拱形的力量教學(xué)設(shè)計(jì)

1、精品教學(xué)教案學(xué)科科學(xué)班級(jí)六（ 2）1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1校級(jí)西城開(kāi)發(fā)區(qū)中心小學(xué)教育工會(huì)教學(xué)設(shè)計(jì)大賽3、拱形的力量、教學(xué)內(nèi)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(guò)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一一拱形。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曲能力的

2、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(wèn)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(lè)。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

3、料，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(guò)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(lái)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(wú)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(shuō)到拱形時(shí)。） 2、揭示課題：（

4、做一個(gè)拱）做成拱形后它沒(méi)有塌下去，看來(lái)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：趙洲橋、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?來(lái)研究拱形中的學(xué)問(wèn)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。（二八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(kāi)，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(lái)做拱）上觀察，說(shuō)一說(shuō)拱自身的重量在哪里？特別要 注意：這個(gè)拱

5、形不能借助其他物體的幫助。分組實(shí)驗(yàn)（教師巡視指導(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(lái)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(lái)伸展開(kāi)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(kāi)了。）（板畫：）（

6、設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)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，從而建構(gòu)第一層次的“拱形”概念一一拱形可以 通過(guò)材料向下和向外傳遞承受的壓力。 看到拱足分開(kāi)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(lái)大家剛才的想法是正確的。 討論：說(shuō)說(shuō)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

7、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)出現(xiàn)的問(wèn)題作出解釋，并開(kāi)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(lái)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(lái)，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(shuō)出添加什么？怎么

8、添加，具體放在什么位置？有什么道理?學(xué)生聽(tīng)取別人的意見(jiàn)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。師：好，我們來(lái)挑戰(zhàn)一下，看誰(shuí)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(guò)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(guò)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(wèn)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(tīng)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

9、的過(guò)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)生操作的要求也較高，操作不規(guī)范將直接影響實(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(shuō)出自己的改進(jìn)辦法。）尋找“拱形的力量”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(lè)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(guò)

10、不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，大家做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟原來(lái)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(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(shuō)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(wèn)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，

11、 承受的物體越來(lái) 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“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)與極限的內(nèi)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。）（二）、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(lái)進(jìn)行次比賽，利用老師給大家提供的積木來(lái)搭 個(gè)座拱橋，看誰(shuí)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

12、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(guò)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

13、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（課件內(nèi)容：鄖縣大橋、武當(dāng)山玉虛宮拱形門、十堰市體育中心、悉尼歌劇院、國(guó)家大劇院）!師：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 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。看能不能用學(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)。）（五八 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(kāi)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)六設(shè)計(jì)者1夏松林時(shí)間2

14、015/10/14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(wèn)題。大膽假設(shè)，自主探究。總體評(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(guò)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(wèn)題走進(jìn)探究，在做中學(xué)，又帶著問(wèn)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

15、。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(wèn)題。 能根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的 形變來(lái)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)中出現(xiàn)與探究課題不同 或與生活常識(shí)有矛盾的問(wèn)題， 應(yīng)如何對(duì)待，也需在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)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(guò)程中給予恰當(dāng)指導(dǎo)。首先，通過(guò)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

16、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(wèn)：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(lái)的拱形了，所以需要驗(yàn)證一一抵住拱足， 紙拱的承載能力會(huì) 增加的猜測(cè)。本環(huán)節(jié)采用開(kāi)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(guò)程中,同樣需要學(xué)生關(guān)注紙拱的形狀變化過(guò)程，從而發(fā)現(xiàn)僅僅是抵住拱 足還不行