拱形的力量教學(xué)設(shè)計(jì)說明

1、 . PAGE12 / NUMPAGES12西城開發(fā)區(qū)中心小學(xué)教育工會(huì)教學(xué)設(shè)計(jì)大賽學(xué)科科學(xué)班級(jí)六（2）設(shè)計(jì)者夏松林時(shí)間2015.10.14課題拱形的力量展示級(jí)別校級(jí)3、拱形的力量一、教學(xué)容：教科版科學(xué)教科書六年級(jí)上冊(cè)第二單元的第三課，學(xué)生通過前面兩課的學(xué)習(xí)已初步了解改變材料的厚度和形狀會(huì)增強(qiáng)抗彎曲能力。在本課中，提出了一種新的形狀拱形。拱形結(jié)構(gòu)是一類很重要的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用廣泛。拱形結(jié)構(gòu)有的書又叫推力結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力，是所有結(jié)構(gòu)中唯一產(chǎn)生外推力的結(jié)構(gòu)。二、學(xué)情分析：學(xué)生對(duì)本單元前兩節(jié)課抵抗彎曲和形狀與抗彎曲能力學(xué)習(xí)對(duì)增加材料厚度和改變材料的形狀可以增加物體抗彎

2、曲能力的探究已產(chǎn)生了非常濃厚的興趣，對(duì)再研究拱形結(jié)構(gòu)一定會(huì)有更高興趣。由于歷史原因六（2）班學(xué)生科學(xué)探究能力有欠缺有待提前訓(xùn)練。三、教學(xué)目標(biāo):1、拱形受到壓力時(shí)，能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的壓力。2、教學(xué)流程：激趣導(dǎo)入，引出問題。大膽假設(shè)，自主探究?？傮w評(píng)價(jià)，歸納小結(jié)。探究活動(dòng)延伸。3、讓學(xué)生了解拱形在生活中的應(yīng)用，同時(shí)體驗(yàn)科技的力量、創(chuàng)造的快樂。四、教學(xué)重難點(diǎn)：1、弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設(shè)法保持拱形的形狀，使它承受更大的壓力為教學(xué)重點(diǎn)。2、拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點(diǎn)。五、教學(xué)準(zhǔn)備：教師準(zhǔn)備：相關(guān)的圖片資料，

3、做拱形的紙，課件（教師用）。繪畫紙，鐵墊圈若干，三合板（拱橋的墊板），自制搭拱積木。學(xué)生準(zhǔn)備：每生帶四五本書用于抵住拱足。六、教學(xué)過程：（一）、目標(biāo)導(dǎo)學(xué)1、談話引入前幾節(jié)課我們學(xué)習(xí)了在不增加材料的情況下，增強(qiáng)材料抗彎曲能力的幾種辦法，這節(jié)課我們繼續(xù)來研究讓一紙承受更大壓力的方法。（師出示一紙）看老師手中的這紙。(把它平放著，用手托住紙的兩端將紙平放在兩手之間，紙塌下去了）它連自身的重量都承受不起，這樣柔軟無力的紙你能用什么辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎？學(xué)生匯報(bào)。(提示不能增加材料。讓學(xué)生充分發(fā)言，可以檢查學(xué)生對(duì)前概念的理解。引導(dǎo)學(xué)生說到拱形時(shí)。)2、揭示課題：(做一個(gè)拱)做成拱形后它沒

4、有塌下去，看來拱形也有科學(xué)道理。我國(guó)古代勞動(dòng)人民早已利用拱的科學(xué)原理進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。請(qǐng)看(播放課件圖片：洲橋、拱門、房子、奧運(yùn)館所)這么多的建筑為什么都采用了拱形呢？同學(xué)們?cè)敢夂屠蠋熞黄饋硌芯抗靶沃械膶W(xué)問嗎？（板書：拱形的力量）3、出示學(xué)習(xí)目標(biāo)：弄清拱的受力原理和知道如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點(diǎn)，嘗試搭拱橋。（二）、自主探究拱形的力量1、做一個(gè)紙拱，試試它能承受多大的重量實(shí)驗(yàn)一：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們像老師這樣（把紙先卷一卷再松開，做成一個(gè)拱形）做一個(gè)紙拱，放在墊板（提示：按墊板上事先畫好的兩拱足間距離來做拱）上觀察，說一說拱自身的重量在哪里？特別要注意：這個(gè)拱形不能借助其他物體的幫助。分組實(shí)驗(yàn)（教師巡視

