横梁的抗弯曲能力教学设计

《横梁的抗弯曲能力》教学设计
【教学内容分析】
《横梁的抗弯曲能力》是新修订的科教版《科学》六年级上册“形状与结构”单元第一课的内容。

通过这单元的学习，学生要了解身边几种常见的结构，知道结构具有不同特点能满足不同需要；发现改变物体的形状结构可以改变其承受能力的大小；体验到科学、技术对社会进步的巨大影响，提高探究兴趣，发展探究能力。

本节课是这个单元的起始课，通过引导学生研究“梁”的宽度与厚度与抗弯曲能力的关系来探究形状结构的科学道理。

从形状和结构的角度看建筑物，几乎所有的建筑物都有柱子和横梁或类似柱子和横梁的结构，桥梁和房屋是其中最常见的。

从承受压力的特征上看横梁，它的抗弯曲能力与其宽成正比，与高度（厚度）的平方成正比，增加材料的厚度可以非常明显的增大抗弯曲能力，把材料做成“T”“工”等异型形状也利用了抗弯曲能力与材料“厚度”的特殊关系，本节课的教学学为今后的研究奠定认识的基础。

本节课共有三个活动：
第一，研究梁的抗弯曲能力与梁的宽度有关，发现宽度增加，梁的抗弯曲能力增加。

在教师引导下学生进行探究。

第二，研究梁的抗弯曲能力与梁的厚度有关，发现厚度增加，梁的抗弯曲能力大大增加。

运用上面活动的方法，以小组为单位进行自主探究。

第三，研究横截面是长方形的横梁平着放好，还是立着放好。

让学生用前面研究的结果进行解释，并用作简单的实验的方法来证明。

活动由教师指导下的研究变为学生独立的操作和研究。

【学情分析】
在我们周围有很多的不同形状和结构的物体，它们为什么是这样或那样的形状结构，对于学生来说，既熟悉又陌生，探究内容与生活联系十分密切，教学材料简单易得，能够引起学生探究的兴趣。

对于六年级的学生来说，观察事物的广度和深度都有所发展；小学阶段儿童的思维能力处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，六年级学生的抽象思维虽然仍要借助直观形象的支撑，但已经有了长足的发展，分析、推理能力有了明显的提高。

他们经过三年科学课的学习，已经积累了一些基本的探究学习的方法，有了初步的过程与方法意识和能力。

【教学目标】
科学概念
●房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。

●增加梁的宽度可以增加抗弯曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗弯曲能力。

过程与方法：
●识别和控制变量，记录数据，分析所数据并得出合理结论。

●用简单实验说横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放的。

情感、态度、价值观
●能够大胆假设又能在实验中小心求证。

【教学重难点】
重点：在有关的因素中实验研究抗弯曲能力分别与梁的宽度、厚度的关系；
难点：对科学实验的变量识别与控制。

【教学准备】
为小组准备：宽度不同、颜色的相同的纸条（2cm、4cm、8cm）；长度、宽度相同、厚度不同的纸条（1张、2张、4张）；1角硬币；尺子；“柱子”。

教师自己准备：ppt课件。

【教学过程设计】
一、联系生活，建立概念
1、认识“横梁”和“柱子”
（1）出示房子和桥梁图片。

学生观察：它们形状和结构上有相似的地方吗？
（2）小结：在我们周围可以看到很多不同形状和结构的物体，房子和桥梁是其中最常见的，它们都是依靠直立的材料——柱子，横放的材料——横梁支撑的。

2、知道“横梁”比“柱子”更容易弯曲。

（1）组织讨论：当横梁和柱子承受压力时哪个更容易弯曲呢？
（2）出示断裂的桥梁和房梁图片，引导学生理解：横梁在受压时更容易弯曲，甚至断裂。

3、揭示课题：横梁的抗弯曲能力
[开门见山引出学生既熟悉又陌生的内容，通过观察和比较，学生建立了“横梁”和“柱子”的概念，通过讨论和生活中断裂的桥梁和房梁的图片，学生可以直观的认识到横梁在受压时更容易弯曲，甚至断裂，从而了解研究横梁的抗弯曲能力在建筑上的重要性，引出本课研究的问题。

二、大胆假设，细致求证
（一）学生推测
1、提问：你们认为横梁的抗弯曲能力与哪些因素有关呢？为什么这样推测呢？
2、教师根据学生回答选择板书。

（在学生无法说出宽度和厚度时，追问：材料质地相同的条件下，同一种材料的横梁，它的抗弯曲能力与哪些因素有关？）[基于科学课学习的经历，学生根据自己的经验能够对横梁的抗弯曲能力与哪些因素有关做出相应的推测，但并不一定有理由，同时这样的一个问题对学生来说太大，学生会从各个方面进行推测，教师通过“材料质地相同的条件下”来引导孩子关注横梁材料本身的因素，能使学生思考有方向，避免漫无目的的猜测而浪费时间。

