21搭石教学设计课件

搭石教学设计课件21教学设计与实践指南目录教学目标明确本课程的教学目标与期望达成的学习成果知识点解析详解搭石的基本概念、结构特点与科学原理21教学活动设计提供课堂教学流程与学生活动的具体安排学生思考与互动设计促进学生深度思考的提问与交流环节课堂总结与延伸教学目标知识目标能力目标素养目标理解搭石的基本概念与结构特点，掌握掌握搭石的搭建方法与注意事项，能独培养学生动手实践能力、团队协作精神和2121其背后的力学原理立完成搭建过程解决问题的创新思维搭石简介21定义与历史背景搭石是一种传统的无粘合剂石块搭建技术，源于古代桥梁与建筑工程这种技术利用21石块之间的相互支撑形成稳定结构，无需使用水泥等粘合材料科学原理搭石结构的稳定性基于力的合理分配与传递，依靠巧妙的几何排列使重力沿特定路径21分散，形成自锁结构应用实例从古代拱桥到现代无粘合剂建筑，搭石技术在不同时期均有广泛应用，体现了人类对21自然规律的深刻理解结构原理解析力的传递与平衡三角形结构的稳定性21搭石中力学的体现搭石结构中，每块石头都承受并传递来搭石大量运用三角形结构，这是几何学石块间的摩擦力与支撑力形成平衡，重心低2121自上方的压力，通过精确的位置安排，使力中最稳定的形状三角形不易变形，能有效的设计增加整体稳定性沿预定路径传递至地面抵抗外力干扰拱形结构将垂直压力转化为水平推力，由周关键在于各石块间的接触面积与角度，确保多个三角形组合形成的网状结构使整体刚性围结构承接，形成自锁系统力的正确分解与传递增强，稳定性提高搭石结构示意图21上图清晰展示了搭石的结构组成与力的传递路径红色箭头标示主要受力点，蓝线21表示力的传递方向顶石结构的关键，承受上部压力并均匀分散至两侧侧支石支撑顶石，将力传递至基底，保持平衡基础石稳固的基础，承接全部上部结构的重量教学重点与难点教学重点教学难点搭建步骤掌握力的传递抽象理解确保学生理解并记忆搭石的正确搭建顺序与方法帮助学生从抽象层面理解看不见的力如何在结构中传递21结构稳定性理解平衡点的精确把握帮助学生理解为何特定的排列方式能形成稳定结构教授学生如何判断并找到结构中的关键平衡点实践操作技能失败原因分析能力培养学生手眼协调能力与精细操作技巧培养学生分析结构失败原因并改进的能力教学方法与策略讲授与演示结合教师通过清晰的讲解与直观的演示，帮助学生理解搭石的基本概念与原理使用多媒体资料展示不同角度的搭建过程，突出关键步骤21小组合作实践将学生分组进行实践操作，每组人，明确分工与合作方式小组内部讨论搭建策略，共同解决遇到的问题，培养团队协作能力4-5互动提问引导思考设计层层递进的问题，引导学生从表象思考到本质采用苏格拉底式提问法，启发学生自主发现问题并寻找解决方案教学流程设计概览1导入新课（10分钟）通过生活实例和有趣问题激发学生兴趣，建立新旧知识联系，明确学习目标2知识讲解（15分钟）系统讲解搭石的基本概念、结构特点与力学原理，结合多媒21体资料进行直观展示3实践操作（30分钟）学生分组进行搭石模型搭建，教师巡回指导，解答疑问，及21时纠正错误4反思总结（15分钟）小组展示成果，分享经验与收获，教师点评并总结课堂要点，布置延伸任务导入新课设计生活实例引入展示古代石拱桥与现代无粘合剂建筑的图片，引导学生观察其共同特点播放短视频《千年古桥的智慧》，展示传统搭石技术的魅力与实用价值提问激发兴趣这些没有使用水泥的桥梁和建筑，为什么能稳固数百年而不倒塌？你们猜测古人是用什么方法使这些石块互相支撑形成稳定结构的？知识讲解环节21搭石的构造步骤常见搭建误区选择合适的基础石，确保平稳放置支撑石角度不当，导致力的传递路径错误

1.•放置两块支撑石，形成初步稳定结构顶石位置不居中，造成结构不平衡

2.•添加侧向支撑石，增强整体稳定性忽略石块间的接触面积，影响摩擦力大小

3.•小心放置顶石，完成基本结构

4.检查并调整各石块位置，确保平衡

5.关键节点受力分析顶石与支撑石的接触点是关键受力位置，需确保接触面积适当，角度合理支撑石与基础石之间的摩擦力是保持结构稳定的重要因素课堂演示视频与动画搭建过程演示力学原理动画视频将展示搭石从基础到完成的完整搭建过程，重点突出每一步的操通过计算机动画，可视化展示搭石中看不见的力如何传递与平衡使2121作要点与注意事项慢动作回放关键步骤，帮助学生理解精确定位的重用彩色箭头标示不同方向的力，直观呈现结构的受力状态与平衡原理要性学生活动设计实施搭建方案设计按照设计方案进行实际搭建准备阶段各组讨论设计搭石的方案，绘制简易草21记录者详细记录每一步骤与调整分组（人组），发放材料石块模型图4-5/遇到问题时全组讨论解决方案（或积木块）、记录表、活动指导书讨论可能遇到的问题及解决策略各组进行角色分工设计师向组员讲解搭建思路，确保团队理解设计师负责规划搭建方案一致搭建者执行搭建操作记录者记录搭建过程与问题质检员检查结构稳定性活动指导要点材料准备与安全注意搭建步骤分解质量检查标准准备不同形状与大小的石块模型或积木块选择最平稳的石块作为基础结构能稳定支撑秒以上•

