拱形的力量教學設計說明

1、 . PAGE12 / NUMPAGES12西城開發(fā)區(qū)中心小學教育工會教學設計大賽學科科學班級六（2）設計者夏松林時間2015.10.14課題拱形的力量展示級別校級3、拱形的力量一、教學容：教科版科學教科書六年級上冊第二單元的第三課，學生通過前面兩課的學習已初步了解改變材料的厚度和形狀會增強抗彎曲能力。在本課中，提出了一種新的形狀拱形。拱形結構是一類很重要的結構，應用廣泛。拱形結構有的書又叫推力結構，它的特點是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力，是所有結構中唯一產(chǎn)生外推力的結構。二、學情分析：學生對本單元前兩節(jié)課抵抗彎曲和形狀與抗彎曲能力學習對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，對再研究拱形結構一定會有更高興趣。由于歷史原因六（2）班學生科學探究能力有欠缺有待提前訓練。三、教學目標:1、拱形受到壓力時，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、教學流程：激趣導入，引出問題。大膽假設，自主探究。總體評價，歸納小結。探究活動延伸。3、讓學生了解拱形在生活中的應用，同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂。四、教學重難點：1、弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設法保持拱形的形狀，使它承受更大的壓力為教學重點。2、拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點。五、教學準備：教師準備：相關的圖片資料，

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。學生準備：每生帶四五本書用于抵住拱足。六、教學過程：（一）、目標導學1、談話引入前幾節(jié)課我們學習了在不增加材料的情況下，增強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？學生匯報。(提示不能增加材料。讓學生充分發(fā)言，可以檢查學生對前概念的理解。引導學生說到拱形時。)2、揭示課題：(做一個拱)做成拱形后它沒

4、有塌下去，看來拱形也有科學道理。我國古代勞動人民早已利用拱的科學原理進行建筑設計。請看(播放課件圖片：洲橋、拱門、房子、奧運館所)這么多的建筑為什么都采用了拱形呢？同學們愿意和老師一起來研究拱形中的學問嗎？（板書：拱形的力量）3、出示學習目標：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，嘗試搭拱橋。（二）、自主探究拱形的力量1、做一個紙拱，試試它能承受多大的重量實驗一：現(xiàn)在請同學們像老師這樣（把紙先卷一卷再松開，做成一個拱形）做一個紙拱，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：這個拱形不能借助其他物體的幫助。分組實驗（教師巡視

5、指導）。學生匯報。（在拱下部）對，在拱與墊板接觸的地方，我們把它叫拱足。好下面請同學們輕輕地放一個墊圈在紙拱上，來測試拱的承受力，仔細觀察紙拱有變化嗎？（有，“紙拱”向兩邊伸展。）哪個部分承受著墊圈的重力？(拱頂)請大家再在上面加一個墊圈，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拱足，這個力向下，向兩邊傳去，使拱足在墊板上向外滑動，拱就伸展開了。）(板畫：)（設計意圖：通過觀察描述活動，學生能清晰地認識拱形橋的受力軌跡，

6、從而建構第一層次的“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，測試紙拱能承載多大的重量實驗二：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？承受幾個墊圈你能預測一下嗎？用實驗檢測下看行不行。分組實驗（教師巡視指導）。師：有作用嗎？(學生回答)用東西抵住拱足它確實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。當拱頂上的壓力不斷增加時，它的形狀會有什么變化？(還是要塌，向左右偏)紙拱為什么會產(chǎn)生這種變化？你是怎樣想的？（設計意圖：讓學生在認真觀察現(xiàn)象后，對

7、出現(xiàn)的問題作出解釋，并開動腦筋去思考解決方案，有了方案再去用實驗去驗證。用事實證明自己的方案是有效的。這樣多次訓練有助于學生養(yǎng)成良好的科研習慣。對于紙拱還是會變形。這時就會激發(fā)學生思考應從哪些方面來改進自己的方案。在討論中學生相互啟發(fā)，有助于后面的探究活動。）3、讓拱形承受更大的壓力實驗三：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。我們的設計我的設想(添加的物體、數(shù)量、放在哪里)推測能承受的墊圈數(shù)改進設想推測能承受的墊圈數(shù)學生匯報。老師引導學生說出添加什么？怎么添加，具體放在什么位置？有什么道理？學生聽取別人的意見后對自己的方案可能有修改，讓學生改進設想，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，考慮材料的合理利用。實驗中還要注意：1. 按拱足間距標準記號放拱形。 2. 第一次實驗過的拱還能在第二次實驗中用嗎？想想為什么？ 3. 實驗結果填在表格里。)（設計意圖：讓學生充分動腦、動手、動口、動耳有利于培養(yǎng)學生解決問題的能力，在表述自己的方案時進一步明確弄清道理，同時聽了別的小組的匯報對自己的方案也有一個比較、反思的過程，會不斷優(yōu)化自己的設計方案。教師在活動前指導比在活動后指導更有價值，因為活動中要控制的變量很多，對學

