教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊《拱形的力量》教學(xué)設(shè)計.doc

教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊拱形的力量教學(xué)設(shè)計【教材分析】拱形的力量是教科版科學(xué)教科書六年級上冊第二單元的第三課，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(xué)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(jìn)實驗，再嘗試在獲得成功的探究過程中找到拱形承受巨大壓力的原因，認(rèn)識拱形受力的特點?！緦W(xué)情分析】通過本單元前兩課的學(xué)習(xí)，學(xué)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(jìn)一步探究拱形，學(xué)生們的熱情會更加高漲?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)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(xué)生原有的邏輯思維能力與學(xué)習(xí)水平，我對本節(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評價，歸納小結(jié)。探究活動延伸。這樣處理符合認(rèn)識論過程和科學(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”，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，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(xué)生在實驗探究活動中，如何進(jìn)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(xué)生正確處理，并鼓勵學(xué)生大膽嘗試。培養(yǎng)學(xué)生實驗動手能力的方法，一是讓學(xué)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(dāng)指導(dǎo)。情感、態(tài)度、價值觀 讓學(xué)生了解拱形在生活中的應(yīng)用，同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂?！窘虒W(xué)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?！窘虒W(xué)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(xué)準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)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，鐵墊圈、螺帽若干，墊板（三層板裁小長21cm、寬10cm大?。?，自制搭拱積木（二至三組）。學(xué)生準(zhǔn)備：每生帶四五本書用于抵住拱足?！窘虒W(xué)過程】一、引入師：前幾節(jié)課我們學(xué)習(xí)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)來研究讓一張紙承受更大壓力的方法。（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(xué)生匯報。(提示不能增加材料。讓學(xué)生充分發(fā)言，可以檢查學(xué)生對前概念的理解。引導(dǎo)學(xué)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(xué)道理。我國古代勞動人民早已利用拱的科學(xué)原理進(jìn)行建筑設(shè)計。請看(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(xué)們愿意和老師一起來研究拱形中的學(xué)問嗎？（板書：拱形的力量）設(shè)計意圖：使學(xué)生認(rèn)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(xué)生感受到中國勞動人民的勤勞智慧，拱形的神奇作用，最后的提問激發(fā)起學(xué)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(xué)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（教師巡視指導(dǎo)）。學(xué)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。好下面請同學(xué)們輕輕地放一個墊圈在紙拱上，來測試拱的承受力，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(shè)計意圖：通過觀察描述活動，學(xué)生能清晰地認(rèn)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?？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(yù)測一下嗎？用實驗檢測下看行不行。分組實驗（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，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(shè)計意圖：讓學(xué)生在認(rèn)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(xué)生養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。對于紙拱還是會變形。這時就會激發(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。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？先將自己的方案寫下來，再匯報。我們的設(shè)計我的設(shè)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(jìn)設(shè)想推測能承受的墊圈數(shù)學(xué)生匯報。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自己的方案可能有修改，讓學(xué)生改進(jìn)設(shè)想，完善方案。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(biāo)準(zhǔn)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(jié)果填在表格里。)設(shè)計意圖：讓學(xué)生充分動腦、動手、動口、動耳有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，在表述自己的方案時進(jìn)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(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(xué)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。分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）。學(xué)生匯報。（學(xué)生在視頻展示臺上展示自己的實驗結(jié)果?？啥嗾垘讉€小組匯報讓學(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)計方案，再進(jìn)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(yīng)該換上新的紙條。4、在實驗中對數(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師：通過不斷改進(jìn)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(xué)都挑戰(zhàn)成功，祝賀你們！仔細(xì)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(xué)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(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(xué)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(rèn)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，學(xué)生思維在圍繞科學(xué)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(jìn)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(xué)生分組活動。兩組學(xué)生分別在講臺兩邊桌上搭積木拱。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，同時小結(jié)。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(shè)計意圖：本活動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，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)作才能更好完成實驗。木質(zhì)材料方便保存可在以后的教學(xué)中反復(fù)使用。四、拓展延伸師：同學(xué)們，今天我們都做了一回拱橋設(shè)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？（想）師：請看大屏幕（課件內(nèi)容：飲馬大橋、涪江三橋、九州體育館、市博物館、國家大劇院 ）！師：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。比如在我們的身體內(nèi)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)知識解釋它們。設(shè)計意圖：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。拱形的力量教學(xué)反思解決重點，突破難點，成就精彩課堂本次暑假遠(yuǎn)程研修，我設(shè)計了拱形的力量一課。為了使課堂效果達(dá)到最好，我向同年級同學(xué)科的老師給我提出修改意見。對本課的內(nèi)容也有了深刻的認(rèn)識。通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生不但要認(rèn)識到拱形承重的力量，還需要知道拱形為何能承受較大壓力的原因，這也是本課教學(xué)的難點，這個難點的突破，必須借助于實驗，通過實驗現(xiàn)象，通過實驗數(shù)據(jù)，使學(xué)生有一個清楚的認(rèn)識和了解。于是，教學(xué)中我采用了使學(xué)生通過觀察探索總結(jié)-再觀察-再探索再總結(jié)的科學(xué)學(xué)習(xí)方法，解決了重點，突破了難點。從而，與學(xué)生共同在興趣的指引下完成了本節(jié)教學(xué)。解決重點本課的教學(xué)重點是，使學(xué)生知道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。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(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)的計算方法，為下面的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，同時也使后面的教學(xué)降低了難度。此時，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(xué)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(xué)，學(xué)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(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，猜測得到了肯定。突破難點利用材料設(shè)計合理的實驗,親歷科學(xué)探究，推想拱形能提高承重能力的原因是本節(jié)的難點。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(xué)生關(guān)注紙拱的形狀變化過程，從而發(fā)現(xiàn)僅僅是抵住拱足還不行，還要加高拱足兩側(cè)物體的高度。因此，經(jīng)歷再次的探究過程拱足兩側(cè)的物體高度增加，紙拱的承載能力會更強。這是一個典型的對比實驗?？紤]到學(xué)生的掌握情況不好確定，因此安排了一個討論實驗方案的環(huán)節(jié)，學(xué)生匯報說不出的，我做了補充。這樣學(xué)生即得到了鍛煉，也完善了實驗計劃。同學(xué)們的有根據(jù)的猜測，再一次得到了肯定。到此并沒有結(jié)束。為