教科版《科學(xué)》六年級上冊教材解讀

教科版《科學(xué)》六年級上冊教材解讀農(nóng)安縣教師進修學(xué)校小學(xué)教研室本冊內(nèi)容由“工具和機械”“形狀與結(jié)構(gòu)”“能量”和“生物的多樣性”四個單元組成。在“工具和機械”單元里，學(xué)生要學(xué)習(xí)選擇使用工具并體會它們的作用，研究杠桿、輪軸、滑輪、斜面等簡單機械和自行車上的簡單機械。通過研究認(rèn)識工具和機械的功能和特點。在“形狀與結(jié)構(gòu)”單元里，學(xué)生要認(rèn)識身邊常見的梁、拱形、框架等形狀結(jié)構(gòu)，研究物體不容易倒的形狀特點，探究怎樣用紙做一座能承重的橋。通過研究認(rèn)識不同的形狀和結(jié)構(gòu)承受力的特點不同，能滿足不同的需要。在“能量”單元里，學(xué)生要制作和研究電磁鐵，探究玩具小電動機怎么會轉(zhuǎn)動起來，研討各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化。通過研究初步建立起能量的概念，知道電可以生磁，能量可以相互轉(zhuǎn)化，了解太陽能的轉(zhuǎn)化與儲存。在“生物的多樣性”單元里，學(xué)生要調(diào)查校園里生物的種類和分布，給動植物分類，研究人的相貌差異，探究不同環(huán)境對生物種類和性狀的影響。通過研究知道生物種類和差別是多種多樣的，認(rèn)識生物的多樣性與環(huán)境有密切的關(guān)系，知道生物多樣性的意義。1工具和機械第1課使用工具第2課杠桿的科學(xué)第3課杠桿類工具的研究第4課輪軸的秘密第5課定滑輪和動滑輪第6課滑輪組第7課斜面的作用第8課自行車上的簡單機械2形狀與結(jié)構(gòu)第1課抵抗彎曲第2課形狀與抗彎曲能力第3課拱形的力量第4課找拱形第5課做框架第6課建高塔第7課橋的形狀和結(jié)構(gòu)第8課用紙造一座“橋”3能量第1課電和磁第2課電磁鐵第3課電磁鐵的磁力（一）第4課電磁鐵的磁力（二）第5課神奇的小電動機第6課電能和能量第7課電能從哪里來第8課能量與太陽4生物的多樣性第1課校園生物大搜索第2課校園生物分布圖第3課多種多樣的植物第4課種類繁多的動物第5課相貌各異的我們第6課原來是相互關(guān)聯(lián)的第7課誰選擇了它們第8課生物多樣性的意義在本冊的學(xué)習(xí)中，學(xué)生要做很多的實驗和制作，要繼續(xù)學(xué)習(xí)對比實驗的技能，識別和控制變量。要進行細(xì)致的觀察，要用比較和分類的方法認(rèn)識和描述多種多樣的生物。在本冊學(xué)習(xí)中，學(xué)生會體驗到科學(xué)技術(shù)對我們的生活產(chǎn)生了怎樣巨大的影響，是怎樣推動著社會向前發(fā)展的，形成積極對待科學(xué)技術(shù)的態(tài)度。在更高水平上增強環(huán)保意識和熱愛生命的意識。獲得美的體驗，感受到建筑的形狀結(jié)構(gòu)之美，地球家園生物多樣性之美。小學(xué)階段的兒童思維能力處在從形象思維向抽象思維過渡的階段，六年級學(xué)生的抽象思維雖然仍要借助于直觀形象的支撐，但已經(jīng)有了長足的發(fā)展，分析、推理能力有了明顯的提高。他們經(jīng)過三年科學(xué)課的學(xué)習(xí)，已經(jīng)積累了一些基本的探究學(xué)習(xí)的方法，有了初步的科學(xué)探究意識和能力。根據(jù)學(xué)生的這些特點，他們在本冊的探究學(xué)習(xí)中應(yīng)該更主動一些，應(yīng)該有更深入的思維參與。第一單元工具和機械機械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機械。簡單機械又被人們習(xí)慣地稱為工具。到六年級時，學(xué)生們已經(jīng)能夠比較獨立地進行一些探究活動。他們開始對一些問題進行具有挑戰(zhàn)性的思考，能夠選取自己認(rèn)為可以進行的方式對一些問題進行探究，開始有選擇地利用觀察、實驗所獲取的證據(jù)對所探究的問題進行解釋。在本單元的整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生們將有機會對各種簡單機械進行實驗，包括設(shè)計和制作一些簡單裝置，并對其進行觀察和加以解釋，認(rèn)識機械的各個部件，了解它們各自的功用，嘗試著解決生活中的實際問題。在我們的生活中隨處可見各種工具和機械。人們經(jīng)常使用各種各樣的工具和機械。很多時候，工具和機械為我們贏得了時間和精力，幫助我們完成了一些力所不能及的工作。隨著社會的進步，人們發(fā)明了更多的工具和機械，推動著社會不斷向前發(fā)展。人們在生活中是如何使用工具和機械的？它們到底發(fā)揮了什么作用？是怎樣發(fā)揮作用的？我們應(yīng)該怎樣科學(xué)地使用它們才能發(fā)揮更大的作用？這些既是本單元所要研究的問題，也是我們的教學(xué)引領(lǐng)學(xué)生們所要經(jīng)歷的科學(xué)認(rèn)識歷程。本單元內(nèi)容可以分為三個部分。第一部分（第1課）：通過使用工具，發(fā)現(xiàn)關(guān)于工具和機械的問題，激發(fā)學(xué)生研究工具和機械的興趣。第二部分（第2～7課）：通過設(shè)計、觀察、研究杠桿等不同類型的簡單機械，認(rèn)識這些機械的構(gòu)成及其功能。第三部分（第8課）：通過研究自行車這一常見的交通工具（也是一種由簡單機械組合成的機器），總結(jié)和提升有關(guān)工具和機械的認(rèn)識。通過本單元的8個主題活動，我們期望學(xué)生能真正動起手來，在實踐中去體驗、發(fā)現(xiàn)工具和機械的作用及其運用，教師在教學(xué)過程中要重視器材的準(zhǔn)備，給學(xué)生創(chuàng)造實踐的機會，并做好探究活動的組織者和支持者。單元教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)概念：●機械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機械。簡單機械又被人們習(xí)慣地稱為工具?！裼械臋C械可以省力，有的機械不能省力但能發(fā)揮其他作用?！癫煌臋C械具有不同的結(jié)構(gòu)和不同的功能?！窠鉀Q生活中的實際問題需要選擇合適的工具和機械。過程與方法：●進行研究各種機械作用的實驗，收集能夠解釋機械作用的數(shù)據(jù)?！裢ㄟ^實驗和收集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題并作出自己的分析解釋?！裼梦淖帧?shù)據(jù)、圖表等對所觀察到的內(nèi)容進行記錄、整理與分析?！裢ㄟ^文字、圖畫和討論來表達自己的想法，并與同學(xué)進行交流。情感、態(tài)度、價值觀：●認(rèn)識到工具和機械對于推動社會發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用的重要性?！衲軌?qū)⒐ぞ吆蜋C械的作用、安全與可靠性等與現(xiàn)實社會聯(lián)系進來?！瘾@得對各種機械功能的認(rèn)識，以應(yīng)付各種實際問題，并意識到工具和機械是隨生活的需要而不斷發(fā)展的?！裥纬煞e極對待科學(xué)技術(shù)的態(tài)度?！裾J(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)是相互影響和相互促進的。第1課使用工具背景和目標(biāo)在這一課中，學(xué)生將通過對生活中使用工具經(jīng)驗的回顧和用熟悉的工具解決具體問題，感受工具能幫助我們省力或提供方便，形成初步的工具和機械的概念。教師可以通過本課的教學(xué)對學(xué)生進行單元前評價，了解學(xué)生對工具的已有認(rèn)識和鼓勵學(xué)生提出一些涉及簡單機械原理的問題。人類很早就開始使用簡單機械了。使用各種機械，就如同延長了人類的臂膀，增強了人類的工作能力。隨著各種機械的廣泛使用和進步發(fā)展，人類的本領(lǐng)越來越大，完成了許多宏偉的工程。機械是神奇的，它是人類的偉大創(chuàng)造，是人類智慧的結(jié)晶。再復(fù)雜的機械也是由簡單的機械組成的。常用的一些工具就是一些簡單機械。學(xué)生都使用過工具，所以，他們對簡單機械并不陌生。但是，他們可能不知道這些工具的工作原理，甚至不能科學(xué)合理地使用這些工具，或者沒有意識地去研究這些工具，因此選擇這些學(xué)生熟悉、常用的工具作為學(xué)習(xí)研究機械的開端，可以引起學(xué)生的共鳴，降低學(xué)習(xí)的門檻，將機械單元的研究融入學(xué)生的生活中去?？茖W(xué)概念：●機械指的是利用力學(xué)原理組成的各種裝置。杠桿、滑輪、斜面等都是機械。簡單機械又被人們習(xí)慣地稱為工具。過程與方法：●嘗試在實踐中解決指定的科學(xué)問題(拔圖釘、鐵釘和木螺釘)，發(fā)現(xiàn)做同樣的事情，用不同的工具效果是不同的，并從中了解更多的常用工具。情感、態(tài)度、價值觀：●意識到工具和機械可以幫助我們做一些事情，恰當(dāng)?shù)剡x用工具和機械可以提高我們的工作效率。教科書說明教科書共兩頁，分為兩個部分。第一部分：我們用過什么工具在生活中，我們常常使用工具來幫助我們做一些事，回憶我們曾經(jīng)使用過的工具，以填調(diào)查表的形式展示出來。學(xué)生對生活中各種工具有觀察和使用的經(jīng)歷，讓學(xué)生統(tǒng)計工具，可以引發(fā)學(xué)生對工具的一些思考。觀察后思考是產(chǎn)生科學(xué)問題的前提。在教學(xué)中要注意激發(fā)引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)計的積極性，鼓勵學(xué)生把他們了解的工具全部填寫出來。要重視學(xué)生描述各種工具的作用，期望學(xué)生在描述中能就工具產(chǎn)生一些問題，為后面的學(xué)習(xí)進行準(zhǔn)備。第二部分：選用什么工具好面對身邊種類繁多的工具，我們應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生來研究呢？教科書選取了一組典型的有結(jié)構(gòu)的材料：釘有三個圖釘、兩顆鐵釘和兩顆木螺絲釘?shù)哪景逡粔K；剪刀、螺絲刀、開瓶器、羊角錘、小刀、鑷子、剝線鉗、鉗工錘等工具。讓學(xué)生試一試，要想將木板上的圖釘、鐵釘和螺絲釘拔出來，選擇什么工具會更方便、省力，用不同的工具效果會有什么不同。在研究過程中可以先讓學(xué)生觀察木板上的幾種釘子有什么不同，然后根據(jù)“生活經(jīng)驗”選擇認(rèn)為可以完成任務(wù)的工具。