1.•30确保工作区域平整稳定放置两块形状合适的支撑石轻推测试不会导致倒塌•

2.•佩戴防护手套避免划伤测试支撑石的稳定性各石块接触面稳固无滑动•

3.•石块掉落时注意避让，防止砸伤小心放置顶石，确保平衡整体结构无明显倾斜•

4.•缓慢松手，检查结构稳定性

5.学生实践环节小组动手搭建学生按照前述指导要点进行实际搭建操作设计师指导整体方向，搭建者执行具体操作，记录者详细记录过程与问题，质检员检查结构稳定性教师巡回指导教师在学生实践过程中，应采取以下策略观察各组操作，不急于干预，给予学生独立探索的空间•当学生遇到困难时，通过提问引导而非直接告知答案•关注共性问题，适时暂停活动进行集体讲解•表扬创新思路与有效解决方案，激励学生勇于尝试•互动提问设计针对结构稳定性的提问针对问题分析的提问你们是如何保证搭建的搭石结构不会倒塌的？具体采取了哪在搭建过程中，哪些部分最容易出现问题？你认为原因是什么？21些措施？当你轻轻推动结构的不同部位时，感受到了什么不同？这说明了如果你要改进设计，提高结构的稳定性，会从哪些方面入手？什么？你认为搭石的原理可以应用到哪些现代建筑或结构中？请举21如果移除结构中的某一块石头，会发生什么？为什么有些石块是例说明关键的？学生成果展示成果展示与交流各小组完成搭建后，以下列形式展示成果作品展示各组将完成的搭石结构放置在展示区，可附加设计说明卡片，介绍创新点21与特色小组讲解每组推选代表，用分钟介绍作品的设计理念、搭建过程中的挑战与解决方2案互评反馈其他小组根据稳定性、创新性、美观度三个维度对作品进行评价，提出改进建议课堂讨论与反思讨论主题与指导问题搭建经验分享失败案例分析在搭建过程中，你发现了哪些规律？这些规律你的结构曾经失败过吗？失败的原因是什么？与我们学过的力学知识有什么联系？你是如何调整和改进的？力学原理应用搭石的稳定原理可以应用到生活中的哪些场景？你能想到哪些例子？小组讨论现场21通过小组讨论与全班分享，学生能够交流不同的搭建经验与思考，相互启发，加深对力学原理的理解，拓展知识应用的广度典型问题解析123基础不稳定支撑石角度不当结构不平衡问题表现整个结构容易倾斜或滑动问题表现顶石放置后结构立即倒塌问题表现结构向一侧倾斜，容易被轻微外力破坏原因分析基础石选择不当，底面不平或接原因分析支撑石角度过大或过小，无法形触面积过小成有效的力传递路径原因分析左右支撑力不均匀，重心偏移解决方案选择底面平整、面积较大的石块解决方案调整支撑石角度，使其能够均匀解决方案调整各石块位置，使结构重心保作为基础，确保放置在水平面上分担顶石压力，形成稳定三角形结构持在支撑面正上方，确保左右受力平衡知识点巩固练习判断题填空题搭石结构中，顶石的重量应该是最轻的（错）搭石结构中，力的传递路径主要是从顶石开始，通过支撑石，最终传2121递到地面三角形是搭石中最常用的稳定结构（对）21保证搭石结构稳定的关键因素是石块间的接触角度和重心位置搭建搭石时，先放置顶石再调整支撑石位置（错）2121当外力作用于搭石结构时，结构通过摩擦力和支撑力维持平衡石块间的摩擦力对搭石结构的稳定性没有影响（错）2121搭石结构稳定的关键在于力的平衡与合理传递（对）21拓展阅读推荐《赵州桥与中国古桥技术》《现代无粘合剂建筑艺术》《力学基础知识讲解》详细介绍赵州桥的设计原理与建造技术，展示古探索当代建筑师如何将传统搭石技术与现代设计通俗易懂地讲解与搭石相关的力学基本概念，21代工匠如何运用搭石原理创造千年不倒的建理念结合，创造出兼具艺术性与实用性的建筑作包括力的平衡、分解、摩擦力等，帮助学生建立21筑奇迹品科学认知教学评价设计学生自评与互评教师评价标准小组自评表过程性评价（60%）各小组根据以下维度进行自评课堂参与度（）•15%小组合作表现（）团队协作程度（分）•15%•1-5搭建过程规范性（）搭建过程的规范性（分）•15%•1-5问题分析与解决能力（）问题解决的创新性（分）•15%•1-5成品的稳定性与美观性（分）•1-5结果性评价（40%）小组互评机制成品稳定性（）•15%设计创新性（）采用转盘评价法，每组轮流评价其他组的作品，重点关注•10%知识掌握程度（通过测试题评估）（）•15%结构的稳定性•设计的创新点•解决问题的方法•展示讲解的清晰度•教学反思与改进1教学亮点理论与实践紧密结合，通过动手•操作深化对抽象概念的理解小组合作模式促进了学生之间的2改进方向•交流与互助增加对个体差异的关注，为不同•多媒体资源的运用使抽象的力学•能力水平的学生提供差异化指导原理变得直观可见优化时间分配，确保实践环节有•开放性问题设计激发了学生的创•充足时间新思维与探究精神加强与其他学科的联系，如历史、•艺术等，拓展知识的广度引入更多实际应用案例，增强学•习内容与现实生活的联系课堂延伸活动建议创新设计挑战实地参观考察小型研究项目鼓励学生设计并制作改良版的搭石组织学生参观当地的古桥、古建筑或相以小组为单位，开展搭石在现代建2121结构，探索如何在保持稳定性的基础上关展览，实地观察搭石技术在实际筑中的应用微型研究，查阅资料，制21增加高度或复杂度可以组织校园搭工程中的应用准备观察记录表，引导作模型，撰写简易研究报告，并在班级石大赛，设置最稳固结构、最具创学生关注结构细节与力学原理的体现或学校科技节上展示成果意设计等奖项教学资源推荐视频与动画模型制作材料图书与网站《搭石基础教学》系列视频标准搭石模型套装（含各种形状石块）《力学基础与生活应用》教师参考书•21•21•《力的平衡与分解》演示动画轻质人造石块（适合室内教学）《中国古代建筑技术图解》•3D••《古代桥梁建筑技术》纪录片木质搭建块（初学者友好版）国家科学教育资源网站（提供免费教案）•••《现代无粘合剂建筑艺术》在线课程打印定制石块（可根据教学需求定制）教育资源平台（含互动模拟实验）••3D•STEM教学辅助工具介绍多媒体课件实验器材与材料包功能与特点组成内容动态展示搭石搭建过程各种形状的模拟石块（块组）•21•15-20/可视化呈现力的传递路径稳定的工作平台（确保水平）••互动问答环节设计测量工具（水平仪、直尺）••支持教师随时暂停与标注记录表格与任务卡••使用建议结合实物演示，避免完全依赖课件关键步骤放慢速度，给学生思使用建议提前检查材料完整性，准备备用材料指导学生规范使用与整理归考时间还学生学习成果记录表搭建过程记录学生需要记录以下内容搭建前的规划与设计思路

