1. 理解以下知识内容：折叠、支撑、三角形加固、增加单元等是加固结构的基本方法。

2. 能够设计方法对加固后的立方体进行公平测试，测试立方体的承重能力。

3. 能实事求是的记录测试结果，根据测试结果分析原因，改进模型。

4. 能用语言清晰地表达自己的想法，并给其他同学提出建设性的意见。

5. 能倾听其他同学的意见，接受有效的建议。

层次

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在上一个活动中，学生搭建并加固了一个立方体。这节课将要求学生对加固后的立方体进行承重测试，并且分析立方体承重力有限的原因，并进行改进，然后对改进后的立方体重新进行测试。

承重能力是结构稳定性的一部分，用吸管和回形针为材料搭建的立方体的承重能力与很多因素有关：如材料（吸管）的强度、连接点的牢固性，受力是否均匀等。而立方体的大小与承重没有直接的关系，有时矮小的立方体反而可以承受较重的物体。

学生搭建的立方体承重能力有限主要是因为：

①材料问题：吸管的承受能力有限，重量太大就会压弯吸管以致立方体倒塌；②连接点问题：由于学生操作上的不细致，八个顶点上的回形针没有彼此相连而导致某个回形针脱落；

③吸管数量问题：上个活动教师给出的要求是使用最少的吸管来加固立方体，因此每一面只有一根对角线来加固，吸管数量过少以致立方体容易倒塌。

④受力不均问题：由于书放置的不够平衡导致吸管受力不均而容易倒塌。

根据以上各种原因而采取的改进措施主要有：

①吸管作为材料不能更换，但作为支柱的四根吸管是主要的承重部位，可增加填充物或采用质地更坚硬的吸管，以增加吸管的支撑能力。

②改进八个顶点的回形针连接方式，防止回形针脱落；

③增加单元的方式，即在六个面都做上两根对角线，或在立方体内部也搭建对角线，但要考虑八个顶点上的回形针数量，太多则会导致顶点处的吸管太过紧密而容易脱落。

④交错放置的方式：把书横竖交叉地摆放在立方体上，防止受力不均。

材料：

书、集体记录单、学生活动手册

准备：

1. 给学生分组，3-4人一组。

2. 书要准备同一种书，可使用学生统一的课本。

1、告诉学生这节课将要对上节课加固后的立方体进行承重测试。

• 我们上节课加固了立方体，那我们怎样来测试加固后的立方体有多坚固呢？

1、教师组织小组讨论如何对他们加固的立方体进行承重测试。

• 你们想用什么方法来测试立方体的承重能力？

• 你们想怎么测试？我们如何保证测试是公平的？

2、小组讨论完之后，教师组织学生进行汇报，全班交流讨论。

• 我们怎样可以比较出不同立方体的承重能力？

3、全班讨论完后，教师发放测试用的书籍，学生开始动手实验，教师四处巡视，引导学生仔细观察立方体坍塌的情况，找出坍塌的原因。

照片来源：上海新江宁小学

1、实验完之后，教师组织学生汇报实验结果，分析立方体承重能力有限的原因，然后小组讨论改进的方法。

• 你的立方体最多承受了多少本书呢？

• 为什么立方体不能再多承受更多的书了，立方体坍塌之后，你发现了什么？

• 是什么原因造成立方体坍塌的呢？

• 你想如何改进呢？请将你的方法记录下来。

2、教师组织学生汇报他们的改进方法，并在全班进行交流讨论。

• 你们想怎么改进你们的立方体，使得它的承受能力有所增加？

• 你们还需要哪些材料？

• 大家对这种加固方法有什么意见？

• 你接受大家提出来的意见吗？对你有没有什么启发？

照片来源：上海华林小学

3、 让学生对他们的立方体加以改进，并进行第二次测试，看改进后的立方体承重能力有没有增加，并将实验结果记录下来。

• 你们改进后的立方体承重能力增加了吗？

• 你能说出理由吗？请将你的想法记录下来。

1、 建议用1～2节课时完成本活动，如果学生修复和改进坍塌的立方体速度较慢，可将改进和再测试的任务放在第二课时完成。

2、 建议教师在课前先制作一个立方体测试一次，大概可以承受多少本书。（边长8.5厘米的立方体大约能承受2千克的书籍）

3、 在学生测试立方体的时候，教师要注意提醒学生不要只在意自己的立方体能承受多少本书的重量，或是比较谁的立方体承受的书本比较多。要引导他们多思考，立方体倒塌的原因在哪里？为什么别人的立方体会比自己的承受能力强或弱？

4、 若书本数量不够每个学生同时测试的话，让学生分小组，依次有序地进行测试。