取圖釘比較方便的辦法是用小刀或剪刀來撬；取木螺釘比較省力的工具是用螺絲刀；取釘子比較省力的工具是用羊角錘來撬。在交流探討中要使學(xué)生初步認(rèn)識到：不同的工具有不同的用途，完成同樣的事情，使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ吣芙o我們帶來方便和省力。教科書后面呈現(xiàn)的幾項工作涉及到了滑輪、斜面、杠桿等機械。油桶通過斜面推上車，比較省力；大石頭用撬棍當(dāng)杠桿去撬動比較省力；利用繩子和輪子組成定滑輪可以很方便地將國旗掛到旗桿頂上。通過以上的實踐研究活動，學(xué)生對工具和機械進行了再一次的觀察和使用，這為科學(xué)問題的提出奠定了基礎(chǔ)，所以教科書在最后安排了讓學(xué)生提出關(guān)于簡單機械的問題這一活動。這也是教師了解學(xué)生關(guān)于機械的已有認(rèn)識的好時機，可以作為教師對學(xué)生的單元前評價內(nèi)容。第2課杠桿的科學(xué)背景和目標(biāo)在前一課，學(xué)生在使用工具解決問題的實踐中已經(jīng)初步認(rèn)識了什么是簡單機械。從本課開始，學(xué)生將通過一系列的探究活動，認(rèn)識杠桿、輪軸、滑輪及斜面等幾類簡單機械。本課將專門引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識杠桿，并通過實驗研究發(fā)現(xiàn)杠桿省力與不省力的規(guī)律。在生活中，使用工具來完成一些事情的經(jīng)歷是很多的，如用剪刀剪紙、用老虎鉗夾斷鐵絲、用螺絲刀擰螺釘、用鑷子夾東西，等等。會使用這些工具很大程度上來源于經(jīng)驗的積累，學(xué)生們可能并不清楚或者沒有思考過這些工具的工作原理。本課的教學(xué)將結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)歷，分析使用撬棍的過程，觀察撬棍工作的特點，從而認(rèn)識杠桿類工具。杠桿這類簡單機械可按省力情況分成三類：省力、費力、不省力也不費力。省力杠桿的特點是：用力點到支點的距離大于阻力點到支點的距離；費力杠桿的特點是：用力點到支點的距離小于阻力點到支點的距離；不省力也不費力杠桿的特點是：用力點到支點的距離等于阻力點到支點的距離。通過杠桿尺開展實驗研究活動，我們要讓學(xué)生初步認(rèn)識到杠桿是省力還是不省力與它的三個點之間的距離有關(guān)，并在探究中認(rèn)識到收集數(shù)據(jù)的重要性，發(fā)展利用數(shù)據(jù)來說明問題的能力?？茖W(xué)概念：●杠桿有三個點：用力點、支點和阻力點?！裼械母軛U能省力，有的杠桿不省力，有的杠桿不省力也不費力。過程與方法：●用杠桿尺做實驗、收集并整理數(shù)據(jù)，分析認(rèn)識杠桿省力、費力和不省力也不費力的規(guī)律。情感、態(tài)度、價值觀：●體會到收集數(shù)據(jù)的重要意義，并且意識到相互合作的重要性。教科書說明教科書共3頁，分為兩部分。第一部分：認(rèn)識杠桿教科書選用撬棍撬木箱這個情景開始這節(jié)課的研究，是因為這是杠桿類工具在生活中運用最廣泛、最直觀的表現(xiàn)形式，學(xué)生有類似的生活經(jīng)歷，利于學(xué)生觀察并引發(fā)思考。通過對教科書中這張示意圖的研究，學(xué)生對杠桿的用力點、支點和阻力點能有較直觀、清晰的認(rèn)識。像撬棍那樣的簡單機械叫做“杠桿”，這是“杠桿”的描述性概念，是適于小學(xué)生的認(rèn)識水平的。工作的杠桿都有三個重要位置：支撐杠桿，使杠桿能繞著轉(zhuǎn)動的位置叫支點。杠桿上用力的位置叫用力點。杠桿克服阻力的位置叫阻力點。下面是將杠桿這一概念進行推廣應(yīng)用。壓水井的壓桿、蹺蹺板是學(xué)生們熟悉的事物，引導(dǎo)學(xué)生分析它們工作時發(fā)揮作用的位置，并標(biāo)出它們作為杠桿的三個點的位置。不同的杠桿類工具，三個點的位置也常常不同。找一找身邊的常用工具，觀察分析羊角錘、鉗子、剪刀、天平、錐子、搟面棍等是不是杠桿工具（只有錐子和搟面棍不是杠桿工具，其他4個均是杠桿類工具），說一說理由（不一定非要學(xué)生標(biāo)出這些杠桿工具的三個點），是為了使學(xué)生對杠桿類工具有初步的識別能力。第二部分：研究杠桿的秘密學(xué)生對杠桿類工具的作用進行思考，會產(chǎn)生一系列問題：用撬棍撬起重物一定能省力嗎？怎樣做才能省力，怎樣做就不能省力？教科書向?qū)W生介紹研究杠桿的好工具——杠桿尺，可以把左邊掛上的鉤碼當(dāng)作被撬動的重物，把右邊掛上的鉤碼當(dāng)作撬動時我們用的力。學(xué)生可先在兩端相同的位置掛兩個鉤碼試用一下杠桿，然后分組討論什么樣的情況能說明用杠桿做事情能省力，什么樣的情況不能省力。要學(xué)生充分討論并思考在此過程中應(yīng)收集哪些數(shù)據(jù)來說明問題。在學(xué)生研究杠桿尺的活動中，要由學(xué)生自主決定兩端掛鉤碼的位置和數(shù)量（只在左右各選一個位置掛鉤碼）。當(dāng)杠桿尺靜止不動時，要把杠桿尺掛鉤碼的位置和數(shù)量記錄在書上或活動手冊上。取得一系列的數(shù)據(jù)后可以對記錄進行分析。第3課杠桿類工具的研究背景和目標(biāo)在前一課，學(xué)生初步認(rèn)識了杠桿類工具，并通過對實驗數(shù)據(jù)的分析研究，發(fā)現(xiàn)杠桿省力、費力和不省力也不費力的規(guī)律。本課學(xué)生將通過對生活中杠桿類工具的省力情況進行分析、識別和分類，認(rèn)識各類杠桿的作用。這一探究，能讓學(xué)生對杠桿類工具的認(rèn)識向生活遷移，幫助學(xué)生理解生活中熟悉的各種杠桿類工具的科學(xué)原理。生活中的杠桿并不像杠桿尺那樣簡單直觀，不同杠桿的用力點、支點和阻力點的位置是不相同的，即使是同一個工具，由于使用方法的不同，它的三個重要位置也會發(fā)生變化。學(xué)生對杠桿類工具的認(rèn)識是需要一個過程的。本課的探究將把學(xué)生對杠桿類工具的認(rèn)識引向生活實際。學(xué)生將經(jīng)歷省力、費力和不省力也不費力杠桿的分析，既能找到各類杠桿工具的三個重要位置，也能根據(jù)省力情況進行分類。科學(xué)概念：●杠桿可以分為省力杠桿、費力杠桿、不省力也不費力的杠桿。過程與方法：●通過實驗認(rèn)識到杠桿是否省力是由它的三個點的位置決定的。情感、態(tài)度、價值觀：●意識到不同種類的杠桿有不同的用途，在不同條件下需要使用不同類型的杠桿。教科書說明教科書分為兩部分。第一部分：杠桿類工具的比較為幫助學(xué)生認(rèn)識生活中的杠桿也和杠桿尺一樣有省力、費力和不省力也不費力三種情況。教科書選擇了代表省力杠桿的打開油漆桶的鐵片、打開飲料瓶的開瓶器和代表費力杠桿的夾東西的夾子。這些杠桿都是學(xué)生較熟悉的工具，生活中應(yīng)該有使用類似工具的經(jīng)歷。教學(xué)中從杠桿工具的三個重要位置著手進行比較，這是學(xué)生比較容易做到的。教科書呈現(xiàn)了10種工具，依次是偏口鉗、園林剪、鑷子、切刀、剝線鉗、剪刀、核桃夾、尖嘴鉗、訂書器、筷子。分析這些常用的杠桿類工具，按是不是省力的標(biāo)準(zhǔn)給它們分類：用比較分析的辦法去判斷哪些杠桿工具像開瓶器一樣是省力的，哪些杠桿和夾子一樣是費力的。夾子等杠桿工具用起來不省力，為什么還要設(shè)計這樣的杠桿工具呢？學(xué)生在這里可能很自然地提出這樣的科學(xué)問題，所以有必要討論，省力只是工具的一個作用，工具還有給人們帶來方便的作用，如：延長手臂（指）、方便拿取等。第二部分：小桿秤的研究“秤砣雖小，能壓千斤”，這是杠桿類工具運用的一個典型現(xiàn)象。學(xué)生在生活中也許沒有很多機會見到桿秤，所以這里先通過實際的生活場景讓學(xué)生了解桿秤：在中藥房、農(nóng)貿(mào)市場等地方都有可能見到桿秤的身影。如仍不容易見到桿秤，建議教師準(zhǔn)備一把桿秤，讓學(xué)生進行觀察。在學(xué)生仔細(xì)觀察桿秤實物后，要讓學(xué)生親自動手制作一個桿秤，這樣能很容易地分析桿秤這個杠桿工具的三個重要位置及其關(guān)系，讓學(xué)生感受到杠桿是怎樣省力的以及桿秤設(shè)計的巧妙。附：小桿秤制作步驟●把一根小手指粗的竹筷或直木棍（長約30～50厘米）打磨光滑；50克鉤碼1～10個，其中一個用釣魚線系好做秤砣?！褡灾埔粋€秤盤，系好三條一樣長的細(xì)繩并固定在秤桿上?！裨诔禹扰c秤盤間選擇適當(dāng)?shù)奈恢孟瞪弦粋€繩套，作為初次實驗的平衡點?！窭闷胶庠碇谱魍斜P小桿秤刻度，在稱盤內(nèi)每次加一個砝碼（50克），移動秤砣使秤平衡，并在秤桿的掛秤砣的位置做好標(biāo)記，直到秤桿用完為止。第4課輪軸的秘密背景和目標(biāo)在這一課中，學(xué)生將探索另一種簡單機械——輪軸。當(dāng)學(xué)生面對一個新機械——輪軸時，可能會主動推測它的作用，是不是可以省力呢。用實驗的方法是研究解決問題的一個好途徑。當(dāng)在輪和軸上分別掛上不同數(shù)量的鉤碼并使之保持平衡時，學(xué)生會意識到輪比軸省力。當(dāng)他們討論并對直徑差別更大的輪軸進行測量后，學(xué)生會更肯定地認(rèn)識到輪的大小對輪軸作用是有影響的，并對自己的生活經(jīng)歷進行整理，去找尋那些屬于輪軸的簡單機械?？茖W(xué)概念●在輪軸的輪上用力能夠省力，輪越大越省力。過程與方法●通過在大小差別更大的輪軸上掛重物的實驗分析，認(rèn)識輪越大越省力。情感、態(tài)度、價值觀●積極了解輪軸在生活中的應(yīng)用，發(fā)展研究簡單機械的興趣。教科書說明教科書共兩頁，分為兩個部分。從回憶使用水龍頭的經(jīng)歷開始，將學(xué)生的注意力吸引到觀察水龍頭的構(gòu)造上來，認(rèn)識像水龍頭這樣由輪子和軸固定在一起，可以轉(zhuǎn)動的機械被稱為輪軸。第一部分：輪軸有什么作用回憶、交流打開水龍頭的經(jīng)歷，觀察水龍頭的構(gòu)造，試想如果取下水龍頭上的輪子，直接去擰軸，還容易打開水龍頭嗎？進而可能產(chǎn)生“輪軸為什么能省力”的科學(xué)問題，促成開展研究輪軸作用的活動。通過組裝一個輪軸實驗裝置，來研究輪軸的作用。把一定數(shù)據(jù)的鉤碼掛在軸上，看成要克服的阻力。在輪上也掛上鉤碼，看成是我們用力的大小。要學(xué)生記錄下每次實驗的數(shù)據(jù)，在小組內(nèi)通過反復(fù)比較輪上鉤碼和軸上鉤碼的數(shù)量，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)在輪上用力比較省力，軸上用力比較費力。通過玩一玩“小個子戰(zhàn)勝大力士”的游戲，讓學(xué)生進一步感受在輪上用力比在軸上用力要省力。在游戲中應(yīng)盡量選擇大一點的螺絲刀，甚至可以制作一個像手榴彈一樣的木棒來進行游戲，還可以找一些類似的輪軸來進行游戲。