橋的形狀和結(jié)構(gòu)

《橋的形狀和結(jié)構(gòu)》教學(xué)案例武漢市橋口區(qū)南陽村小學(xué)石凡科學(xué)課是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，主張理性和實(shí)證意識。但是，科學(xué)作為一種社會文化還是具備其特有的人文性，蘊(yùn)含著深厚的人類生活精神。從科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中我們也可以看出科學(xué)教育的著眼點(diǎn)不僅僅是科學(xué)本身更為重要的是通過科學(xué)教育促進(jìn)人的發(fā)展，這既包括讓學(xué)生在探究的過程中學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)方法也包括形成科學(xué)的情感、態(tài)度和價(jià)值觀。什么是學(xué)科的整合呢?是指整合學(xué)科分割所造成的知識支離破碎的狀態(tài)，把不同學(xué)科的內(nèi)容通過信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的組合，把知識與思維、理論與實(shí)際、感性與理性辯證統(tǒng)一起來。學(xué)科整合既有教育技術(shù)的整合，又有學(xué)科知識的整合。開展信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的整合是我國面向二十一世紀(jì)基礎(chǔ)教育教學(xué)改革的新視點(diǎn)，它的研究與實(shí)踐改革了傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，為學(xué)生主體性、創(chuàng)造性的發(fā)揮創(chuàng)設(shè)了良好的基礎(chǔ)，使學(xué)校教育朝著自主的、有特色的課程教學(xué)方向發(fā)展。在區(qū)科學(xué)教研員馮健春老師的指導(dǎo)下，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)大力支持下，這節(jié)科學(xué)與信息技術(shù)整合的研討課非常成功，通過科學(xué)學(xué)科與信息技術(shù)整合；與初中相關(guān)知識接軌；滲透本土教育，增強(qiáng)學(xué)生對武漢的了解和熱愛；創(chuàng)建學(xué)生班級博客，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成長，為學(xué)生提供交流平臺四個(gè)方面突出了“課堂創(chuàng)新”的主題教材說明：本課選自教育科學(xué)出版社出版的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《科學(xué)》六年級上冊中第二單元“形狀與結(jié)構(gòu)”的第七課。教材分析：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(jìn)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(jìn)步的貢獻(xiàn)，還可以為下一課用紙?jiān)鞓蚺囵B(yǎng)興趣和開闊視野。本課有三個(gè)活動。第一，觀察比較各式各樣的拱橋。通過這個(gè)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鐵點(diǎn)。第二，了解大跨度的鋼索橋。通過這個(gè)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。最后，“觀察研究我們家鄉(xiāng)的橋”，可以讓學(xué)生利用多媒體網(wǎng)絡(luò)自主研究家鄉(xiāng)的橋梁。教學(xué)理念：以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨，讓學(xué)生在參與科學(xué)探究活動過程中得到實(shí)踐和感悟，使學(xué)生對橋梁形狀和結(jié)構(gòu)的概念得到提升利用科學(xué)與信息技術(shù)手段整合的方式以大容量的信息激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣關(guān)注學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的過程技能與方法的指導(dǎo)。重視小組合作、創(chuàng)新、實(shí)踐與交流，讓學(xué)生成為課堂活動的主體。