小学科学教科版六年级上册3、拱形的力量教案设计
展开《拱形的力量》教学案例
教材简析：
教科版科学六年级上册第二单元是通过对不同的形状结构的物体与他能承受力大小的视角，引领学生探究常见的形状和结构的。《拱形的力量》是本单元的第三课。学生通过前面的两课的学习以初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状：拱形。教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形与横梁的不同，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点。
教学背景:
本单元的教学内容涉及到物理方面的受力问题，就本课来说，需要对拱形的受力情况进行深入浅出的科学分析讨论，并对其特殊受力情况进行针对性地改造。这个研究过程对于六年级学生也是多年科学素养的综合考验。教师在教学时，巧妙地利用了两个视频，引领学生经历了一个探究的过程：从猜测 ——探究——分析——修正——自我改造，以设计为核心，指导学生进行具有挑战性的设计。学生在自己的实践中出真知，学生的科学思维得到了飞跃的发展。
教学设计意图:
本课在第二单元中属于较为独立的一课，但难点比较突出，拱形的受力情况是属于建筑力学方面的范畴，如何在不违背科学原则的情况下，让六年级的学生理解拱形的受力情况，完成一个完整的探究过程呢？ 教师巧妙的利用了自己拍摄的两段小视频，通过直观的观察，数据的比较，深入浅出地将拱形的力学原理呈现在学生面前。学生在观看视频和实操作的同时也亲身经历了一次寻找拱形力量的研究过程。最后，教师采用设计比赛的形式，让学生根据之前的理解进行设计，在实践中出真知。
教学目标：
1、认识拱形结构和拱形结构承受压力比横梁要强的特点。
2、能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据拱形结构的形变，分析受力的状况
3、通过赵州桥了解我国古代技术的成就，增强自豪感。
教学重点，难点：
知道拱形的受力情况
教学准备：
课前准备：a 录制在课堂里播放的两段短片
b准备做拱桥的纸、垫圈、绳子、吸管、卡纸条
c 设计课件
教学过程：
教学目标 | 教师活动 | 学生活动 | 媒体的使用 |
一、谈话引入 | 1、同学们，上课之前让我们先来看一段短片。
2、你看到了什么？
3、拱形的力量到底有多大呢？今天我们来研究一下板书课题：拱形的力量 4、在刚才的短片中，拱形的纸桥承受了多少个垫圈？ 假如我们继续放垫圈，它会不会倒塌呢？猜一猜再可以放多少个垫圈？
5、刚才我们只是猜测，想动手尝试一下吗？ |
观看课件，思考
生：平面的桥塌了，拱形的桥没有塌 生：拱形的桥能承受更多的垫圈
生：7个 学生猜测（会） 生：10个 生：30个 生：25个
生：想 | 使用多媒体课件 |
二、探究拱形能承受压力吗 | 1、在我们的桌面上就有一条小河，老师为大家提供了一张A4纸，能搭建一座纸拱桥吗？ 让我们一起动手搭建一座纸拱桥，看纸拱桥能承受多大的压力。（投影出示实验方法） 实验材料： 铁垫圈、纸拱桥、自己的材料 实验方法： 将铁垫圈放在纸拱桥上，看能放多少个铁垫圈？ 实验记录： 在教师电脑上进行记录 2、 我们来看一下大家做出来的实验结果。（指示电脑屏幕数据） 仔细看一下，有什么发现？ 为什么会出现这样的差异，请一些小组来介绍一下你们搭建的纸拱桥为什么不容易倒塌？有哪些因素？
3、到底纸拱桥倒塌会和哪些因素有关呢？这样吧，我们还是来认真观察一下到底纸拱桥是怎样倒塌的。 播放短片2
4、在刚才的短片中，你看到拱桥是怎样倒塌的？ 你能将它倒塌时运动的方向用箭头表示出来吗？