先讓全班力量懸殊的學(xué)生進行游戲，再讓同桌的學(xué)生試一試，讓大家都來當(dāng)一回“大力士”。第二部分：輪的大小對輪軸作用的影響組織學(xué)生在游戲活動后進行簡單的對話討論，期望學(xué)生們能提出螺絲刀能省力是因為輪比軸大，再進一步提出猜測，如果輪換成更大的，否會更省力呢？學(xué)生分組改變輪軸裝置，將輪換成更大的，研究輪的大小對輪軸作用的影響。保持軸上的鉤碼數(shù)量不變，輪上的鉤碼進行數(shù)量調(diào)整，記錄下實驗使用鉤碼數(shù)量的情況，分析使用更大輪的輪軸與前一次輪軸實驗中鉤碼數(shù)量的不同。這里期望學(xué)生發(fā)現(xiàn)：輪越大，需要的鉤碼數(shù)越少，即：輪越大，輪軸越省力（比如小扳手扳一顆螺絲扳不動，換一個大扳手就可能扳動，這就是在更大的“輪”上用力，所以輪越大越省力）。發(fā)動學(xué)生們找一找在我們身邊應(yīng)用了輪軸原理的地方。如汽車的方向盤、水龍頭開關(guān)、門鎖把手、扳手，等等，在找的過程中鞏固對輪軸的認(rèn)識。第5課定滑輪和動滑輪背景和目標(biāo)前面一課研究了輪軸機械，研究了輪軸省力的工作原理。在這一課中，學(xué)生將認(rèn)識定滑輪和動滑輪這兩種簡單機械，并將分別通過觀察鉤碼的數(shù)量和用測力計測量這兩種方法研究滑輪的省力情況。旗桿的頂部有一個可以轉(zhuǎn)動的輪子，在塔吊或吊車的吊鉤上有一個一邊轉(zhuǎn)動一邊隨重物移動的輪子……在生活中這些現(xiàn)象不太常見，但只要留心也可能觀察到。從生活中的實際事例出發(fā)，可以讓學(xué)生感受到機械對生產(chǎn)生活的影響。在課堂上通過科學(xué)實驗活動希望幫助學(xué)生認(rèn)識定滑輪和動滑輪的機械原理，也將把學(xué)生引向滑輪組的探索中?？茖W(xué)概念●定滑輪固定在一個地方，不能隨著重物的移動而移動?！駝踊啿还潭?，可以隨著重物的移動而移動?！穸ɑ喓蛣踊喌淖饔貌幌嗤?。過程與方法●通過自行設(shè)計實驗方案來研究定滑輪是否省力、定滑輪和動滑輪的不同作用。情感、態(tài)度、價值觀●意識到定滑輪和動滑輪的不同作用，發(fā)展探究簡單機械的興趣。教科書分析教科書共兩頁，分為兩個部分。第一部分：旗桿頂部的滑輪做一個模擬升旗的裝置?？梢杂描F架臺做支架，用一個可以轉(zhuǎn)動的輪子固定在支架頂部，用一根細(xì)線當(dāng)升旗繩，用紙做一面旗幟固定在細(xì)線上，當(dāng)向下拉動繩子時，旗幟就會隨著繩子上升。這里強調(diào)通過演示讓學(xué)生觀察、體驗這種向下拉繩子而旗幟能夠向上升的現(xiàn)象，初步認(rèn)識定滑輪的作用。定滑輪能不能省力呢？鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗方案，自主研究定滑輪是否省力。用鐵架臺做支架，安好定滑輪，在定滑輪上掛一根繩子，在繩子的兩端任意掛上一些鉤碼，當(dāng)繩子平衡時，兩端的鉤碼數(shù)相同，由此可以說明定滑輪不能省力（請注意滑輪受到的摩擦力不能太大，否則會產(chǎn)生不同數(shù)量的鉤碼也平衡的現(xiàn)象）。學(xué)生還可能發(fā)現(xiàn)用輪子比不用輪子要省力，這是另一個單元要解決的問題。第二部分：會移動的輪子學(xué)生們已經(jīng)清楚了定滑輪不能省力，但是可以改變力的方向。人們在搬運貨物時，常使用一種隨重物一起移動的滑輪來搬運。這種隨重物移動的滑輪叫動滑輪。動滑輪有什么作用？它和定滑輪有什么不同？這里可以參照研究定滑輪的實驗進行，如用鐵架臺做支架，把繩子的一端固定在支架上，繞過動滑輪向上提(這里可用橡筋或測力計)，動滑輪下掛重物。第6課滑輪組背景和目標(biāo)前一課學(xué)生認(rèn)識并研究了定滑輪和動滑輪的作用。這一課學(xué)生將通過生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象認(rèn)識滑輪組，并親手組裝滑輪組，進行滑輪組作用的研究實驗。將滑輪組合起來使用是生活中常用的省力機械。學(xué)生在前一課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上也可能已經(jīng)作出滑輪組更省力的推測，組裝一個滑輪組并進行實驗驗證，感受機械給人們帶來的方便是有基礎(chǔ)的?？茖W(xué)概念●定滑輪和動滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組，滑輪組能夠改變力的方向，而且可以成倍地省力。過程與方法●結(jié)合對滑輪組的研究，解釋起重機的工作原理。情感、態(tài)度、價值觀●能積極參與科學(xué)實驗和游戲活動并與同學(xué)友好地合作研究。教科書說明教科書共兩頁，分為兩部分。第一部分：觀察起重機上的滑輪這部分是本課研究的前奏和“導(dǎo)火線”。有條件的(如附近有建筑工地、吊車、起重車等)可以組織學(xué)生在保障安全的前提下，進行現(xiàn)場觀察，也可以收集一些圖片或視頻資料，展示出來讓學(xué)生觀察，還可以課前布置學(xué)生自行進行觀察，但要特別強調(diào)安全。觀察之后要讓學(xué)生進行充分的交流，觀察的目的是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)起重機上有許多定滑輪和動滑輪在組合起來使用。把動滑輪和定滑輪組合在一起，就構(gòu)成了滑輪組。要思考這些滑輪組有什么作用。第二部分：滑輪組的作用需要在課堂上組裝一些滑輪組，來模擬研究滑輪組的作用。組裝滑輪是一個比較困難的事，要激勵學(xué)生與同伴合作，耐心細(xì)致地組裝?；喌慕M裝有兩種方法，這里不強調(diào)方法的不同，也不需要讓學(xué)生比較兩種方法哪種更省力。為避免出現(xiàn)用力方向與重物上升方向一致而不便學(xué)生解釋的現(xiàn)象，老師可以示范在定滑輪上固定線的方法組裝滑輪組。當(dāng)學(xué)生組裝好滑輪組后，首先測試用一個鉤碼作為重物，直接提起需要多大的力，然后再測試用滑輪組提起需要多大的力，并記錄下來。隨后多次改變鉤碼的數(shù)量，使用測力計進行測量，記錄下每次的測量數(shù)據(jù)。通過分析實驗獲得的幾組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)用力大小與滑輪組的結(jié)構(gòu)的關(guān)系。如果增加滑輪組的滑輪數(shù)量，用力大小會怎么變化呢？這一問題將學(xué)生對滑輪組作用的研究引向深入，也是本課內(nèi)容的擴展和高潮。采用游戲的方式是為了增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并從游戲中進行體驗。這個游戲?qū)嶋H上是有關(guān)滑輪組的實驗，兩個大個子學(xué)生分別相當(dāng)于重物和固定定滑輪的支架，小個子相當(dāng)于使用滑輪組后施加的拉力。隨著繩子繞的圈數(shù)越多，小個子處需要的拉力就越小。這個游戲是本課的高潮，學(xué)生非常喜歡這樣的活動，建議老師進行充分的準(zhǔn)備，特別是器材的選擇上要精心，實驗效果要明顯，還可以根據(jù)木棒大小找兩個輪子以減少繩子與木棒之間的摩擦，效果會更好。分析游戲和滑輪組實驗，學(xué)生可以認(rèn)識到滑輪組的組數(shù)(1個定滑輪和1個動滑輪組合在一起為1組)越多，就越省力。這也是起重機能夠吊起很重的物體的原因。第7課斜面的作用背景和目標(biāo)這一課中，學(xué)生將通過觀察生活現(xiàn)象認(rèn)識一種新的簡單機械——斜面。他們還將在實驗中對比測量直接提升重物與用斜面提升重物所用力量的大小，也將在實驗中更深入地對比研究同一重物在不同坡度斜面提升時的用力情況。在前面一系列簡單機械原理及作用研究的幫助下，通過認(rèn)識斜面，提出“斜面是否能夠省力”的科學(xué)問題，設(shè)計出簡單的對比實驗并進行實驗研究，學(xué)生可以獲得對簡單機械斜面的作用及省力原理的認(rèn)識。在漫長盤旋的公路上，汽車都能正常行駛，而在特別陡峭的山路上，馬力小的車就感到吃力了；我們在走坡路時，走坡度大的斜坡明顯比走平緩的斜坡吃力。但是怎樣用科學(xué)的實驗來說明斜面的作用及坡度的大小與用力大小的關(guān)系呢，這就是本課要探究和解決的問題?？茖W(xué)概念●像搭在汽車車廂上的木板那樣的簡單機械叫斜面，斜面可以省力。過程與方法●制訂一個簡單的研究計劃并用實驗的數(shù)據(jù)來說明斜面的省力規(guī)律。情感、態(tài)度、價值觀●積極參與科學(xué)實驗，愿意與同學(xué)進行合作交流。教科書說明教科書共兩頁，分為兩部分。包括研究斜面有什么作用和不同坡度的斜面有什么不同兩個主要活動。第一部分：斜面有什么作用本課的學(xué)習(xí)從生活現(xiàn)象引入，讓學(xué)生形象地認(rèn)識“斜面”這一新的簡單機械。斜面概念的呈現(xiàn)也是描述性的?！靶泵婺苁×帷?。教科書中四個學(xué)生的對話提示至少要做好四個方面的準(zhǔn)備或研究：搭個斜面進行模擬實驗；自己擬訂科學(xué)實驗計劃；對比研究直接和用斜面提升重物的用力情況；用不同重量的物體在同一個斜面上對比研究。在這個研究中學(xué)生們會發(fā)現(xiàn)同一物體從斜面拉上去用的力都小于直接把物體垂直提上去用的力。所以斜面可以省力。第二部分：不同坡度的斜面有什么不同斜面能省力是對斜面作用研究的發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)研究往往是在有了研究發(fā)現(xiàn)后又提出新問題，使研究更深入。那么斜面省力大小與斜面坡度大小有什么關(guān)系嗎？按照教科書中的設(shè)計組織學(xué)生開展實驗并記下相關(guān)數(shù)據(jù)。對比表格中的實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生們可以清楚地看到坡度越小用力越小，坡度越大用力越大，直接垂直向上提重物相當(dāng)于坡度為90°，用力最大。由此可以得出結(jié)論：斜面都能省力，坡度越小越省力，坡度越大越不省力。生活中應(yīng)用斜面的地方是很多的，這里讓學(xué)生在生活經(jīng)歷中去發(fā)現(xiàn)。教科書中呈現(xiàn)的立交橋的引橋和螺絲釘，可以幫助學(xué)生從大的設(shè)施到很小的工具各方面去尋找斜面。比如文具盒里的剪刀、卷筆刀等刀具的刀口；生活中的斧頭、菜刀、樓梯、盤旋的山路、高速公路立交橋的引道、螺絲釘?shù)?。一條直的上山的公路的坡度很大，而“S”形的盤山公路由于路程的延長而坡度變小。