5、指導(dǎo)）。學(xué)生匯報(bào)。（在拱下部）對(duì)，在拱與墊板接觸的地方，我們把它叫拱足。好下面請(qǐng)同學(xué)們輕輕地放一個(gè)墊圈在紙拱上，來測(cè)試拱的承受力，仔細(xì)觀察紙拱有變化嗎？（有，“紙拱”向兩邊伸展。）哪個(gè)部分承受著墊圈的重力？(拱頂)請(qǐng)大家再在上面加一個(gè)墊圈，觀察一下是不是有新的變化，紙拱隨著壓力的增大，你發(fā)現(xiàn)它的形狀有什么變化？（拱形的足伸展得更大了，最后就平了。）你能解釋這種現(xiàn)象嗎？“紙拱”為什么會(huì)向兩來伸展開去？（課件演示：墊圈的重量壓在了拱上，拱的全部重力傳到兩個(gè)拱足，這個(gè)力向下，向兩邊傳去，使拱足在墊板上向外滑動(dòng)，拱就伸展開了。）(板畫：)（設(shè)計(jì)意圖：通過觀察描述活動(dòng)，學(xué)生能清晰地認(rèn)識(shí)拱形橋的受力軌跡，

6、從而建構(gòu)第一層次的“拱形”概念拱形可以通過材料向下和向外傳遞承受的壓力?？吹焦白惴珠_自然想到要用什么東西去抵住它。）2、把拱足固定，測(cè)試紙拱能承載多大的重量實(shí)驗(yàn)二：師：既然我們知道了紙拱受力變形的原因，你有什么辦法使紙拱不容易變形，能承受更大壓力？承受幾個(gè)墊圈你能預(yù)測(cè)一下嗎？用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)下看行不行。分組實(shí)驗(yàn)（教師巡視指導(dǎo)）。師：有作用嗎？(學(xué)生回答)用東西抵住拱足它確實(shí)比剛才承受的壓力要大一些，看來大家剛才的想法是正確的。討論：說說你們觀察到的現(xiàn)象。當(dāng)拱頂上的壓力不斷增加時(shí)，它的形狀會(huì)有什么變化？(還是要塌，向左右偏)紙拱為什么會(huì)產(chǎn)生這種變化？你是怎樣想的？（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在認(rèn)真觀察現(xiàn)象后，對(duì)

7、出現(xiàn)的問題作出解釋，并開動(dòng)腦筋去思考解決方案，有了方案再去用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。用事實(shí)證明自己的方案是有效的。這樣多次訓(xùn)練有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。對(duì)于紙拱還是會(huì)變形。這時(shí)就會(huì)激發(fā)學(xué)生思考應(yīng)從哪些方面來改進(jìn)自己的方案。在討論中學(xué)生相互啟發(fā)，有助于后面的探究活動(dòng)。）3、讓拱形承受更大的壓力實(shí)驗(yàn)三：怎么使紙拱承受更大的壓力？你打算怎么做？先將自己的方案寫下來，再匯報(bào)。我們的設(shè)計(jì)我的設(shè)想(添加的物體、數(shù)量、放在哪里)推測(cè)能承受的墊圈數(shù)改進(jìn)設(shè)想推測(cè)能承受的墊圈數(shù)學(xué)生匯報(bào)。老師引導(dǎo)學(xué)生說出添加什么？怎么添加，具體放在什么位置？有什么道理？學(xué)生聽取別人的意見后對(duì)自己的方案可能有修改，讓學(xué)生改進(jìn)設(shè)想，完善方案。

8、師：好，我們來挑戰(zhàn)一下，看誰的拱能承受更大的壓力。(提示：1.根據(jù)拱形受壓變形的現(xiàn)象，尋找克服變形的方法。2.注意別在形變過程中加墊圈。3.在考慮讓拱形承受更大壓力的同時(shí)，考慮材料的合理利用。實(shí)驗(yàn)中還要注意：1. 按拱足間距標(biāo)準(zhǔn)記號(hào)放拱形。 2. 第一次實(shí)驗(yàn)過的拱還能在第二次實(shí)驗(yàn)中用嗎？想想為什么？ 3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在表格里。)（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生充分動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)耳有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，在表述自己的方案時(shí)進(jìn)一步明確弄清道理，同時(shí)聽了別的小組的匯報(bào)對(duì)自己的方案也有一個(gè)比較、反思的過程，會(huì)不斷優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)方案。教師在活動(dòng)前指導(dǎo)比在活動(dòng)后指導(dǎo)更有價(jià)值，因?yàn)榛顒?dòng)中要控制的變量很多，對(duì)學(xué)

