《拱形的力量》教学设计

《拱形的力量》教学设计【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已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。拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构有的书又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——在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。

【学情分析】

通过本单元前两课的学习，学生对增加材料厚度和改变材料的形状可以增加物体抗弯曲能力的探究已产生了非常浓厚的兴趣，在这氛围下相信进一步探究拱形，学生们的热情会更加高涨。

【教学目标】

科学概念

●拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

过程与方法

●根据学生原有的逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①激趣导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课程结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。

●能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。

情感、态度、价值观

●让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

【教学重点】

弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。

【教学难点】

拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。

【教学准备】

教师准备：做拱形的卡纸，课件（教师用），硬币，鸡蛋

学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。

【教学过程】

一、故事导入，激发兴趣。

师：今天老师给大家带来一个小故事

（看屏幕）在森林里，住着很多小动物，小白兔和小松鼠是好朋友，有一天，小白兔生病了，小松鼠要去探望她，当小松鼠来河边刚想过桥时，发现桥被昨天的洪水冲垮了，她没有办法过河，怎么办呢？

师：同学们，你们能帮小松鼠想个办法出来吗？

生：可以游过去

师：很好的办法，可是小松鼠不会游泳，怎么办呢？

生：可以搭一座桥啊

师：小松鼠想用随身带着的纸来搭一座桥，把桥平铺在了两个岸上，你们说她能过去吗？

讨论，老师演示验证

师：大家看，老师现在想用这张卡纸在这两个岸之间搭一座桥，岸的距离以白纸上的两条线的距离为标准，把它平铺在上面，我用硬币来测试一下它的承受能力。（边摆边说）

生：1个

师：一个硬币放上去后，纸就塌了，这个平桥的承受能力是一个还是0个？（0个）这座平桥连一个硬币的重量都承受不了，小松鼠可以过去吗？（生：不可以）那你们能想到其他方法来增加这座纸桥的承受能力吗？

预设一：增加厚度，具体说说方法不增加材料

预设二：改变形状，可以折成什么形状呢？

师：同学们的办法可真多啊，刚才有同学说可以做成拱形，做成拱形真的可以增加这座桥的承受能力吗？今天，我们就来共同研究一下拱形的力量。（板书：拱形的力量）

二、探究新知

1、认识外推力和分析受力特点：

首先，我们来做一个拱桥，（卷一卷再松开）做一个对比试验。每组两张同样的卡纸，一张用来做平桥，一张来做拱桥，像老师这样卷一卷再松开，分别放在这两本书上，书当作河的两岸，两岸的距离以白纸上的两条线为标准，注意，拱纸不能插进这里头，拱桥贴近书本的地方叫做拱足，最上面部分叫做拱顶。

实验：轻轻地在他们的中间部位各放一个硬币，仔细观察它们的受力情况和形状变化，看看会有什么变化？

小组对比试验。

师：你们发现了什么？

生：平桥向下塌，拱桥也向下塌。

生：拱桥还会向两边伸展。

师：同样是在中间，用了同样的力。（板画：向下的力）怎么会出现这不同的现象呢？他们的受力情况有什么不同吗？

生：拱桥把力散开，而平桥集中在中间。

师小结，课件演示：拱形将力向下向外分散开来。

2、抵住外推力，测试拱桥承受能力

师：这样的一个拱桥到底能承受多大的力呢？（教师演示，学生数数：2-3个）

师：拱桥的确可以提高这张纸的载重能力，可是纸拱在承受了一点点重量时，形状就发生了改变，拱足就向两边展开了。聪明的你们有什么办法可以使拱桥承受更多的压力呢？

生：把它放在两个物体中间，使它不向两边伸展；把拱足固定住，抵住拱足。

师：那用什么来抵住拱足呢？

生：用课本。

师：好，接下来我们就挑战一下“让拱形承受更大的力”，在实验之前，老师这里有几点要求。

幻灯片展示：

1、硬币要放在拱纸的中间，一个一个放上去。

2、以拱顶变平为测试标准。

学生实验。

学生汇报

生：书本数量增多，拱桥的承受力也在增大。

师：那我们通过用书抵住拱足能不能提高它的承受能力啊？

生：能。

师：同学们都很厉害，都挑战成功了。从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义）

师：所以我们很多的桥上都会写着“限载多少吨”的牌子。

三、搭建拱形桥

利用拱形的特点，人们用小块的砖、石材也可以建造很大的拱。现在我们看图片，利用积木来搭一座拱桥，看他搭得好不好。全体观看积木拱桥。

小结：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大重量。

四、各式各样的拱桥

1、游戏：捏鸡蛋刚才同学们通过实验发现了拱形结构能承受更多的压力，现在请同学们看老师手中的鸡蛋，薄薄的蛋壳也能承受很大的压力。然后让学生通过用手握、捏鸡蛋来体验，加深对“拱形的薄壳鸡蛋能承受较大力”的认识。