螺絲釘?shù)穆菁y相當(dāng)于盤山路，延長了路程，坡度變得很小，因此用螺絲刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)就能輕松地將螺絲釘推進木頭里。在前面取出釘子和螺絲釘?shù)膶嶒炛?，由于釘子沒有螺紋，相當(dāng)于坡度很大，用羊角錘使勁才能取出釘子；而螺絲釘有螺紋，坡度變得很小，用螺絲刀就能輕松地將螺絲釘取出。第8課自行車上的簡單機械背景和目標(biāo)最后一課，是讓學(xué)生通過觀察，研究他們所熟悉的自行車這個綜合運用簡單機械的交通工具，將自己前幾課所學(xué)的原理運用到實際生活中去。通過本課的活動，可以評價學(xué)生運用所學(xué)到的有關(guān)簡單機械原理的能力。每一個學(xué)生將分析自行車上的鏈條和齒輪兩個機械結(jié)構(gòu)，然后尋找自行車上更多的簡單機械，最后集中探討本單元所認(rèn)識過的簡單機械的種類和它們的作用，形成對簡單機械的總體認(rèn)識?？茖W(xué)概念●自行車運用了輪軸、斜面、杠桿等簡單機械的原理，是應(yīng)用廣泛的交通工具。過程與方法●發(fā)現(xiàn)并分析自行車上更多的機械種類和作用。情感、態(tài)度、價值觀●通過整理已認(rèn)識的各類機械和機械的作用，意識到機械與我們的生活密切相關(guān)。教科書說明教科書共3頁，分為三部分。教科書首先介紹了自行車是一種簡單、方便、環(huán)保的交通工具，很多人都喜歡使用它。老師可以讓學(xué)生觀察自行車，告訴學(xué)生自行車是簡單機械的巧妙結(jié)合，從而激發(fā)學(xué)生了解自行車機械原理的興趣。第一部分：自行車上的鏈條和齒輪讓學(xué)生自行組合，組成幾個自行車研究小組（根據(jù)情況，若不能備齊每組一輛自行車，可為全班學(xué)生找到一輛變速自行車，各小組研究自行車結(jié)構(gòu)圖）。老師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“人的力量是怎樣傳到車輪上去的”，讓學(xué)生分組對自行車進行細(xì)致的觀察，找出要分析的各個部位，探討自行車上鏈條和齒輪的作用。通過觀察思考兩個齒輪的大小對改變輪子轉(zhuǎn)動快慢的作用，促進學(xué)生展開比較測量的實驗研究活動。在具體的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，輪軸機械原理在自行車上的應(yīng)用（以三擋變速自行車為例）：自行車腳踏板的大齒輪帶動最小的驅(qū)動輪齒輪，轉(zhuǎn)速最快，但是用力最多；自行車腳踏板的大齒輪帶動中驅(qū)動輪齒輪，轉(zhuǎn)速變慢，但是比較省力；自行車腳踏板的大齒輪帶動最大的驅(qū)動輪齒輪，轉(zhuǎn)速最慢，但是省力最多。在學(xué)生對齒輪有所認(rèn)識的基礎(chǔ)上，老師和學(xué)生共同觀察研究變速自行車多個齒輪的作用，即大小齒輪間輪換的作用及機械原理，感受到簡單機械的巧妙作用。第二部分：尋找自行車上的簡單機械在對自行車鏈條和齒輪研究的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生尋找觀察自行車上其他部位更多的機械。第一步，分小組在自行車上尋找運用簡單機械的部位，選擇一個本組感興趣的機械問題，教科書上3個學(xué)生的發(fā)言是一些提示。第二步，根據(jù)選擇的機械種類，小組開展實驗研究。教科書上呈現(xiàn)的三幅圖中車把是輪軸、剎車是杠桿、腳蹬子是輪軸。學(xué)生可以觀察分析更多的機械部位，并整理記錄下來。第三步，對觀察研究進行交流。學(xué)生可能會發(fā)生一些爭論。通過交流，可以對各小組的觀察分析進行評價。第三部分：討論這里再進行一次對簡單機械的討論，可以幫助學(xué)生對獲得的相關(guān)信息進行整理，教師也可以通過這一活動，評價學(xué)生在經(jīng)歷了一單元的學(xué)習(xí)后對機械的認(rèn)識是否得到了發(fā)展。評價建議在單元教學(xué)結(jié)束的時候，建議對學(xué)生們的學(xué)習(xí)作一次單元評價。評價可以是多元的，學(xué)生們可以自己評價，同學(xué)間也可以相互評價，但這些評價都要在老師的引導(dǎo)下進行。評價內(nèi)容建議從以下這些方面去考慮：1.“機械”及“簡單機械”的概念，包括杠桿、輪軸、定滑輪、動滑輪、滑輪組、斜面這幾類簡單機械的描述性概念。2.杠桿的原理、分類及運用。3.輪軸的原理及運用。4.定滑輪、動滑輪的原理及運用。5.滑輪組的原理及運用。6.斜面的原理及運用。7.觀察分析自行車上一些簡單機械的運用及原理。8.設(shè)計并開展測量實驗、對比實驗的情況，整理分析實驗數(shù)據(jù)并形成解釋的能力。第二單元形狀與結(jié)構(gòu)物體，不管是天然存在的還是人工制造的，大多具有可見的形狀和結(jié)構(gòu)，它們以其形而顯其身，千姿百態(tài)。它們?yōu)槭裁淳哂羞@樣的形狀和結(jié)構(gòu)呢？這其中蘊涵著大自然的客觀規(guī)律，也反映了人類的聰明才智和科技發(fā)展的水平。本單元所說的形狀結(jié)構(gòu)，是指能夠承受一定外力作用，不會發(fā)生形狀和大小改變的構(gòu)造。學(xué)生在學(xué)習(xí)中要了解身邊幾種常見的結(jié)構(gòu)，知道結(jié)構(gòu)具有不同特點能滿足不同的需要；發(fā)現(xiàn)改變物體的形狀結(jié)構(gòu)可以改變其承受力的大??；體驗科學(xué)、技術(shù)對社會進步的巨大影響；提高探究興趣，發(fā)展探究能力。學(xué)生在五年級時探究了力和運動的關(guān)系，知道了力可以改變物體的運動狀態(tài)。其實，靜止的物體也無不受到力的作用。本單元引領(lǐng)學(xué)生探究物體的形狀結(jié)構(gòu)，可以發(fā)展他們對力的認(rèn)識，知道力還有使物體形變甚至破壞的作用。本單元選取了幾種最常見的形狀結(jié)構(gòu)，聯(lián)系學(xué)生身邊熟悉的事物，由淺入深地進行探究，最后進行綜合和應(yīng)用。內(nèi)容可以分為兩大部分。第一部分（第1～7課）是探究形狀結(jié)構(gòu)的科學(xué)道理。其中，第1~6課是分別研究條形、拱形、框架等結(jié)構(gòu)，第7課是認(rèn)識橋梁的結(jié)構(gòu)。第二部分（第8課）是設(shè)計科學(xué)合理的形狀結(jié)構(gòu)。各課具體內(nèi)容是：第1課“抵抗彎曲”、第2課“形狀與抗彎曲能力”研究條形材料抗彎曲能力與形狀的關(guān)系。第3課“拱形的力量”、第4課“找拱形”研究拱形承受力的特點，并從認(rèn)識拱形拓展到認(rèn)識圓頂形、球形、各種弧形；從對人造物體的研究擴展到生物體的研究。第5課“做框架”、第6課“建高塔”認(rèn)識框架結(jié)構(gòu)的特點，研究加固框架結(jié)構(gòu)的方法和物體穩(wěn)定性問題。第7課“橋的形狀和結(jié)構(gòu)”是認(rèn)識橋多姿多彩的形狀和結(jié)構(gòu)，這課匯集和拓寬了前面幾種結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，并為下一課學(xué)生造“橋”作了鋪墊。第8課“用紙造一座‘橋’”安排了一個具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計制作活動，是對學(xué)生綜合運用知識能力和動手能力的培養(yǎng)和評價。本單元學(xué)習(xí)的內(nèi)容與生活的聯(lián)系十分密切，教學(xué)材料簡單易得，動手操作特點突出。我們要充分利用這些優(yōu)勢，把制作和探究相結(jié)合，把科學(xué)教育和技術(shù)教育相結(jié)合，以取得最佳的教學(xué)效果。單元教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)概念●柱、梁、拱形、框架等形狀結(jié)構(gòu)各有不同特點，能滿足人們的不同需要?！裨黾恿旱暮穸瓤梢栽黾涌箯澢芰?。改變材料的形狀，可以改變材料的某些性能?！裰拦靶纬惺芰Φ奶攸c是可以向下和向外傳遞承受的壓力。了解圓頂形、球形等有與拱形相似的特點?！袢切慰蚣芫哂蟹€(wěn)定性，利用三角形可以加固框架結(jié)構(gòu)?！裆闲∠麓?、上輕下重的物體穩(wěn)定性好?！裥螤詈徒Y(jié)構(gòu)與它的功能是相適應(yīng)的。過程與方法●制作、預(yù)測和測試結(jié)構(gòu)的承受力?！裼煤唵尾牧溪毩⑻骄课矬w不容易倒的秘密。●識別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，得出合理結(jié)論?！裼貌煌绞竭M行解釋?！癜烟骄康慕Y(jié)果與最初的假設(shè)相比較。情感、態(tài)度、價值觀●發(fā)展樂于動手、善于合作、不怕困難的品質(zhì)，體驗獲得成功的喜悅?！裨谔骄恐屑饶艽竽懠僭O(shè)，又能小心求證?！褡鹬刈约汉退说闹谱鞒晒??！癜l(fā)展尊重他人、認(rèn)真傾聽、敢于發(fā)表意見的品質(zhì)?！窀惺芸茖W(xué)技術(shù)對社會的作用，對生活的影響?！穸眯蕾p橋梁建筑形狀和結(jié)構(gòu)的美。第1課抵抗彎曲背景和目標(biāo)從形狀和結(jié)構(gòu)的角度看建筑物，幾乎所有的建筑物都有柱子和橫梁或類似柱子和橫梁的結(jié)構(gòu)。從承受壓力的特征上看橫梁，它的抗彎曲能力與其寬度成正比，與高度（厚度）的平方成正比，增加材料的厚度可以非常明顯地增大抗彎曲能力。把材料做成“T”“工”“○”等異型形狀也利用了抗彎曲能力與材料“厚度”的特殊關(guān)系。作為本單元第一課首先引導(dǎo)學(xué)生研究紙的厚度與抗彎曲能力的關(guān)系，為后面的研究奠定認(rèn)識的基礎(chǔ)。本課有兩個活動。第一，研究梁的抗彎曲能力與什么有關(guān)。在有關(guān)的因素中實驗研究抗彎曲能力分別與梁的寬度、厚度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)厚度增加，梁的抗彎曲能力大大增加。第二，研究橫截面是長方形的橫梁平著放好，還是立著放好。讓學(xué)生用前面研究的結(jié)果進行解釋，并用做簡單實驗的方法來證明?；顒佑山處熤笇?dǎo)下的研究變?yōu)閷W(xué)生獨立的操作和研究?？茖W(xué)概念●房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲?！裨黾恿旱膶挾瓤梢栽黾涌箯澢芰?，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。過程與方法●識別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出合理結(jié)論?！