9、生操作的要求也較高，操作不規(guī)將直接影響實驗結果。）分組實驗（教師巡視指導）。學生匯報。（學生在視頻展示臺上展示自己的實驗結果?？啥嗾垘讉€小組匯報讓學生充分發(fā)言，說出自己的改進辦法。）尋找“拱形的力量”第 小組溫馨提示：1、先設計方案，再進行實驗，并做好數(shù)據(jù)記錄。2、每次實驗，“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，應該換上新的紙條。4、在實驗中對數(shù)據(jù)進行分析，尋求現(xiàn)象背后的奧秘是學習科學最快樂的事。推測能承受的墊圈數(shù)實際能承受的墊圈數(shù)第一次第二次第三次通過不斷改進實驗，大家做出來的實驗結果跟原來的相比，拱的承受力都大了很多。全班同學都挑戰(zhàn)成功，祝賀你們！仔細觀察，你

10、們的方案有一個共同的特點，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？請學生試著解釋。（教師演示課件說明:拱形承載重量時，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，結合得更加緊密。拱形受壓時會產(chǎn)生一個向外的推力，如果能抵住這個力，拱就能承載很大的重量。）從同學們剛才的實驗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了！那現(xiàn)在老師有個問題了，要是我們繼續(xù)在旁邊加書本，拱是不是會一直都這樣，承受的物體越來越多呢？（引出極限、“限載”的含義）大家都非常認真，終于將拱形的受力情況分析的清清楚楚。（設計意圖：本活動除了承載

11、“抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的壓力”概念外，還蘊涵著技術與極限的容。在匯報交流時，教師首先呼應“挑戰(zhàn)任務”，肯定學生探究成果，激發(fā)興趣。采用先總后分策略保障在交流研討時，學生思維在圍繞科學概念的基礎上有所拓展。）（三）、達標檢測實驗四：利用拱形的特點，人們用小塊的磚、石材也可以建造很大的拱。現(xiàn)在我們來進行次比賽，利用老師給大家提供的積木來搭一個座拱橋，看誰搭得好。學生分組活動。兩組學生分別在講臺兩邊桌上搭積木拱。其他同學觀看，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，同時小結。小結：拱形承載重量時，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，結合得更加緊密。拱形受壓會產(chǎn)生一個向外推的力，抵住這個力，拱就能承載很大重量。（設計意圖：本活動用自制積木替代瓜皮，這樣有利于保持學生桌面的干凈整潔。同時，由于是木質(zhì)材料所以每座橋的塊數(shù)可以多些，學生必須相互協(xié)作才能更好完成實驗。木質(zhì)材料方便保存可在以后的教學中反復使用。）（四）、拓展延伸同學們，今天我們都做了一回拱橋設計師，玩得很有興致，探究得很有力度，我們通過實驗探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。對了解生產(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：請看大屏幕（課件容：鄖縣大橋、武當山玉虛宮拱形門、市體育中心、悉尼歌劇院、國家大劇院）！師：

13、這些拱形建筑有的將承重部分下移更符合實際需求。其實我們生活中，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到的科學知識解釋它們。（設計意圖：讓學生源于生活，還原生活。讓學生吸收信息，提高創(chuàng)新意識。）（五）、全課總結：這節(jié)課我們學習了什么？你有什么收獲？板書設計：3、拱形的力量西城開發(fā)區(qū)中心小學教育工會教學設計大賽（教學反思）學科科學班級六（2）設計者夏松林時間2015/10/14課題拱形的力量在關鍵之處用力讓科學課堂精彩紛呈 拱形的力量一課的教學重點是：弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設法保持拱形的形狀，使它承受更

14、大的壓力。教學難點是：拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點。我對本節(jié)課的教學流程作了如下處理：激趣導入，引出問題。大膽假設，自主探究?？傮w評價，歸納小結。探究活動延伸。這樣處理符合認識論過程和科學探究的要求，既體現(xiàn)了“從生活走向科學，從科學走向社會”，又“注意科學探究，提倡學習方式的多樣化”，使課程結構自然流暢，學生易于接受。從提出問題走進探究，在做中學，又帶著問題走向生活、社會，把探究的空間拓展到課外，拓展到了日常生活。讓學生能夠邊實驗邊思考，逐步深入地研究一個問題。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。學生在實驗探究活動中，如何進行實驗，如何分工合作，如何處理數(shù)據(jù)，實驗中出

15、現(xiàn)與探究課題不同或與生活常識有矛盾的問題，應如何對待，也需在實驗探究過程中引導學生正確處理，并鼓勵學生大膽嘗試。培養(yǎng)學生實驗動手能力的方法，一是讓學生在實際操作中逐漸提高；二是教師在實驗過程中給予恰當指導。首先，通過觀察教師的紙拱可以承載多少個墊圈的演示實驗，學生明確了什么是“拱頂”、什么是“拱足”，師生共同確定了紙拱“塌”了的標準和紙拱承載墊圈數(shù)的計算方法，為下面的教學奠定了基礎，同時也使后面的教學降低了難度。此時，如何保持拱形這一形狀，成為學生關注的關鍵。學生回顧紙拱垮塌時拱頂是向下的、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，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)抵住這個力就被全班同學所猜到。但從拱下抵住又不是原來的拱形了，所以需要驗證抵住拱足，紙拱的承載能力會增加的猜測。本環(huán)節(jié)采用開放式教學，學生用自己想到的抵住拱足的方法驗證。有的用手，有的用書，有的用筆袋，結果發(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，猜測得到了肯定。其次，抵住拱足，紙拱的承載能力會增加的試驗過程中，同樣需要學生關注紙拱的形狀變化過程，從而發(fā)現(xiàn)僅僅是抵住拱足還