们看三角形是不是很稳固,我们有什么办法在正方形里搭建出三角形?请在记录单上画出你们的设计方法。
计算一下你们需要多少吸管和回形针?

照片来源:上海华林小学
4、 教师根据学生的要求发放材料,每个学生独立加固自己搭建的正方形。这时会出现一个问题:在连接正方形对角线时,原先的吸管不够长了。教师给予引导:
吸管短了,这说明了什么?我们有什么办法能够解决这个问题?
怎样才能知道我们需要多长的吸管?你还需要其他的工具吗?
5、 教师发放长吸管和剪刀。在学生动手操作的过程中,教师四处巡视,及时给予学生帮助和引导。
3
回顾与解释
1、 学生完成之后,教师组织学生上来展示他们加固后的正方形,全班交流讨论。
谁来展示一下你加固后的正方形?
说一说你是怎么做的?你用了几根吸管,几个回形针?
大家来看看,这个加固后的正方形稳固吗?你们能提出什么意见?

照片来源:上海华林小学
2、 教师带领学生回顾加固方法,并展示日常生活中利用三角形加固的例子。
我们采用了什么方法对正方形进行了加固?
这种三角形加固的方式在我们日常生活中也很常见,你能举几个例子吗?

照片来源:南京莫愁湖小学
3、要求学生在标签纸上标明姓名和日期,贴在自己加固好的正方形上,装入写有姓名的大信封内。
教学建议


1、 在学生小组第一次讨论如何加固正方形时,他们一般不会想到用三角形加固的方法。他们可能会想到将正方形四条边的中点连接起来,就像他们熟悉的“田字格”。但他们尝试后则会发现这个方法并不可行,从而意识到“田字格”不能帮助他们解决问题是因为在连接点的位置没有得到支撑,这时教师再引导他们思考三角形加固的方法。



2、 学生在连接正方形对角线的时候,会发现给的吸管长度不够,这时就涉及到边长和对角线的测量问题。本活动不要求学生精确测量出所对角线的长度有多长,但要能够正确操作剪出合适长度的吸管。教师应指导学生正方形要摆正,四个角成直角,这样剪出来的吸管长度才适宜。
3、 这节课会出现三个回形针相连接的情况,连接最好的方式是每一个回形针都与其他两个相连接(图示1最牢固,图示2易脱落)。学生可能不容易想到这一点,教师可以视情况而给予提醒。


图示1
图示2
4、 教师在记录集体记录单时,可用画图记录学生的方法,再用文字记录学生的想法。
5、 为了保留学生的作品,教师应让学生用标签纸在作品上注明姓名和日期,再放入大信封里保存好。可由教师统一保管,也可让学生自行保管,但需要提醒学生下一次带来。
- 集体记录单 -

课后小记 -

小编整理了一些适用于幼儿园到小学不同年级的STEM活动教案,活动内容丰富多彩、形式多样、生动有趣,教师可以整理出来进行实践。家长也可以带领孩子们一起动手做。



江苏汉博
微信号丨handsbrain
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