5、拱形将受到的压力向两个拱脚分散，由于两边的支撑物支撑不住就会向两边运动。明白了这个道理，你觉得该怎样处理，才可以让我们的拱桥更稳固 师：中间加固是为什么？
师：你观察得很仔细，但在加固的同时，不能改变拱形的形状。 |
生：当然可以
各小组开始实验。
各小组将实验的数据报给老师。
生：大家都是搭纸拱桥，为什么承受的垫圈数有这样的差异。 生：我们小组的拱桥两边的支撑物搭得比较高，所以能承受较多垫圈。 生：可能和放在桥两边的支撑物有关，我们放了字典，又放了一些笔盒，比较重。 生：垫圈要放得平均点。
生：向两边倒（用手势表示出来）
生：加固拱脚，可以将两边的支撑物加重，加高，使拱脚不向两边倒。 生：可以在中间加固。 生：因为刚才我们看到了拱桥的中间还会往下塌，所以要加固中间。 |
使用电脑媒体
播放短片2 |
三、让拱桥承受更大的压力 | 1、 根据刚才对拱桥倒塌因素的一些讨论，现在同学们有信心再搭一座新的拱桥让纸拱桥承受更大的压力吗？ 2、现在我们一起来进行纸拱桥设计比赛： 设计师在建造桥梁前，总需要选好材料，画好设计图，今天，在座的各位同学也是小小拱桥设计师。老师为大家提供了一些材料让我们一起来设计纸拱桥。 要求： A不能改变小河的宽度和拱形的形状。 B老师提供了加长的A4纸、A4纸、条形卡纸。请选择你所需要的材料 C 画一幅简单的拱桥设计图。 另外老师也找了一些中外名设计师设计的拱桥图，看能否给你带来些启发（电脑出示一些拱桥图片）
4各位设计师，请注意，桥梁设计听证会开始了，请各个设计小组派出2名设计师，向大家介绍你们小组设计的纸拱桥。说说为什么你们会这样设计，根据什么。并要回答其它小组设计师的质疑。 |
生：有
各小组画拱桥设计图。
各小组汇报拱桥设计图。（投影设计图，并讲出设计意图） 小组1：我们的拱桥在旁边放了很多的重物，例如书本和笔盒，可以加大支撑物的重量。 小组2：我们的设计同样是加大重物，但与此同时，将重物竖起来，加高它。还在拱形桥下面用条形卡纸加多几个拱形，为的是增加一些下方的支撑力。 |
播放课件 |
四、拓展 | 今天，我们一起认识了拱形的力量，并设计了自己的纸拱桥，到底你们的设计是否成功，我们下节课继续用实践证明你的设计是NO1 |
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板书设计：
拱形的力量
支撑物的高度
拱形不易 支撑物的重量
倒塌的因素 拱形的高度
平均放垫圈
视频的剪影介绍
视频1：分别在平面桥和拱形桥上放垫圈，发现拱形桥能承受更大的力量。
视频2：在拱形桥上继续放垫圈，看到拱形桥的两个拱脚向两边歪斜，推开小车最后倒塌。
实验记录表
实验一：纸拱桥能承受多大的压力？
小组 | 能承受的垫圈数 |
1组 | 记 |
2组 | 录 |
3组 | 学 |
4组 | 生 |
5组 | 实 |
6组 | 验 |
7组 | 的 |
8组 | 数 |
9组 | 据 |
实验二：让纸拱桥承受更大的压力？
我们小组选择的材料：
我们的改造方法： （可以用文字或图画说明）
实验的结果
小组 | 改造前能承受的垫圈数 | 改造后能承受的垫圈数 |
1组 | 记 | 记 |
2组 | 录 | 录 |
3组 | 实 | 实 |
4组 | 验 | 验 |
5组 | 一 | 二 |
6组 | 的 | 的 |
7组 | 数 | 数 |
8组 | 据 | 据 |
9组 |
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通过电脑屏幕出现表格，进行实验一与实验二数据的对比
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