裼煤唵螌嶒炚f明橫截面為長方形的橫梁為什么都是立著安放的。情感、態(tài)度、價值觀●能夠大膽假設(shè)又能在實驗中小心求證。教科書說明本課通過兩段文字和四幅圖引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識房子、橋梁都有柱子和橫梁，是靠柱子和橫梁支撐的，橫梁比柱子容易彎曲。由此引入本課研究的內(nèi)容。第一部分：橫梁的抗彎曲能力與什么有關(guān)本部分先讓學(xué)生推測梁的抗彎曲能力與什么有關(guān)。梁的抗彎曲能力與材料有關(guān)，與長短有關(guān)是比較好理解的。本課只引導(dǎo)學(xué)生用實驗的方法研究梁的抗彎曲能力與其寬度、厚度之間的關(guān)系。兩個實驗都是對比實驗，教科書都提示了學(xué)生思考“應(yīng)該控制哪些條件不變？怎樣控制這些條件不變？”兩個實驗都要控制墊起紙板的高度不變，“彎曲了”的標(biāo)準(zhǔn)不變，紙板懸空部分的距離不變，放墊圈的位置不變。所不同的是第一個實驗是改變紙板寬度而厚度不變，第二個實驗是改變紙板厚度而寬度不變。在兩個實驗中，改變寬度和改變厚度都要成倍數(shù)地改變，這樣容易看出實驗數(shù)據(jù)的規(guī)律。通過實驗的數(shù)據(jù)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)：紙的寬度增加，抗彎曲能力也會增加。紙的厚度增加，抗彎曲能力會大大增加。他們自然會進行比較思考，要增加抗彎曲能力，增加厚度比增加寬度更有效。本課的重點是指導(dǎo)學(xué)生做好這兩個實驗，讓學(xué)生經(jīng)歷預(yù)測、實驗、記錄、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程。第二部分：橫梁平著放好，還是立著放好學(xué)生觀察會發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的梁橫截面都是長方形的，而且都是立著安放的，也就是梁的厚度比寬度大。教科書要求學(xué)生說說這樣安放的理由，啟發(fā)學(xué)生用剛學(xué)的知識進行解釋，還要求他們用做簡單的實驗來證明自己的看法。學(xué)生可以用冰棍木片、塑料尺子進行演示證明。這是對第一部分研究結(jié)論的應(yīng)用。第2課形狀與抗彎曲能力背景和目標(biāo)增強材料抗彎能力的另一種方法是改變材料的形狀，這種方法的道理根源于改變材料的寬度和厚度?，F(xiàn)在來研究材料的形狀與抗彎曲能力，可以讓學(xué)生認(rèn)識到為什么改變形狀就可以改變抗彎曲能力了。本課有兩個活動。第一，研究形狀與抗彎曲能力的關(guān)系。用同樣的紙做成像條形鋼材那樣的各種形狀，測量它們的抗彎曲能力，并與平展的紙比較，認(rèn)識改變材料形狀可以改變其抗彎曲能力。更進一步的道理，教科書用資料形式給出，學(xué)生可以通過閱讀來理解。第二，研究瓦楞紙板的形狀結(jié)構(gòu)。瓦楞紙板有三層或五層，中間一層或兩層是波浪形的，這幾層薄紙板黏合在一起形成一個整體。這種結(jié)構(gòu)使瓦楞紙板的強度大大增加，比把三、五層薄紙板平粘在一起強度大多了。研究瓦楞紙板不但可以加強對第一個活動的認(rèn)識，而且可以讓學(xué)生有新的發(fā)現(xiàn)或產(chǎn)生疑問，從而引導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)識向較復(fù)雜的形狀結(jié)構(gòu)前進?？茖W(xué)概念●改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力。過程與方法●做紙的形狀與抗彎曲能力關(guān)系的實驗?！裼^察瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)，作出解釋和提出問題。情感、態(tài)度、價值觀●意識到小組合作做實驗進行探究的必要性?！駱酚诟鶕?jù)觀察作出解釋和提出問題。教科書說明本課讓學(xué)生觀察不同形狀的鋼材、鋁材，并提出問題引入研究。教科書插圖中是角鋼、工字鋼、槽鋼、圓鋼管、口形鋼等條形材料。第一部分：形狀與抗彎曲能力本部分指導(dǎo)學(xué)生用平展的紙梁和折成鋼材形狀的紙梁做實驗來研究形狀與抗彎曲能力的關(guān)系。插圖中折的和記錄表中畫的幾種形狀都是比較好放鐵墊圈的。研究的目的不是要區(qū)分這幾種形狀抗彎曲能力的大小，而是與平展的紙比較，發(fā)現(xiàn)改變薄形材料的“－”字形形狀，都可以增大其抗彎曲能力。要使測試公平，就應(yīng)當(dāng)用長、寬、厚薄都與平展的紙一樣的紙來折各種形狀，紙梁架空的距離一樣，放墊圈的位置一樣。實驗后，教科書提出了兩個研討問題。第一個問題“各種形狀的紙橫梁比平板紙橫梁抗彎曲能力大多少？”是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識改變薄形材料的形狀都可以增大它的抗彎曲能力。第二個問題“為什么改變形狀也能提高材料的抗彎曲能力？”是引導(dǎo)學(xué)生對這種現(xiàn)象進行思考，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象后面隱藏的實質(zhì)。這個實質(zhì)要讓學(xué)生獨立發(fā)現(xiàn)是有困難的，教科書中有一段配圖的文字供學(xué)生閱讀，教師可以根據(jù)學(xué)生實際靈活處理，可研討、可閱讀、可講解。第二部分：瓦楞紙板的研究經(jīng)過手掰瓦楞紙板感覺其軟硬，撕開觀察其構(gòu)造，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)瓦楞紙板有特殊的構(gòu)造，正是這種構(gòu)造使其抗彎曲能力變得很大。觀察后研討這樣的結(jié)構(gòu)為什么使柔軟的紙變堅硬了，要學(xué)生作出自己的解釋，這是對本節(jié)課形成的科學(xué)概念的變式應(yīng)用。希望學(xué)生能發(fā)現(xiàn)瓦楞紙板不只是把紙單純的彎折，也不是把紙單純的平粘增加厚度，而是又折又黏合。要求學(xué)生提出一些問題，是希望他們能發(fā)現(xiàn)得更多，思考得更多。如瓦楞紙板方向不同，抗彎曲能力是不同的，為什么？彎曲的中間層好似一個個連續(xù)的拱形，拱形有什么特點……讓探究的觸角伸展開來。第3課拱形的力量背景和目標(biāo)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)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。本課有兩個活動。第一，測試紙拱的承重能力。用紙拱做實驗研究拱形的承重特點，材料好找、簡單易行。實驗中不斷想辦法控制拱變形的問題，使紙拱不斷承載更大的重壓。通過實驗引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識拱形承重的特點。第二，搭一個瓜皮拱。紙拱畢竟是一個不會轟然垮掉的拱，做一個瓜皮拱不但饒有趣味，而且更能感受到拱形的承重特點。當(dāng)學(xué)生小心翼翼地把很滑的、小塊的瓜皮搭成一個拱，看到這個拱并未垮掉甚至還能承重時，他們對拱形承重的特點會感受很深，會驚嘆拱形的“力量”大。兩個活動相比，前者是更理性的探究，后者是更感性的制作，相輔相成?？茖W(xué)概念●拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受很大的壓力。過程與方法●根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變來推想它受力的狀況。情感、態(tài)度、價值觀●認(rèn)識到邊實驗邊思考，對不斷深入研究的重要性。教科書說明本課從古代城門都是拱形，柔軟的紙做成拱形就變“堅硬”的事實引入對拱形結(jié)構(gòu)的研究。第一部分：測試紙拱的承重能力用適當(dāng)厚的紙做拱很容易，教科書選用紙拱來研究拱形承重的特點。研究紙拱承重能力分為三個步驟。第一步，做一個紙拱放在桌上測試它能承受多少個墊圈的壓力，這樣的拱受一點點壓力就伸展開了。讓學(xué)生經(jīng)歷這樣一個過程，他們會發(fā)現(xiàn)拱在受壓力時，拱腳會向兩邊推，會產(chǎn)生向外推的力。第二步，怎樣使紙拱的形狀保持不變呢？用書抵住拱腳。學(xué)生繼續(xù)測試研究，會知道這樣的拱能承受比較大的壓力，而且觀察到隨著壓力的增大，拱開始慢慢變形。這一步的重點是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)拱形的變化分析力的作用，認(rèn)識到拱形承受壓力的特點。第三步，怎樣才能使紙拱承載更大的重量？教科書作了提示：看它是怎樣變形的，想怎樣使它不變形。引導(dǎo)學(xué)生想到把兩邊的書摞高些，更好抵住拱的外推力。研究紙拱的承重能力是一個連續(xù)的過程，前后承重差別很容易觀察，所以沒有要求做實驗記錄。本課配圖的資料“拱形承重的秘密”能幫助學(xué)生把研究獲得的感性認(rèn)識提升一步。第二部分：搭一個瓜皮拱搭瓜皮拱是模擬人們用磚、石塊建拱的活動。插圖中是用西瓜皮搭拱，呈現(xiàn)了搭瓜皮拱的過程和效果。教學(xué)中也可以用其他的瓜皮搭拱。教科書最后要求對瓜皮拱不垮作出解釋，解釋的過程是學(xué)生把新知識內(nèi)化的一個過程。第4課找拱形背景和目標(biāo)在研究了典型的拱形的特點后，本課進一步發(fā)展學(xué)生對拱形的認(rèn)識：認(rèn)識圓頂形和球形等具有拱形相似特點的弧形結(jié)構(gòu)；認(rèn)識生活物品中的拱形；認(rèn)識生物體中的拱形。這不但使學(xué)生對拱形的概念加深，也使學(xué)生科學(xué)探究的能力有所提高。本課有三個活動。第一，了解圓頂形和球形的承重特點。狹義的拱形概念是指像上一課紙拱、瓜皮拱那樣的拱。其他由不同曲面構(gòu)成的形狀分別叫圓頂形、球形、弧形、拋物線形，等等。廣義的拱形結(jié)構(gòu)概念則包括所有的弧形，因為它們有共同的特征，又稱作弧形結(jié)構(gòu)。基于學(xué)生的水平，我們采用狹義的稱呼?！罢夜靶巍本褪且趫A頂形、球形、不規(guī)則弧形結(jié)構(gòu)中找出拱形的特征，采用的方法是引導(dǎo)學(xué)生把圓頂形、球形看成是拱形的組合。使學(xué)生對弧形結(jié)構(gòu)有一個概貌性的了解。第二，觀察分析塑料飲料瓶形狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計。讓學(xué)生通過觀察、分析悟出其中的道理，可以提高學(xué)生觀察、分析能力，體會到科學(xué)技術(shù)與生活的密切聯(lián)系。