9、生操作的要求也較高，操作不規(guī)將直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。）分組實(shí)驗(yàn)（教師巡視指導(dǎo)）。學(xué)生匯報(bào)。（學(xué)生在視頻展示臺(tái)上展示自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？啥嗾?qǐng)幾個(gè)小組匯報(bào)讓學(xué)生充分發(fā)言，說出自己的改進(jìn)辦法。）尋找“拱形的力量”第 小組溫馨提示：1、先設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好數(shù)據(jù)記錄。2、每次實(shí)驗(yàn)，“拱橋”的拱足之間的距離要保持一致。3、如果紙條被壓壞或有明顯折痕，應(yīng)該換上新的紙條。4、在實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尋求現(xiàn)象背后的奧秘是學(xué)習(xí)科學(xué)最快樂的事。推測(cè)能承受的墊圈數(shù)實(shí)際能承受的墊圈數(shù)第一次第二次第三次通過不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，大家做出來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟原來的相比，拱的承受力都大了很多。全班同學(xué)都挑戰(zhàn)成功，祝賀你們！仔細(xì)觀察，你

10、們的方案有一個(gè)共同的特點(diǎn)，是什么？（都在拱形的兩邊放物體，把拱足抵住。）現(xiàn)在你能還解釋一下為什么抵住拱足，就能提高拱的承受力？請(qǐng)學(xué)生試著解釋。（教師演示課件說明:拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結(jié)合得更加緊密。拱形受壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外的推力，如果能抵住這個(gè)力，拱就能承載很大的重量。）從同學(xué)們剛才的實(shí)驗(yàn)中我們看到抵住拱足的物體的多了、重了，拱的承重能力就增強(qiáng)了！那現(xiàn)在老師有個(gè)問題了，要是我們繼續(xù)在旁邊加書本，拱是不是會(huì)一直都這樣，承受的物體越來越多呢？（引出極限、“限載”的含義）大家都非常認(rèn)真，終于將拱形的受力情況分析的清清楚楚。（設(shè)計(jì)意圖：本活動(dòng)除了承載

11、“抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的壓力”概念外，還蘊(yùn)涵著技術(shù)與極限的容。在匯報(bào)交流時(shí)，教師首先呼應(yīng)“挑戰(zhàn)任務(wù)”，肯定學(xué)生探究成果，激發(fā)興趣。采用先總后分策略保障在交流研討時(shí)，學(xué)生思維在圍繞科學(xué)概念的基礎(chǔ)上有所拓展。）（三）、達(dá)標(biāo)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)四：利用拱形的特點(diǎn)，人們用小塊的磚、石材也可以建造很大的拱?，F(xiàn)在我們來進(jìn)行次比賽，利用老師給大家提供的積木來搭一個(gè)座拱橋，看誰搭得好。學(xué)生分組活動(dòng)。兩組學(xué)生分別在講臺(tái)兩邊桌上搭積木拱。其他同學(xué)觀看，助威。(提示：注意積木的形狀，要用物體把拱足處抵住。)全體觀看積木拱橋，教師往拱上添加生物，同時(shí)小結(jié)。小結(jié)：拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，拱形

12、各部分相互擠壓，結(jié)合得更加緊密。拱形受壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外推的力，抵住這個(gè)力，拱就能承載很大重量。（設(shè)計(jì)意圖：本活動(dòng)用自制積木替代瓜皮，這樣有利于保持學(xué)生桌面的干凈整潔。同時(shí)，由于是木質(zhì)材料所以每座橋的塊數(shù)可以多些，學(xué)生必須相互協(xié)作才能更好完成實(shí)驗(yàn)。木質(zhì)材料方便保存可在以后的教學(xué)中反復(fù)使用。）（四）、拓展延伸同學(xué)們，今天我們都做了一回拱橋設(shè)計(jì)師，玩得很有興致，探究得很有力度，我們通過實(shí)驗(yàn)探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。對(duì)了解生產(chǎn)、生活中的拱形，起到一定的作用。想了解我們生活中的拱形的用途嗎？（思考）師：請(qǐng)看大屏幕（課件容：鄖縣大橋、武當(dāng)山玉虛宮拱形門、市體育中心、悉尼歌劇院、國(guó)家大劇院）！師：