并與初中力學(xué)相關(guān)知識接軌；滲透本土教育，結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)，約70%為外地人口，通過學(xué)習(xí)，增強(qiáng)對武漢的了解和熱愛；創(chuàng)建學(xué)生班級博客，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成長，為學(xué)生提供交流平臺！教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)概念1、 橋有多種不同結(jié)構(gòu)，有的橋把多種結(jié)構(gòu)合為一體。2、 橋的形狀和結(jié)構(gòu)與它的功能是相適應(yīng)的。3、 了解和認(rèn)識我國的一些橋，尤其是武漢的的橋。4、 與初中相關(guān)知識接軌。過程與方法提高觀察、比較、描述和評價(jià)的能力。情感、態(tài)度、價(jià)值觀1、 體會科學(xué)技術(shù)對社會進(jìn)步的作用。2、 感受和欣賞橋梁的形狀結(jié)構(gòu)之美。3、 結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)，增強(qiáng)熱愛武漢、熱愛家鄉(xiāng)的本土教育。教學(xué)準(zhǔn)備：教師展示準(zhǔn)備：長竹片、繩子、橋梁模型。教師課件準(zhǔn)備：各種橋梁的照片及相關(guān)介紹。教學(xué)過程：一、 創(chuàng)設(shè)問題情景，激起探究興趣師：同學(xué)們，我們生活在武漢市，你們知道武漢市享有什么樣的美譽(yù)嗎？生：江城，還有橋城。師：那么為什么會有這樣的美譽(yù)呢？教師介紹。（那是因?yàn)槲覀兾錆h市得長江漢水之便近年來陸續(xù)建成了9座大型橋梁2座在建，數(shù)量位居全國之最，所以武漢享有“橋城”的美譽(yù)。橋梁是一種自古有之，最普遍而又最特殊的建筑物，它使得車輛能夠快速而方便地穿越河流、峽谷、公路和鐵路，同時(shí)它也是藝術(shù)品，是人類文明和智慧的結(jié)晶。）師：今天，就讓我們共同來探討關(guān)于橋梁的有關(guān)知識，好嗎？生：好！師：說說看，你們知道的武漢的橋有哪些？生：學(xué)生積極發(fā)言，說出自己見過的武漢的橋。師：現(xiàn)在，老師為大家搜集了一些橋的圖片，請同學(xué)們一起來分享一下這些最普通而又最特殊的建筑物的圖片，看看下面這幾種武漢的橋是怎樣的形狀和結(jié)構(gòu)？生：分別是拱橋，輕軌高架橋，框架結(jié)構(gòu)的梁橋。師：大家說的非常好，可以看出大家對前面形狀和結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)非常的扎實(shí)。（點(diǎn)評：上好科學(xué)課，課前的準(zhǔn)備是大量而必要的，老師搜集了大量關(guān)于武漢橋梁的圖片，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)習(xí)橋梁認(rèn)識武漢的氛圍和沖動，為下面的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)）師：剛才我們看到的都是武漢的一些橋梁。那么，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，橋梁的結(jié)構(gòu)越來越多了，下面我們來具體的認(rèn)識幾類橋梁。二、 師生互動，合作學(xué)習(xí)，開展探究活動師：剛才我們說出了三副橋梁照片的形狀和結(jié)構(gòu)，第一種是什么橋？生：拱橋。師：那么我們現(xiàn)在就來共同研究一下拱橋吧。師：（課件展示“北洋橋”）北洋橋位于武漢市洪山區(qū)和平鄉(xiāng)，全長約50米，橋東端有明萬歷年間和民國初年碑記各一通，為市級文保單位。它是我們武漢歷史最悠久的一座拱橋。師：你還知道全國有哪些有名的拱橋呢？生：我還知道北京頤和園玉帶橋、十七孔橋，河北趙州橋，還有我們武漢的晴川橋。師：大家說的真不錯(cuò)，這些都是著名的拱橋，老師也收集了這些著名拱橋的照片，我們一起來看看。（課件分別展示著名的拱橋照片及介紹）師：請大家觀察比較這些拱橋的照片，它們有什么相同和不同，都有什么優(yōu)點(diǎn)？同座互相交流。（所有拱橋的照片同時(shí)出現(xiàn)在屏幕上，方便學(xué)生進(jìn)行觀察比較。）生：在小組內(nèi)看著圖片，邊比較邊討論（在電腦的屏幕上，指指點(diǎn)點(diǎn)，非常認(rèn)真地進(jìn)行著，有的組甚至爭論起來）生：（匯報(bào)）這些拱橋，它們都有一個(gè)拱形，人們都喜歡把它們稱作美麗的彩虹。它們的不同點(diǎn)在于有的拱在橋面上方，有的拱在橋面下方，有的是一個(gè)孔，有的有多個(gè)孔，但是它們都是歷史悠久，結(jié)實(shí)美觀的拱橋。師：這位同學(xué)說的非常好，大家一起表揚(yáng)她?。