這項活動有綜合性、開放性特點，可以涉及美觀、方便或其他方面的一些問題。第三，了解生物體中的拱形結(jié)構(gòu)。與生命世界的學(xué)習(xí)聯(lián)系，加深對生物體結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識?？茖W(xué)概念●圓頂形、球形等有和拱形相似的特點，可以承受很大的壓力。過程與方法●用已有知識對常見弧形結(jié)構(gòu)承受力的特點作解釋?！癜l(fā)展觀察、聯(lián)想和邏輯推理能力。情感、態(tài)度、價值觀●感受科學(xué)技術(shù)對我們生活的影響。教科書說明本課開篇引導(dǎo)學(xué)生回顧拱形結(jié)構(gòu)承重的特點，說說知道的拱形建筑。插圖從左至右是黃土高原上的窯洞、古代拱門、現(xiàn)代拱形屋頂。這是連接上一課和這一課的紐帶。接著引申到圓弧形物體，提出它們“有相似的特點嗎”的問題展開研究。第一部分：了解圓頂形和球形承受力的特點本部分先讓學(xué)生知道什么是圓頂形和球形，然后觀察對半剖開的乒乓球殼，通過“看”“捏”發(fā)現(xiàn)乒乓球殼本身不厚、較軟。接下來做實驗，三個剖開的乒乓球殼承載了一大摞書。最后用手捏、壓乒乓球，乒乓球“紋絲不動”。這些都會讓學(xué)生直接感受到圓頂形和球形承受力的特點。找圓頂形與拱形相似的地方，是要學(xué)生從“形”上找相似，插圖表現(xiàn)了一個拱形以拱頂和拱腳中點連線為軸旋轉(zhuǎn)，就成了圓頂形的情景，所以圓頂形可以看成是若干拱形的組合。試著解釋圓頂形承受壓力的特點，是要學(xué)生在“力”上作分析，教科書對圓頂形特點作了簡要說明。對球形認(rèn)識的思路與此相同。拱旋轉(zhuǎn)成球形的插圖強調(diào)了球形是以拱腳連線為軸旋轉(zhuǎn)形成的。最后讓學(xué)生再舉一些類似拱形的形狀以擴展拱形的概念。悉尼歌劇院、中國國家大劇院兩幅插圖為學(xué)生舉例提供了借鑒，它們的一個共同特點是內(nèi)部空間很大但是沒有柱子，這正是它們形狀和結(jié)構(gòu)的優(yōu)點所在。第二部分：觀察分析塑料瓶形狀設(shè)計的科學(xué)道理教科書前三句話提示了用比較觀察、分部分觀察、用手捏觀察等方法來觀察研究。塑料瓶的上部是圓頂形（有的是明顯的圓錐形，瓶口是圓柱形）。中部瓶身是圓柱形，表面有環(huán)狀的拱形，豎著的拱形或其他凸凹形狀。底部一般向內(nèi)凹進去，類似圓頂形。最厚的地方是瓶口，最薄的地方是瓶身。分析起來，這些都與瓶子承受力的需要有關(guān)。在實際教學(xué)時，可能對形狀結(jié)構(gòu)知識有多方面的涉及，還可能涉及美觀、實用、方便等內(nèi)容。第三部分：了解生物體中的拱形結(jié)構(gòu)教科書列舉了人的頭骨、肋骨及足拱構(gòu)造，還有龜殼、貝殼等。這部分可以使學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能的角度對生物體構(gòu)造有更深的認(rèn)識。這樣的例子很多，教學(xué)中可以再多舉一些。第5課做框架背景和目標(biāo)起重機架、輸電線鐵塔是一種框架式結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能用較少的材料建構(gòu)巨大的物體，支撐出很大的空間。用木材、鋼材建造的物體幾乎都是框架結(jié)構(gòu)的。研究框架結(jié)構(gòu)又給學(xué)生打開了一扇認(rèn)識形狀結(jié)構(gòu)的窗口。本課有兩個活動。第一，做簡單框架。三角形框架和四邊形框架是最簡單最基本的框架。讓學(xué)生自己捆扎這樣的框架，并發(fā)現(xiàn)三角形框架穩(wěn)定，四邊形框架不穩(wěn)定。進一步研究怎樣把四邊形框架加固，認(rèn)識斜桿的作用。為下一個活動作認(rèn)知和技能上的準(zhǔn)備。第二，做一個堅固的正方體框架。這部分內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生自己制作并加固一個正方體框架，在活動過程中進一步認(rèn)識框架結(jié)構(gòu)的特點，掌握加固框架的技能。它是第一個活動的必然發(fā)展。科學(xué)概念●三角形框架具有穩(wěn)定性，利用三角形框架可以加固框架結(jié)構(gòu)。過程與方法●用三角形框架來加固框架結(jié)構(gòu)。●設(shè)計、制作一個可以支承重物的框架結(jié)構(gòu)。情感、態(tài)度、價值觀●體驗動腦、動手合作做框架的必要，獲得成功的喜悅。教科書說明本課開始部分的插圖都是框架結(jié)構(gòu)的物體。通過觀察，可以直觀建立起“框架”的概念，用“骨架式”來說明框架結(jié)構(gòu)是很容易理解的。第一部分：做簡單框架教科書中的第一幅插圖是材料圖，建議教學(xué)中使用筷子和橡皮筋來捆扎框架。第二、三幅圖引導(dǎo)學(xué)生比較三角形框架和四邊形框架哪一個容易變形。第四幅圖是加固后的四邊形框架，結(jié)實不易變形。三角形框架穩(wěn)定，四邊形框架不穩(wěn)定，在四邊形框架中加一根斜桿可以加固四邊形框架。這些對學(xué)生來講都是比較容易的，怎樣激活學(xué)生的思維呢？教科書引導(dǎo)學(xué)生去分析在四邊形框架中增加的斜桿起什么作用。教科書中漫畫小人的推和拉的動作可以啟發(fā)學(xué)生的想象，想象出斜桿在不同情況下產(chǎn)生的作用。左圖中小人（相當(dāng)于斜桿）的推力阻止了四邊形框架變形，右圖中小人的拉力阻止了四邊形框架變形。第二部分：做一個堅固的正方體框架做正方形框架用的桿件只需一種長度，加的斜桿也是一種長度，比作長方體框架用材簡單，所以教科書選用了做正方體框架。這部分教學(xué)的目的在于通過動手做，讓學(xué)生靈活應(yīng)用知識，體驗框架的作用。為了較好地達到這個目的，教科書提出了一些啟發(fā)性問題，使學(xué)生認(rèn)識到如果承受向下的壓力，考慮到節(jié)約材料，上下面可以不加斜桿，只在周圍的四個面各加一根斜桿就可以了。當(dāng)然四周各交叉加兩根肯定是更牢固一些，這要看實際的需要。左下插圖中的框架是四周各加一根的。制作完成后，讓學(xué)生測試一下做的框架能承重多少，學(xué)生會具體感受到框架巨大的“力量”。教科書還要求試分析一根斜桿的作用，而不是只抽象地說說斜桿的作用。第6課建高塔背景和目標(biāo)本課將引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識框架鐵塔穩(wěn)定不倒的形狀結(jié)構(gòu)特點。物體都有穩(wěn)定性問題，研究這個問題，不但可以加深對框架鐵塔的認(rèn)識，也能夠認(rèn)識所有物體的穩(wěn)定性問題。本課以鐵塔為什么穩(wěn)定不倒為起點和歸宿，中間用塑料瓶做實驗和制作“高塔”來探究物體穩(wěn)定性問題。探究學(xué)習(xí)的過程為“推測——探索和制作——將探索結(jié)果與假設(shè)相比較”。本課有三個活動。第一，研究物體不容易倒的秘密。讓學(xué)生用塑料瓶和沙去自主研究教科書提出的三個問題，初步認(rèn)識上小下大、上輕下重的物體不容易倒。第二，建造不容易倒的“高塔”。學(xué)生建造不容易倒的“高塔”是對前一個活動研究結(jié)論的應(yīng)用和再檢驗，是一個繼續(xù)研究的過程。這里不是制作框架式高塔，主要考慮是不與上課重復(fù)和教學(xué)時間的限制。第三，鐵塔不容易倒的再思考。將探索的結(jié)果與最初的假設(shè)相比較進行反思，是培養(yǎng)探究能力的一個策略。這個活動希望學(xué)生經(jīng)歷這樣的過程，體會比較、反思的意義。同時，通過再思考使學(xué)生加深對框架鐵塔不容易倒的道理的認(rèn)識?？茖W(xué)概念●上小下大、上輕下重的物體穩(wěn)定性好。過程與方法●用簡單材料獨立地探究物體不容易倒的秘密?！駪?yīng)用知識和經(jīng)驗制作不容易倒的“高塔”?！癜烟骄康慕Y(jié)果與最初的假設(shè)相比較。情感、態(tài)度、價值觀●體驗合作與交流，尊重自己和他人的制作成果。教科書說明教科書中的三幅圖分別是法國的埃菲爾鐵塔、鉆井鐵架、高壓輸電鐵塔，它們都展現(xiàn)了高大的框架鐵塔的特點。它們要承受本身的重量和其他重壓，還要承受側(cè)面來的風(fēng)的力量。從形狀結(jié)構(gòu)上來看，哪些特點使它們不容易倒？要求學(xué)生猜想并把猜想寫下來，為研究和研究后的反思打下基礎(chǔ)。第一部分：研究物體不容易倒的秘密教科書插圖是空塑料瓶和一些沙子，教科書提出了三個要研究的問題：怎樣放最容易倒？怎樣放不容易倒？怎樣做最不容易倒？學(xué)生通過實驗，會自己研究出瓶口向下最容易倒，瓶口向上不容易倒，瓶口向上瓶子里再裝一些沙子最不容易倒。在此基礎(chǔ)上，教科書提出問題“要想使物體不容易倒，可以用些什么方法？”這里的“物體”是指一般物體，不專指塑料瓶。“方法”是經(jīng)過歸納的一般方法，不再只是針對塑料瓶的方法。通過對這個問題的思考、討論，希望學(xué)生能想到把物體下面做大些、重些，上面做小些、輕些，物體就不容易倒了。這是為下面建“高塔”打下基礎(chǔ)。第二部分：建造不容易倒的“高塔”本部分使用教科書插圖中的材料，利用剛研究的原理建“高塔”。希望學(xué)生能夠用到大瓶在下、小瓶在上，用吸管、膠帶給塑料瓶做一個大些的底座，在大瓶中裝一些水或沙的方法。要學(xué)生用扇風(fēng)的方法檢驗建造的“高塔”的抗風(fēng)能力，是啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識框架結(jié)構(gòu)的物體抗風(fēng)能力比實體的物體強。第三部分：鐵塔不容易倒的再思考教科書再次回到框架鐵塔的研究上來。通過前兩個動手活動的研究，學(xué)生回答教科書上的問題是不難的。重要的是讓學(xué)生“看看我們先前的猜想，哪些得到了驗證，哪些需要修正、補充”。希望學(xué)生經(jīng)歷這樣的過程，體會到把自己探究的結(jié)果與最初的假設(shè)相比較的意義。同時，通過再思考能使學(xué)生加深對框架鐵塔穩(wěn)定性特點的認(rèn)識。第7課橋的形狀和結(jié)構(gòu)背景和目標(biāo)橋的形狀結(jié)構(gòu)明顯外露，容易觀察研究。橋的形狀結(jié)構(gòu)變化反映了人類科學(xué)技術(shù)的進步和發(fā)展。本課帶領(lǐng)學(xué)生了解多種多樣的橋梁結(jié)構(gòu)，可以加深和拓寬前面的知識，可以深入地感受科學(xué)技術(shù)對社會進步的貢獻，還可以為下一課用紙造橋培養(yǎng)興趣和開闊視野。本課有兩個活動。第一，觀察比較各式各樣的拱橋。