1.详细的搭建步骤与顺序

2.遇到的问题与解决方法

3.对关键步骤的文字描述与简图

4.团队合作中的角色分工与贡献

5.反思与心得填写引导学生思考以下问题本次活动中最大的收获是什么？•你对搭石结构的理解有哪些变化？•21如何将学到的力学原理应用到生活中？•团队合作过程中有哪些经验与教训？•下次类似活动中，你会如何改进？•教师指导手册简要关键教学环节提示常见问题应对策略导入新课学生操作困难展示实例时，确保所有学生都能清楚看到提问时给予足够思考时间，不要直接代劳，而是示范关键步骤，然后让学生自己尝试可安排能鼓励多角度回答力强的学生担任小老师协助知识讲解小组合作不顺避免长时间单向讲授，可穿插简短提问或小活动抽象概念要结合具及时干预，明确分工，强调团队协作的重要性可临时调整角色，让体实物或模型解释每个学生发挥所长实践指导课堂时间不足巡视要全面，关注每个小组发现普遍性问题时，暂停活动统一讲解关键环节要预留充足时间，其他环节可适当精简如实践时间不够，对特别困难的小组给予适当引导可保留作品，下节课继续或作为课后活动课程总结21搭石教学的核心价值学生能力提升的体现理论与实践深度融合，使抽象的力学原理变得具体可感从知其然到知其所以然，理解科学原理••培养学生的动手能力与空间思维，提升解决实际问题的能力从单打独斗到团队协作，提升社交能力••传承中华优秀传统技艺，增强文化自信与民族认同从按部就班到创新思考，培养批判性思维••促进学科融合，将物理、历史、艺术等知识有机结合从课内知识到生活应用，实现学以致用••致谢与互动环节感谢各位参与本次搭石教学设计分享！21现场答疑经验分享欢迎就课件内容、教学设计、实施策诚邀各位分享自己在相关教学活动中略等方面提出问题，我们将进行详细的经验与心得，共同探讨教学改进方解答与交流向资源交流本课件及相关教学资源将通过教师网络社区共享，欢迎下载使用并提供反馈。