]
（二）研究纸的宽度与抗弯曲能力
1、推测横梁的抗弯曲能力与宽度的关系
选择板书中的“宽度”，组织学生围绕横梁的宽度进行猜测：你们认为横梁抗的弯曲能力与横梁的宽度有怎样的关系？《预测》
2、识别和控制实验中的变量和不变量
（1）组织学生讨论：打算怎样来证明我们的猜测？需要些什么材料吗？
（2）学生交流：（根据学生的回答适时出示器材和课件提示）
A、横梁：我们不可能直接用横梁来进行研究，我们可以用厚纸做的纸横梁来进行研究，要研究横梁的宽度与抗弯曲能力的关系，你们需要怎样的纸横梁呢？为什么？
a、纸的材质要一样，（出示厚薄两张纸）
b、长度一样。

c、宽度不一样。

怎样改变纸的宽度比较容易看出抗弯曲能力？
小结：老师为大家准备了同样材质的1倍宽、2倍宽、4倍宽的纸质横梁（出
示中信封）
B、柱子：你们需要怎样的柱子呢？
a、柱子高度要一样。

（高低两个柱子，学生铅笔盒）
b、柱子的距离要一样（言语引导：这样摆、那样摆都行吗？）
小结：为了顺利地进行实验研究，老师特地为大家精心准备了这样一个实验器材，想一想它解决了我们说的什么问题）（高度一样、柱子间的距离一样）
C、放置物体：放的物体有什么要求吗？
a、物体要一样（我们用1角的硬币表示重物，用纸横梁承载硬币的个数表示抗弯曲能力）
b、放的位置一样（放置在横梁中间）
c、放的方式一样（轻轻的、一个一个放）
小结：放置的物体要一样，放的位置一样，轻轻地放
有了这些器材我们就能公平、公正的进行实验了吗？大家再想想，在研究过程中还有没有要提醒同学的了？我有个问题，怎样统计硬币的个数才公平合适。

（3）归纳小结：在这个实验中，只改变纸横梁的宽度，其他都要一样，这样的实验才公平、公正（课件出示）
[研究横梁的抗弯曲能力与宽度的关系的探究实验是对比实验，识别和控制变量是重点和难点，如果直接问学生：在这个实验中应该控制哪些条件不变？怎样控制这些条件？学生会“东一榔头西一棒”，思考和回答零乱没有逻辑。

因此通过对探究所需要器材的准备的讨论活动，围绕“柱子”“横梁”“重物”的讨论，根据学生的回答选择器材，不但引导学生识别和控制了变量，使活动的器材有结构性，而且在过程中进行了实验过程和方法的指导，为下一个探究实验做好了铺垫。

避免了学生没有条理的讨论，为自主探究节省了时间。

]
3、分组探究：不同宽度的纸的抗弯曲能力
（1）学生预测：预测一下纸横梁承载1角硬币的个数，请把它写在实验表格上（简单交流）。

（2）学生分组实验
4、收集、分析学生探究数据实验汇报
（1）收集输入每组实测数据，并求出各组数据的平均数。

（2）讨论：通过数据你有什么发现，能得出什么结论？
5、小结：关于横梁的抗弯曲能力与宽度的关系我们是通过先提出了问题、进行了预测、开展了实验（控制不变的量）、研究数据、得出结论的过程，用科学事实证明：横梁的抗弯曲能力与宽度有关系，纸的宽度增加，抗弯曲能力会增加。

（板书）
[先预测后实测，不但能提高学生对实验数据的关注程度，更重要的是促使他们思考宽度与抗弯曲能力的关系。

利用电脑将各组数据进行统计，求出平均值，能更好的通过探究过程得出的数据进行分析，找出规律，得出结论] （三）研究纸的厚度与抗弯曲能力
1、以小组为单位，运用上面的方法设计、开展探究活动
（1）提出要求：会用上面的方法研究了吗？我们该怎样来研究？
（2）小组探究：
以小组为单位：
讨论：在这个实验中应该控制哪些条件？怎样控制这些条件不变？应该改变什么条件？怎样来改变？还需要什么材料吗？填写实验单。

预测，把预测的结果写下来。

进行实验并做好作记录。

分析数据，写下你们的发现的纸的厚度与抗弯曲能力的关系。

2、汇报交流：
（1）选择一组交流一下是怎样研究的？
（2）收集输入每组实测数据，并求出各组数据的平均数。

（3）归纳小结：横梁的抗弯曲能力与厚度有关系，纸的厚度增加，抗弯曲能力会增加。

（板书）
[在上一个探究活动的基础上，这个探究活动教师通过研究报告来引导学生运用上面的方法，小组合作完成抗弯曲能力与纸的厚度的关系，此时教师的主要工作就是巡视帮助。

]
（四）分析宽度与厚度对抗弯曲能力地影响程度
1、分析两张表格，找出规律：比较、分析刚才两组实验结果，你有什么发现吗？讨论并在实验报告上写结论。

2、交流讨论结果：增加抗弯曲能力，增加厚度比增加宽度更有效。

（屏）
[通过学生自主探究得到的数据，将两张数据进行比较，能很容易进行水到渠成的小结。

]
三、巩固知识，拓展运用
1、（出示木横梁）提问：你想过吗？造房子用的木横梁平着放好，还是立着放好？你能用我们今天学过的知识说说你的理由吗？你能用木横梁来证明自己的理由吗？
2、小组中互相说说，选择进行交流。

【板书设计】
横梁的抗弯曲能力
形状抗弯曲能力
宽度增加增加
厚度增加大大增加
材料
长度
···。