通過這個活動，可以開闊學(xué)生視野，得到美的享受，也了解一些不同拱橋的特點。第二，了解大跨度的鋼索橋。通過這個活動，除了開闊視野，享受美之外，對科學(xué)技術(shù)給我們帶來的方便也會印象深刻，同時可以認(rèn)識一種新的結(jié)構(gòu)“拉索結(jié)構(gòu)”。但是不一定要告訴學(xué)生這個名稱。最后，“觀察研究我們家鄉(xiāng)的橋”，為有條件的學(xué)校提供了一個學(xué)生自主研究的好課題?？茖W(xué)概念●橋梁有多種不同結(jié)構(gòu)，有的橋梁把多種結(jié)構(gòu)合為一體。●橋的形狀和結(jié)構(gòu)與它的功能是相適應(yīng)的。過程與方法●提高觀察、比較、描述和評價的能力。情感、態(tài)度、價值觀●體會科學(xué)技術(shù)對社會進步的作用。●感受和欣賞橋梁的形狀結(jié)構(gòu)之美。教科書說明教科書從觀察三種結(jié)構(gòu)的橋開始，左上圖是蘇州的寶帶橋，是一座連續(xù)的石拱橋。左下圖是常見的高架公路橋，是水泥直梁橋。右圖是南京長江大橋，是鋼框架梁橋。這是前幾課研究過的拱形、條形和框架三種結(jié)構(gòu)。然后用“隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橋梁的結(jié)構(gòu)越來越多樣了”一句引入認(rèn)識多樣的拱橋和鋼索橋。第一部分：各式各樣的拱橋本部分插圖是四種不同的拱橋。上圖是西藏拉薩鐵路大橋，是橋面在拱下方的拱橋，使用了鋼筋水泥又用了鋼框架結(jié)構(gòu)。下左圖是法國古代的石拱橋——加爾德橋，橋上流著從山上引下來的水，橋又跨過下面的河。下中圖是長江三峽崇山峻嶺中的一座鋼筋水泥拱橋。下右圖是揚州瘦西湖里造型優(yōu)美的“二十四橋”（石拱橋）。教科書要學(xué)生找出它們的相同之處和不同之處，找出各自的優(yōu)點所在。他們在觀察比較中會加深對拱形結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，同時還感受了拱橋特有的美。學(xué)生們有自己觀察的視角，可能從橋的大小、用途，拱的形狀以及建造用的材料來尋找不同。教科書從橋拱與橋面相對位置的角度來引導(dǎo)學(xué)生研究。模擬“做一個沒有外推力的拱”，可以使學(xué)生直接感受到橋面在拱下方的橋的優(yōu)點。第二部分：大跨度的鋼索橋這部分內(nèi)容要求在觀察的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生找一找、說一說鋼索橋的結(jié)構(gòu)和顯著特點。鋼索橋主要由鋼纜、橋塔、橋面組成。鋼纜是橋承重的主要構(gòu)件，橋塔是支承鋼纜的主要構(gòu)件。顯著特點從結(jié)構(gòu)上看是吊橋，即橋面被鋼纜吊起來；從功能上看是跨度很大。教科書對江陰大橋作了介紹并配了圖，能給學(xué)生留下深刻的印象。左起第二幅小圖是修建江陰大橋安鋼纜時的情景，可以清楚地看到鋼纜的粗大。模擬鋼索橋的活動可以讓學(xué)生實際感受到鋼索橋的特點。讓繩子下垂多些和拉直一些，能感受到用力大小不同，從而理解橋塔修得很高是為了降低鋼纜的拉力。教科書還引導(dǎo)學(xué)生注意到很多現(xiàn)代大橋不是一種單純的結(jié)構(gòu)，而是把多種結(jié)構(gòu)合為一體。這對開啟學(xué)生思維有潛移默化的影響。作為拓展內(nèi)容，教科書最后安排了觀察研究家鄉(xiāng)的橋的活動。有條件的學(xué)校盡可開展這項活動。第8課用紙造一座“橋”背景和目標(biāo)紙易于剪裁，又比較結(jié)實，它可以為“小小建筑師”們提供很大的想象和創(chuàng)造的空間。本課要求學(xué)生在規(guī)定時間里（比如20分鐘），用紙造一座有一定大小和載重能力的橋。學(xué)生們在經(jīng)歷設(shè)計、制作和交流評價的過程中，能夠發(fā)展諸方面的素養(yǎng)，也可以為本單元的學(xué)習(xí)評價提供一定的依據(jù)。本課有兩個活動。第一，用紙造橋要考慮哪些問題。本部分是對學(xué)生如何設(shè)計作指導(dǎo)。用紙造橋，需要綜合考慮許多因素，如材料的特性和數(shù)量，形狀和結(jié)構(gòu)，部件的組合和連接，等等。教科書用卡通討論的形式作了一些提示，希望通過這四個發(fā)言打開學(xué)生的思路，學(xué)生可能就會由此想到彼。最后整理思路，填寫設(shè)計方案表。第二，介紹評價我們的橋。這是制作好紙橋后的活動，是一個必要的過程,可以達到前面教學(xué)不能達到的目標(biāo)，如培養(yǎng)表達、傾聽、評價等方面的能力?？茖W(xué)概念●設(shè)計和建造橋需要綜合考慮許多因素，如造橋的要求，材料的特性和數(shù)量、形狀和結(jié)構(gòu)等。過程與方法●經(jīng)歷設(shè)計、制作、介紹交流的過程，體會設(shè)計的重要性。●應(yīng)用形狀結(jié)構(gòu)的知識及經(jīng)驗設(shè)計和制作。情感、態(tài)度、價值觀●發(fā)展樂于動手、善于合作、不怕困難的品質(zhì)?！癜l(fā)展尊重他人、認(rèn)真傾聽、敢于發(fā)表意見的品質(zhì)。教科書說明本課開篇直接提出用紙造橋的要求，要求限制了時間，規(guī)定了使用的材料、橋的跨度、寬度、載重等。接下來就是造橋了。第一部分：用紙造“橋”要考慮哪些問題教科書中四個學(xué)生的討論發(fā)言可以歸納成兩個方面。第一，要考慮紙的特性。紙承受力的特點是抗拉而不抗壓，即抗彎曲能力很差。紙是“薄板型”材料，要考慮怎樣增強它的抗彎曲能力。第二，我們的橋選擇什么樣的形狀和結(jié)構(gòu)。這兩方面是相互聯(lián)系和影響的，要結(jié)合在一起進行思考、選擇。另外，紙是限量的，我們的橋由哪幾部分組成，各用多少材料，怎么牢固地連接在一起……這些讓學(xué)生自己去考慮設(shè)計了。經(jīng)過討論后，就可動手制訂設(shè)計方案了。教科書中的設(shè)計方案表也是對設(shè)計的一種指導(dǎo)。設(shè)計好了就可以開始建造紙橋了，教科書沒有呈現(xiàn)這部分的內(nèi)容。第二部分：介紹評價我們的“橋”怎樣介紹我們的“橋”，教科書給了五方面內(nèi)容的參考，包括對橋本身的說明，對知識的應(yīng)用，制作過程的介紹和反思。對介紹評價活動的過程，教科書無須再作說明和指導(dǎo)。用紙造橋是一個創(chuàng)造性活動，特點是制作不難，設(shè)計難。教科書中沒有學(xué)生制作好的紙橋的圖，意圖是激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，不讓他們依樣畫瓢。評價建議1.評價學(xué)生是否認(rèn)識學(xué)過的幾種結(jié)構(gòu)，知道厚度、形狀怎樣影響材料抗彎曲能力，知道拱形承重特點，知道加固框架的方法，知道什么樣的物體穩(wěn)定不容易倒。2.評價學(xué)生在制作紙橫梁、拱形、框架結(jié)構(gòu)過程中的能力和表現(xiàn)。3.評價學(xué)生在研究塑料瓶時表達的獨立見解。4.組織學(xué)生評價設(shè)計制作的紙橋和設(shè)計制作的過程。5.評價學(xué)生積極參與研究活動，動手動腦動口，樂于探究、不怕困難、與同學(xué)合作的表現(xiàn)。6.利用學(xué)生記錄表，評價學(xué)生觀察、實驗、收集數(shù)據(jù)的表現(xiàn)。第三單元能量我們身邊發(fā)生的每一件事情，都和能量有著密切的關(guān)系。樹枝搖曳、溪水潺潺是能量在“工作”，我們用火做飯、開燈照明是在進行能量轉(zhuǎn)化。我們必須從食物中獲取能量才能維持生命和進行活動，植物必須從陽光中獲取能量才能進行光合作用，動物要靠吃植物或其他動物來取得能量維持生命，一切生物都依賴能量才能生存。兒童從生活中，從科學(xué)課學(xué)習(xí)中，對能量已經(jīng)有了一定的感性認(rèn)識，已經(jīng)在使用“能量”這個詞。他們知道太陽的光和熱是太陽能，知道食物能供給我們身體需要的能量，甚至知道電能、水能、風(fēng)能。但是在兒童的頭腦里還沒有一個關(guān)于能量更一般意義的概念。能量概念是抽象的，我們能觀察到的只是具體能量所產(chǎn)生的某種效應(yīng)。本單元不是從抽象的定義出發(fā)來演繹各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化，而是選擇了學(xué)生最熟悉的電和磁為切入口逐步展開對能量的認(rèn)識。先認(rèn)識電可以轉(zhuǎn)化成磁，制作電磁鐵，觀察玩具小電動機怎樣轉(zhuǎn)動起來，把電能變成機械能。然后以電能與其他能量的相互轉(zhuǎn)化為中心，認(rèn)識各種不同形式的能量及其相互轉(zhuǎn)化。最后認(rèn)識太陽能，了解我們現(xiàn)在使用的絕大部分能量都是來自太陽能的轉(zhuǎn)化與儲存。本單元可分為三部分。第一部分（第1～5課），認(rèn)識電流能夠產(chǎn)生磁性，制作電磁鐵并研究電磁鐵的磁極和磁力大小，研究玩具小電動機是怎樣轉(zhuǎn)動起來的，感受電能轉(zhuǎn)化成動能的奇妙。第二部分（第6～7課）,通過尋找電的用途，研究電的來源，認(rèn)識電能和其他能量形式及其相互間的轉(zhuǎn)化。第三部分（第8課）探究煤、石油、天然氣能源礦產(chǎn)與太陽能之間的關(guān)系，認(rèn)識我們使用的能量幾乎都源于太陽能的轉(zhuǎn)化與儲存。這是一個從具體到抽象、從個別到一般逐步上升發(fā)展的結(jié)構(gòu)。在這個過程中，學(xué)生會把過去學(xué)習(xí)過的聲、光、電、熱多種能量形式都聯(lián)系在一起，在大量、具體的現(xiàn)象基礎(chǔ)上逐步形成比較抽象的能量概念。本單元安排兩節(jié)課進行的探究電磁鐵磁力大小并制作“強力電磁鐵”的活動，為學(xué)生提供了一個過程充分展開、全班合作探究的活動。通過這個探究活動能夠培養(yǎng)學(xué)生更加自主、合作探究的能力。單元教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)概念●電流可以產(chǎn)生磁性。●電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開電流磁性消失的性質(zhì)。●改變電池正負(fù)極接法，改變線圈繞線的方向會改變電磁鐵的南北極?！耠姶盆F磁力大小與線圈圈數(shù)、電池數(shù)量等有關(guān)。●能量有多種形式，能相互轉(zhuǎn)化，儲存在一些物質(zhì)中。過程與方法●制作簡單電磁鐵，合作設(shè)計制作強力電磁鐵。●做通電導(dǎo)線能生磁的實驗，改變電磁鐵南北極的實驗，研究小電動機轉(zhuǎn)動原理的實驗。