c(diǎn)評：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在研究過程中，老師體現(xiàn)了“以人為本”的原則，充分地尊重了學(xué)生的意愿，允許學(xué)生在思維、看法上存在差異，最后，經(jīng)過講解最終使他們達(dá)到統(tǒng)一）師：剛才我們認(rèn)識了這么多的拱橋，下面我們來做一個(gè)沒有外推力的拱。直接感受一下拱橋的特點(diǎn)，大家想做嗎？（明確要求：在實(shí)驗(yàn)過程中一定要注意安全，聽老師的指揮）生：想?。ū憩F(xiàn)出極大的興趣）實(shí)驗(yàn)一：做一個(gè)沒有外推力的拱。師：出示實(shí)驗(yàn)材料（竹片，線）請兩位同學(xué)上來演示操作。師：先讓兩位同學(xué)各平握著竹片的兩端，分別問問他們有什么感覺？生：手上的竹片很輕，沒什么感覺。師：那么我們怎么才能把竹片做成一個(gè)拱呢？生：讓兩位同學(xué)面對面握住竹片分別往前走一小步，竹片就可以彎曲成一個(gè)拱。師：說的很好，那這兩位同學(xué)用手握住的地方叫什么？生：拱足。師：再請兩位同學(xué)談?wù)劯惺?？生：手需要用力才能握住竹片，而且拱足產(chǎn)生了一種向外的推力。師：再找兩位同學(xué)上來感受一下拱的外推力。生：當(dāng)我拿著竹片的兩端往中間壓的時(shí)候，感覺到了有一種往外的推力，越靠中間這股力越大。生：老師，我也感覺到了，當(dāng)我一松開手的時(shí)候，竹片會馬上彈開，恢復(fù)原樣。師：我們要做一個(gè)沒有外推力的拱，應(yīng)該怎么做，同學(xué)們小組研究討論一下。生：給兩個(gè)拱足之間系一根繩子。師：這個(gè)方法行不行，你上來試試。生：當(dāng)我用線把壓彎的竹片的兩端綁緊后，這個(gè)弓形就不會再往回彈，兩端也不再有往外的推力了。生：當(dāng)我把竹片兩端綁好后用力壓這個(gè)“弓”的上方時(shí)，卻不能把它壓下去。師：（鼓掌）我為你們的表現(xiàn)而感到高興。同學(xué)們不但會動手做，而且更會動腦子去思考去總結(jié)。其實(shí)這也是學(xué)習(xí)科學(xué)課的一種好方法，希望同學(xué)們能保持下去。（點(diǎn)評：注重學(xué)生科學(xué)探究的過程，這一節(jié)課是通過學(xué)生“動手做科學(xué)”的方式來進(jìn)行的。操作和思考結(jié)合，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力，并且讓學(xué)生對力的認(rèn)識更加深刻，以便以后與初中力學(xué)知識接軌。）師：（課件演示小結(jié)）大家剛才說的都很正確，橋面在拱下方的拱橋，橋面可以拉住拱足，抵消拱產(chǎn)生的向外的推力。橋面被水平方向的力拉緊，還增加了橋面的抗彎能力；橋拱在橋面下方時(shí)，當(dāng)拱足不動時(shí)，橋拱也就形成了一種承托力，把橋面托了起來。生：（邊聽邊點(diǎn)頭）師：（出示課件，介紹拱橋的相關(guān)知識）下面我們一起來學(xué)習(xí)一下與拱橋有關(guān)的知識。哪位同學(xué)幫老師介紹呢？生：我來?。ü皹虼蠖际鞘瘶?，石拱橋的拱在橋面的下方，它不但形式優(yōu)美，而且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。迄今保存完好的大量古橋，可為歷代橋工巨匠精湛技術(shù)的歷史見證，顯示出我國勞動人民的智慧和力量。拱橋是我國最常用的一種橋梁型式，其式樣之多，數(shù)量之大，為各種橋型之冠，特別是公路橋梁，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國的公路橋中7%為拱橋。由于我國是一個(gè)多山的國家，石料資源豐富，因此拱橋以石料為主。建于公元1990年，跨徑120m的湖南烏巢河大橋，是當(dāng)今世界跨徑第一的石拱橋。）師：大家看，世界跨徑第一的石拱橋才120米，那我們需要跨徑更長的橋時(shí)，怎么辦呢？接下來，我們一起來認(rèn)識跨徑更長的橋梁一一大跨度的鋼索橋。師：（教師出示課件，武漢的各種鋼索橋的圖片和資料）請幾位同學(xué)來為大家介紹一下。生：（武漢長江二橋位于武漢長江大橋下游6.8公里處，與舉世聞名的黃鶴樓和雄偉的龜山電視塔遙相挺立。它氣勢雄偉、線條流暢、比例協(xié)調(diào)、主塔高聳挺拔.并以它高超的技術(shù)和優(yōu)美的造型成為武漢市的新景觀和標(biāo)志性建筑。長江二橋全橋長4678米，其中正橋1877米，設(shè)六車道，日通車能力為五萬輛機(jī)動車。通航凈孔為24米、比現(xiàn)在武漢長江大橋和南京長江大橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高出6米，是世界上第一座主塔墩立在深水區(qū)的雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。）