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STEM活动教案|有趣的搭建
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教学目标


1. 理解以下知识内容:稳固的基座可以增加结构的稳定性
2. 理解以下知识内容:对称的设计有利于结构的稳定性
3. 能够从搭建游戏中分析出影响建筑稳定性的因素。
探究能力
1
层次
不能顺利完成搭建亭子的活动。
2
层次
能够顺利完成搭建亭子的活动,但是不能分析出影响建筑稳定性的原因。
3
层次
能够顺利完成搭建亭子的活动,并能分析出影响建筑稳定性的原因。
教学背景


前一个活动中,学生走出教室到校园里考察各式各样的建筑,通过观察它们的形状、材料和功能,对建筑为什么能够稳固站立有了初步的认识。在本节活动中,学生将通过搭建亭子的活动,继续探究结构的稳定性与哪些因素有关。
在搭建亭子的活动中,要想让亭子稳固而不倒,与许多因素有关。材料,材料之间的连接方式,稳定的基座,对称的结构,亭子的高度、顶的重量等等。不需要学生理解其中的力学原理,但要求学生能通过搭建活动认识到这些影响建筑稳定性的因素,并能运用到以后的搭建活动中去。
材料的选择方面:可用方形积木做为稳定的基座;铅笔或圆柱形积木作为支柱;硬纸板和雪花片做基座太轻不够稳定,形状方面也不适合做支柱,可以考虑做亭子的顶;吸管也可以做支柱,但强度方面不及铅笔和积木,所做的亭子承重能力较小。
材料之间的连接问题:雪花片的连接方式是嵌插,比较稳定,它们之间的连接不需要其他连接材料的帮助;但积木和积木之间,积木和铅笔之间的连接方式则是简单的堆砌,很不稳定,则需要利用其他连接工具帮助,如胶带、双面胶、胶水等等;吸管与回形针的连接虽然也是嵌插,但由于它的接头比较灵活,也需采取一些连接工具的帮助,如胶带等。
基座的稳定性:无论是积木还是铅笔做支柱,要想让它们稳定站立而不易倒塌,在它们底部加上一块基座是很好的方法。从下图中可看出,生活中的亭子柱子下方都有基座,可增大与地面的接触面积。
结构对称问题:从下图可以看出,生活中的亭子无论有几根支柱,它们都是对称分布的,顶的形状也是对称的,这样便可以将重量平均分布在各个支柱上。








教学准备


材料:
铅笔、积木、雪花片、硬纸板、吸管、回形针、书、双面胶、透明胶、胶水、剪刀、托盘(盛放材料)、扇子、小组记录单、集体记录单、学生活动手册
准备:
1、学生分组,3-4人一组
2、 铅笔不要削开,两头平的即可
3、 积木要准备各种形状的,如方形、圆柱形、三角形等
4、 书本要统一类型,学生课本即可,用来作测试的材料
教学过程


1
集中话题
1、 教师告诉学生,上节课带领他们观察了许多种建筑,今天将要来搭建一种建筑模型——亭子。
你们都见过亭子吗?谁来说一说你见过的亭子是什么样的?
2
探索与调查
1、 教师出示所有的材料,让学生自由选择材料进行设计。小组进行讨论,教师发放记录单,让学生将设计图画下来。
你们能利用这些材料搭建一所亭子吗?
你想搭建的亭子是什么样子的?请画下来。
你想采用哪些材料?也请你记录下来。

照片来源:上海新江宁小学
2、 学生设计完后,教师根据他们的设计发放材料。学生开始动手搭建,教师四处巡视,及时给予帮助和引导。
积木、铅笔等站不稳怎么办?
你想用什么材料将柱子和底座连接在一起?
亭子的顶你想用什么材料?你的柱子能够支撑住它吗?

照片来源:上海新江宁小学
3、 学生搭建完之后,教师要求学生对他们搭建的亭子给予测试。
你们拿扇子对着亭子扇一扇,看看你们的亭子能不能抵挡住风?
你们还可以轻轻摇一摇桌子,看看一场小地震会不会将它震倒?
在亭子上压几本书,看它能不能承受住这些书的重量?

照片来源:上海爱国小学
4、 学生测试完后,教师组织学生小组讨论,将讨论结果记录下来。
你们搭建的亭子在经历过考验之后还站立着吗?
失败的小组想一想,你们的亭子为什么会倒塌,是哪里出了问题?
针对这些问题,你们的改进方法是什么?
成功的小组也请思考一下,你们成功的秘诀是什么?
3
回顾与解释
1、 学生讨论记录完之后,教师组织全班交流讨论。
哪一组先来说说你们的心得体会?
你们成功了吗?你们成功的原因是什么?
你们失败的原因是什么?你们想如何进行改进?前面那组的发言对你们有什么启发?
2、 教师带领学生回顾今天的搭建活动,并展示生活中亭子的图片,全班交流
讨论。
通过今天的活动,你能说一说,什么样的亭子稳定性最高呢?
我们来看看生活中的亭子都是什么样的?是不是都包含了你们说的这几点呢?
这对你们后面自己的搭建活动有什么启发?
3、让学生课后将他们的想法记录下来,告诉他们下节课将要设计一个自己的建筑模型。
教学建议


1、 教师可将小组记录单复印粘贴在学生活动手册上,让每一个学生都保留他们的小组记录单。
2、 教师可将学生搭建的亭子拍摄下来,粘贴在学生记录单上。
- 小组记录单 -

- 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。