13、這些拱形建筑有的將承重部分下移更符合實(shí)際需求。其實(shí)我們生活中，還有很多的拱形形狀的物體。比如在我們的身體就存在著拱形的物體。大家可以在下課之后去發(fā)現(xiàn)我們身邊存在的拱形?？茨懿荒苡脤W(xué)到的科學(xué)知識(shí)解釋它們。（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生源于生活，還原生活。讓學(xué)生吸收信息，提高創(chuàng)新意識(shí)。）（五）、全課總結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了什么？你有什么收獲？板書設(shè)計(jì)：3、拱形的力量西城開發(fā)區(qū)中心小學(xué)教育工會(huì)教學(xué)設(shè)計(jì)大賽（教學(xué)反思）學(xué)科科學(xué)班級(jí)六（2）設(shè)計(jì)者夏松林時(shí)間2015/10/14課題拱形的力量在關(guān)鍵之處用力讓科學(xué)課堂精彩紛呈 拱形的力量一課的教學(xué)重點(diǎn)是：弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設(shè)法保持拱形的形狀，使它承受更

14、大的壓力。教學(xué)難點(diǎn)是：拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點(diǎn)。我對(duì)本節(jié)課的教學(xué)流程作了如下處理：激趣導(dǎo)入，引出問題。大膽假設(shè)，自主探究?？傮w評(píng)價(jià)，歸納小結(jié)。探究活動(dòng)延伸。這樣處理符合認(rèn)識(shí)論過程和科學(xué)探究的要求，既體現(xiàn)了“從生活走向科學(xué)，從科學(xué)走向社會(huì)”，又“注意科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化”，使課程結(jié)構(gòu)自然流暢，學(xué)生易于接受。從提出問題走進(jìn)探究，在做中學(xué)，又帶著問題走向生活、社會(huì)，把探究的空間拓展到課外，拓展到了日常生活。讓學(xué)生能夠邊實(shí)驗(yàn)邊思考，逐步深入地研究一個(gè)問題。能根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變來推想它受力的狀況。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如何分工合作，如何處理數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中出

15、現(xiàn)與探究課題不同或與生活常識(shí)有矛盾的問題，應(yīng)如何對(duì)待，也需在實(shí)驗(yàn)探究過程中引導(dǎo)學(xué)生正確處理，并鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的方法，一是讓學(xué)生在實(shí)際操作中逐漸提高；二是教師在實(shí)驗(yàn)過程中給予恰當(dāng)指導(dǎo)。首先，通過觀察教師的紙拱可以承載多少個(gè)墊圈的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確了什么是“拱頂”、什么是“拱足”，師生共同確定了紙拱“塌”了的標(biāo)準(zhǔn)和紙拱承載墊圈數(shù)的計(jì)算方法，為下面的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也使后面的教學(xué)降低了難度。此時(shí)，如何保持拱形這一形狀，成為學(xué)生關(guān)注的關(guān)鍵。學(xué)生回顧紙拱垮塌時(shí)拱頂是向下的、拱足是向外推的，發(fā)現(xiàn)拱形是將壓力向下和向外傳遞的。這時(shí)，我很自然的追問：怎樣保持形狀盡量不變呢？從拱下和拱足的外側(cè)抵住這個(gè)力就被全班同學(xué)所猜到。但從拱下抵住又不是原來的拱形了，所以需要驗(yàn)證抵住拱足，紙拱的承載能力會(huì)增加的猜測(cè)。本環(huán)節(jié)采用開放式教學(xué)，學(xué)生用自己想到的抵住拱足的方法驗(yàn)證。有的用手，有的用書，有的用筆袋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不管用什么方法抵住拱足，紙拱承載的墊圈數(shù)都增加了，猜測(cè)得到了肯定。其次，抵住拱足，紙拱的承載能力會(huì)增加的試驗(yàn)過程中，同樣需要學(xué)生關(guān)注紙拱的形狀變化過程，從而發(fā)現(xiàn)僅僅是抵住拱足還