●經(jīng)歷一個完整的較深入的探究過程，研究電磁鐵磁力大小與哪些因素有關(guān)系?！裼梅植糠钟^察和整體觀察的方法研究小電動機的構(gòu)造?！裼靡延兄R和經(jīng)驗作出假設(shè)性解釋?！耋w會到探究中證據(jù)、邏輯推理及運用想象的重要性，將自己的分析結(jié)果與已有的科學(xué)結(jié)論作比較。情感、態(tài)度、價值觀●發(fā)展想象和解釋的能力，意識到要尊重數(shù)據(jù)，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度得出結(jié)論，體會到合作的必要性和重要性?！耋w驗科學(xué)史上發(fā)現(xiàn)電產(chǎn)生磁的過程，意識到留意觀察、善于思考的重要?！耋w驗科學(xué)技術(shù)對社會進步的貢獻。認(rèn)同珍惜能源、節(jié)約能源的觀點。第1課電和磁背景和目標(biāo)本課將“重演”科學(xué)史上著名的發(fā)現(xiàn)電磁現(xiàn)象的過程，讓學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”通電導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，從而認(rèn)識電可以產(chǎn)生磁。增強學(xué)生學(xué)習(xí)活動的探究性、趣味性。本課有兩個活動。第一，指導(dǎo)學(xué)生做科學(xué)家奧斯特做過的實驗——通電導(dǎo)線使指南針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)歷對新現(xiàn)象進行分析、解釋的思維過程。第二，做通電線圈使指南針偏轉(zhuǎn)的實驗。用線圈代替直導(dǎo)線做電生磁實驗，為理解電磁鐵原理打下基礎(chǔ)也為研究玩具小電動機埋下伏筆?？茖W(xué)概念●電流可以產(chǎn)生磁性。過程與方法●做通電直導(dǎo)線和通電線圈使指南針偏轉(zhuǎn)的實驗，能夠通過分析建立解釋。情感、態(tài)度、價值觀●體驗科學(xué)史上發(fā)現(xiàn)電產(chǎn)生磁的過程，意識到留意觀察、善于思考品質(zhì)的重要。教科書說明本課先用一段話告訴學(xué)生，科學(xué)家奧斯特在1820年做了一個很有意義的實驗。他發(fā)現(xiàn)了什么呢？書中沒有說出來，這是為引起學(xué)生興趣，自己來做實驗發(fā)現(xiàn)。第一部分：通電導(dǎo)線和指南針學(xué)生學(xué)過的磁鐵的知識、簡單電路的知識是本課和本單元學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，所以這部分開始讓學(xué)生組裝電路，回憶電流在電路中流過的路線、指南針指南北的性質(zhì)。通電導(dǎo)線使指南針磁針偏轉(zhuǎn)的實驗，教科書分為兩個步驟進行。先用小燈泡電路中的長導(dǎo)線做實驗，再用去掉了小燈泡的電路（短路狀態(tài)）中的長導(dǎo)線做實驗。第一步是正常的電路，實驗現(xiàn)象不會很顯著，但可以讓學(xué)生自主地多探索一會兒。第二步用的是短路大電流，現(xiàn)象非常明顯，但只能在老師帶領(lǐng)下做一兩次。這樣安排注重的不是只讓學(xué)生看到現(xiàn)象而是經(jīng)歷探究的過程。學(xué)生在第一步探究中有機會發(fā)現(xiàn)更多相關(guān)的現(xiàn)象，把前后兩種不同的實驗方法作比較，能初步意識到電流大小對磁力大小的影響。把非正常短路電路作為特例處理也是恰當(dāng)?shù)?。把?dǎo)線拉直放在指南針上方與磁針指向一致，接通電流，磁針偏轉(zhuǎn)，電流越大，偏轉(zhuǎn)的角度越大，最大是90度。斷開電流，磁針復(fù)位。教科書要求分析觀察到的現(xiàn)象。要引導(dǎo)學(xué)生從多角度來思考，最后歸納出只能是電流產(chǎn)生了磁性。第二部分：通電線圈和指南針教科書插圖呈現(xiàn)了做線圈的方法。在三根手指上繞線圈，線圈大小能套在一般大小的指南針盒上，大約要繞10圈，用一節(jié)電池效果已經(jīng)不錯。讓學(xué)生在實驗中試一試，會發(fā)現(xiàn)把線圈立著放，指南針盡量靠近線圈的中心，指南針偏轉(zhuǎn)的角度最大。學(xué)生可能沒有想過“用完了”的廢電池還會有一點電。教科書最后引導(dǎo)學(xué)生知道線圈套在指南針上能檢測出導(dǎo)線中的微弱電流。這已經(jīng)是對電生磁的應(yīng)用了，這種方法在第7課中還要應(yīng)用到。本課電生磁的實驗，先用小燈泡電路做，再用短路電路做，最后繞線圈做，三個實驗形成了一個活動結(jié)構(gòu)——增大電流、增加圈數(shù)可以增加磁力的結(jié)構(gòu)。第2課電磁鐵背景和目標(biāo)電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)使鐵芯磁化而產(chǎn)生磁力的裝置。電磁鐵是電生磁的最直接應(yīng)用，之后電磁鐵又廣泛應(yīng)用在各種用電器中。電磁鐵結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、呈現(xiàn)的現(xiàn)象有趣，可以開展適合學(xué)生水平的多種研究。本課有兩個活動。第一，制作鐵釘電磁鐵。學(xué)生自己在鐵釘上繞線圈做鐵釘電磁鐵，自然就很容易理解什么叫電磁鐵了。反復(fù)幾次接通電流、斷開電流，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)電磁鐵的基本性質(zhì)。通過測試自己做的電磁鐵能吸起多少根大頭針，學(xué)生會產(chǎn)生新的問題：是什么在影響我的電磁鐵的磁力？我的電磁鐵磁力能夠大一些嗎？這將留待下一節(jié)課研究。第二，研究鐵釘電磁鐵的南北極。鐵釘有沒有南北極？學(xué)生用原來學(xué)過的磁鐵的性質(zhì)能夠解決這個問題。但是在解決這個問題的過程中會發(fā)現(xiàn)新的問題，那就是各小組釘尖、釘頭的南北極不是都一樣。這就引出了研究電磁鐵南北極與哪些因素有關(guān)的問題。通過在教師指導(dǎo)下的探究，這個問題也會圓滿解決。科學(xué)概念●電磁鐵具有接通電流產(chǎn)生磁性、斷開電流磁性消失的基本性質(zhì)?！窀淖冸姵卣?fù)極接法或改變線圈繞線的方向會改變電磁鐵的南北極。過程與方法●制作鐵釘電磁鐵。●做研究電磁鐵的南北極的實驗。情感、態(tài)度、價值觀●養(yǎng)成認(rèn)真細(xì)致、合作進行探究的品質(zhì)。教科書說明教科書第一句話是讓學(xué)生回憶上一課的知識，加強通電線圈能夠產(chǎn)生磁性的認(rèn)識。根據(jù)磁鐵能夠磁化小鐵釘?shù)慕?jīng)驗，學(xué)生容易聯(lián)想到把線圈繞在大鐵釘上，鐵釘可能被磁化。這就引入了在鐵釘上繞線圈的操作。第一部分：制作鐵釘電磁鐵這部分分為兩個步驟，第一步做電磁鐵，第二步測試電磁鐵。教科書插圖詳細(xì)表現(xiàn)出了繞制的方法和步驟。中圖表現(xiàn)了壓住線頭線尾的方法。做電磁鐵的導(dǎo)線要用帶絕緣膠皮的導(dǎo)線，多股、較細(xì)，便于纏繞拆開多次使用。線長夠繞50～80圈為好。圈數(shù)太少磁力太?。蝗?shù)太多，磁力雖強但需要的導(dǎo)線很長。注意用砂紙把線頭磨光。測試鐵釘電磁鐵。教科書要求接通電流，斷開電流做幾次吸大頭針的實驗，是要學(xué)生感知電磁鐵最重要的性質(zhì)：接通電流產(chǎn)生磁性，斷開電流磁性消失。要求測試一下電磁鐵能吸起多少根大頭針，是要學(xué)生關(guān)注電磁鐵磁力的大小。教科書再次強調(diào)了電磁鐵不能長時間接在電池上，教學(xué)中要提醒學(xué)生注意。第二部分：鐵釘電磁鐵的南北極這部分也分為兩個步驟，第一步研究電磁鐵有沒有南北極，第二步研究電磁鐵的南北極與什么有關(guān)。第一步，研究鐵釘電磁鐵有沒有南北極，鐵釘哪端是北極，哪端是南極。讓學(xué)生用已有的知識自己想辦法研究。簡單的方法是用指南針檢驗：在通電情況下，鐵釘?shù)囊欢伺c小磁針的南極相吸，而與小磁針的北極相斥，或者現(xiàn)象相反，說明電磁鐵也有南北極。運用的道理是異極相吸，同極相斥。這樣做的同時，也就測試出了釘尖、釘頭各是什么極了。測試后學(xué)生會發(fā)現(xiàn)各組電磁鐵釘尖、釘頭的南北極不都是相同的，自然產(chǎn)生出為什么會不相同的問題。第二步，研究電磁鐵的南北極與哪些因素有關(guān)。教科書插圖提示了線圈有兩種不同的繞法，啟發(fā)學(xué)生想到是否與繞線的方向有關(guān)。學(xué)生通過實驗會發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)換電池正負(fù)極連接時，或線圈纏繞的方向改變時，鐵釘電磁鐵南北極會改變（兩種方法都是線圈中電流方向改變了）。第3課電磁鐵的磁力（一）背景和目標(biāo)學(xué)生都希望做一個磁力很大的電磁鐵。電磁鐵的磁力大小與其結(jié)構(gòu)有明顯的聯(lián)系，所以做實驗尋找影響磁力大小的因素，適合學(xué)生心理需要和認(rèn)知水平。本單元設(shè)計用兩課時間讓學(xué)生經(jīng)歷一個完整的過程，比較深入地探究哪些因素影響電磁鐵磁力的大小，并制作一個強磁力電磁鐵。本課有兩個活動。第一，作出我們的假設(shè)。在這一步驟中，要學(xué)生尋找所有影響電磁鐵磁力大小的可能因素。在全班列出一張假設(shè)因素表，推測什么因素可能是影響最大的因素。第二，設(shè)計實驗，檢驗假設(shè)。本節(jié)課安排全班共同檢驗一個假設(shè)：磁力大小與線圈圈數(shù)有關(guān)。過程分為制訂計劃、交流計劃、實施計劃，重點思考如何在對比實驗中控制條件的問題。扎扎實實地經(jīng)歷這個過程不但是檢驗這個假設(shè)的需要，也為下節(jié)課學(xué)生更獨立地檢驗其他假設(shè)打下基礎(chǔ)?？茖W(xué)概念●電磁鐵的磁力是可以改變的?！耠姶盆F的磁力大小與線圈圈數(shù)有關(guān)：圈數(shù)少磁力小，圈數(shù)多磁力大。過程與方法●有一定根據(jù)地進行假設(shè)，找出認(rèn)為可能影響電磁鐵磁力的因素?！裨诮處熤笇?dǎo)下，會識別變量設(shè)計對比實驗，會控制變量檢驗線圈圈數(shù)對磁力大小的影響?！衲軐Ρ拘〗M實驗方案作介紹說明，體會到交流與討論能引發(fā)新的想法。情感、態(tài)度、價值觀●能夠大膽想象，又有根據(jù)地假設(shè)?！衲軌蛞試?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度做檢驗假設(shè)的實驗。教科書說明教科書首