生：（武漢白沙洲大橋是長江武漢段的第三座公路大橋，位于武漢長江大橋上游8.6公里處，全長3586.38米。）生：（武漢軍山長江公路大橋是京（北京）珠（珠海）、滬蓉兩條國道主干線跨越聞名于世的長江的共用特大橋，也是武漢市繞城公路的過江工程，全長4881米。）師：還有武漢天興洲長江大橋，武漢陽邏長江大橋，它們也是武漢剛建成的大型鋼索橋師：看了這么多的鋼索橋，大家有興趣進(jìn)一步了解鋼索橋嗎？生：（異口同聲地回答：有）師：（課件展示鋼索橋的資料）鋼索橋通常分為斜拉橋和懸索橋。男生：（斜拉橋由塔、梁、索、墩等主要部件組成。斜拉橋自上世紀(jì)50年代開始修建，目前世界上已建成的各類斜拉橋有200余座第一座現(xiàn)代斜拉橋始建于1955年的瑞典，跨徑為182米。目前世界上建成的最大跨徑的斜拉橋?yàn)榉▏闹Z曼底橋，主跨徑為856米1993年建成的上海黃浦大橋是我國目前最大的斜拉橋主跨徑為602米）女生：（懸索橋也叫吊橋，是跨越能力最大的一種橋型，大渡河上的瀘定橋就是懸索橋。懸索橋主要由纜索、塔和錨碇三者組成。在兩個(gè)高塔之間懸掛兩條纜索，靠纜索吊起橋面，纜索固定在高塔兩邊的錨碇上，由錨碇承載整座橋的重量。）師：老師這里做了兩座橋梁的模型，大家看看這是兩座什么橋？生：斜拉橋和懸索橋?qū)嶒?yàn)二：讓我們模擬一座“鋼索橋”，體驗(yàn)一下“鋼纜”的拉力。師：為了讓大家更好地了解拉索橋的特點(diǎn)，現(xiàn)在讓我們模擬一座“鋼索橋”，體驗(yàn)一下“鋼纜”的拉力。師：介紹實(shí)驗(yàn)步驟。生：兩個(gè)同學(xué)一起合作模擬做了一個(gè)鋼索橋。師：兩個(gè)人同時(shí)用力拉繩子把“橋”吊起來。你們朝什么方向用力？讓吊“橋”的繩子下垂多些和把繩子盡力拉平直，用力的大小有什么變化？生：我們需要朝橋的兩邊，也就是我們自己身后的方向用力，下垂時(shí)用的力小些，把繩子拉直用的力大些。師：（小結(jié)）拉索橋和拱橋不同之處在于拉索橋是靠鋼索往后的拉力把橋面給“吊”起來的，拉力越大承載力也就越大。師：除了上面我們學(xué)到的拱橋和拉索橋，我們?nèi)粘Ｉ钪羞€會見到一些其他的橋，你們知道有哪些嗎？生：還有人行天橋、立交橋、輕軌高架橋、過江公路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)用橋等。師：大家說的非常好，說明大家平時(shí)很注意觀察周圍的事物。三、 聯(lián)系生活實(shí)際，延伸拓展師：同學(xué)們現(xiàn)在可以利用你們面前的電腦，在網(wǎng)絡(luò)上搜索你感興趣的武漢的一些橋的相關(guān)資料，比如圖片、數(shù)據(jù)等等。用我們掌握的PowerPoint軟件制作出我們所喜愛的橋的幻燈片，展示給其他同學(xué)看，好不好。生：好?。ㄩ_始利用信息技術(shù)知識技能，制作學(xué)生幻燈片。）生：學(xué)生制作完成后進(jìn)行全班展示。（點(diǎn)評：利用科學(xué)與信息技術(shù)手段整合的方式以大容量的信息激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、關(guān)注學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的過程、技能與方法的指導(dǎo)。重視小組合作、創(chuàng)新、實(shí)踐與交流，讓學(xué)生成為課堂活動的主體。）師：老師這里也收集并制作了武漢其他橋梁的幻燈片，我們一起看看吧。（武漢長江大橋、武漢琴臺立交橋、武漢航空路立交橋、武漢西馬路人行天橋、武漢六渡橋人行天橋、武漢輕軌、武漢機(jī)場高速橋、武漢外環(huán)高速橋）師：今天學(xué)習(xí)了這么多的橋，認(rèn)識了這么多武漢的橋，我們再來看看武漢的橋給武漢帶來了什么樣的變化?。P(guān)于武漢的橋，無論是武漢人還是外地人，都會有很深刻的記憶和感受。很多人對武漢的認(rèn)識，最早其實(shí)就是從第一座長江大橋開始的。生活在武漢，除了眼前隨處可見的大橋、小橋，還有以橋命名的眾多商標(biāo)和商品，名字中帶橋的人名，廣告宣傳中的橋姿……對“橋”的驕傲和情結(jié)，已成為武漢城市文化的一大組成部分，也成為個(gè)性武漢的魅力之一。得長江、漢水之便，武漢近年來陸續(xù)建成了9座大型橋梁，2座在建，數(shù)量位居全國之最，武漢因此享有“橋城”之美譽(yù)。橋產(chǎn)業(yè)隨著大量橋梁的興建在武漢悄然壯大，武漢各涉橋企業(yè)今年的合同金額已突破300億元，相當(dāng)于2005年武漢市2238億元國內(nèi)生產(chǎn)總值的1/8，國內(nèi)城市無出其右。）師：看了這些，你有什么感受？生：武漢不愧為“橋城”的美譽(yù)！生：我身為武漢人感到很驕傲。生：雖然我不是武漢人，但是學(xué)了今天這節(jié)課，我也越來越熱愛武漢了。生：我長大以后一定要成