小學科學六年級上冊《拱形的力量》教學設(shè)計

1、小學科學拱形的力量常熟市顏港小學王科萍【教學內(nèi)容】 六年級科學第二單元第3 課【教材分析】拱形的力量是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(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)。研究拱形的承重特點更具趣味性和挑戰(zhàn)性。教材精心設(shè)計了幾個體驗和實驗活動， 讓學生了解到拱形的結(jié)構(gòu)特點是把受到的壓力分解成向下和向外的推力， 通過提出問題嘗試總結(jié)經(jīng)驗改進實驗， 再嘗試在獲得成功的探

2、究過程中找到拱形承受巨大壓力的原因，認識拱形受力的特點?！緦W情分析】通過本單元前兩課的學習，學生對增加材料厚度和改變材料的形狀可以增加物體抗彎曲能力的探究已產(chǎn)生了非常濃厚的興趣，在這氛圍下相信進一步探究拱形，學生們的熱情會更加高漲?！窘虒W目標】科學概念拱形受到壓力時，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。過程與方法根據(jù)學生原有的邏輯思維能力與學習水平，我對本節(jié)課的教學流程作了如下處理：激趣導(dǎo)入，引出問題。大膽假設(shè)，自主探究?？傮w評價，歸納小結(jié)。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”

3、，又“注意科學探究， 提倡學習方式的多樣化” ，使課程結(jié)構(gòu)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。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)，實驗中出現(xiàn)與探究課題不同或與生活常識有矛盾的問題， 應(yīng)如何對待， 也需在實驗探究過程中引導(dǎo)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(dǎo)。情感、態(tài)度、價值觀讓學生了解拱形在生活中的

4、應(yīng)用，同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂?！窘虒W重點】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。【教學難點】拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點?！窘虒W準備】教師準備：相關(guān)的圖片資料，做拱形的紙，課件（教師用）。 180g 繪畫紙一整張裁成長 21cm、寬 10cm的小塊， 5 角硬幣若干，兩組搭拱橋用的積木學生準備：每生帶四五本書用于抵住拱足。【教學過程】一、引入師：請學生上來介紹自己收集的關(guān)于拱形的建筑材料圖片?？? 播放課件圖片：趙洲橋、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

5、力量）（師出示一張紙）看老師手中的這張紙。 ( 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(dǎo)學生說到拱形時。 )師：( 做一個拱 ) 做成拱形后它沒有塌下去，看來拱形也有科學道理，怪不得那么多的建筑上都用到了拱形。為了方便大家交流，我們來先來了解下拱形的構(gòu)造。拱頂拱足拱足設(shè)計意圖：使學生認識到 “拱形” 是“改變形狀” 的另一個視角。通過欣賞拱形建筑的圖片，讓學生感受到中國勞動人民的勤勞智慧，拱形的神奇作

6、用，最后的提問激發(fā)起學生的求知欲。二、測試紙拱的承重能力1、做一個紙拱，試試它能承受多大的重量實驗一：師：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跨度 16 厘米）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（教師巡視指導(dǎo)）。學生匯報。（在拱下部）師：對，在拱與墊板接觸的地方，我們把它叫拱足。教師投影演示實驗：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 )再在上面加一個墊圈，觀察一下是

7、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： )向下向外的外推力設(shè)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，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。 看到拱足分開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

8、易變形，能承受更大壓力？( 學生回答 ) 用東西抵住拱足師：在拱足的兩段各放一本書，將拱足抵住，這樣就抵消了它向兩邊的外推力，拱就可以承受更多的重量。討論：你的材料是紙張若干，硬幣若干，你準備怎么做實驗？分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）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 ) 你是怎樣想的？ （可能抵住的書本太少了）設(shè)計意圖：讓學生在認真觀察現(xiàn)象后， 對出現(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(xùn)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

9、生思考應(yīng)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：師：怎么使紙拱承受更大的壓力？你打算怎么做？學生交流。老師引導(dǎo)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？提示： 1. 注意別在形變過程中加硬幣。 2. 你認為硬幣加在什么位置比較合理， 3. 你準備怎樣擺放硬幣。實驗中還要注意： 1. 按拱足間標準距離放拱形。 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？設(shè)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

10、個比較、反思的過程，會不斷優(yōu)化自己的設(shè)計方案。教師在活動前指導(dǎo)比在活動后指導(dǎo)更有價值，因為活動中要控制的變量很多， 對學生操作的要求也較高， 操作不規(guī)范將直接影響實驗結(jié) 果。師：好，我們來挑戰(zhàn)一下，看誰的拱能承受更大的壓力。分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）。師：通過不斷改進實驗，大家做出來的實驗結(jié)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

11、分相互擠壓，結(jié)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。）師：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）師：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(shè)計意圖：本活動除了承載“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(shù)與極限的內(nèi)容。在匯報交流時，教師首先， 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(chǔ)上有所拓展。三、搭拱橋?qū)嶒炈模簬煟豪霉靶蔚奶攸c，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。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。 )小結(jié)：拱形承載重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓， 結(jié)合得更加緊密。 拱形