六年级科学上册 2_4《找拱形》教案 (新版)教科版ok

找拱形

一、背景分析

1、教材

《找拱形》是教科版小学科学六年级上册第二单元《形状与结构》第四课。本单元体现的是“设计与技术”的理念，这也是韦钰院士修订小学科学课程标准时所大力倡导的理念。

本单元主要围绕形状与结构和承受力大小的关系来结构教材，一共有八课，前面的七课都是探究不同形状结构所包含的力学道理。其中，第一课《抵抗弯曲》、第二课《形状与抗弯曲能力》是探究条形材料抗弯曲能力与形状的关系；第三课《拱形的力量》、第四课《找拱形》则是探究拱形承受力的特点，并拓展到圆顶形、球形、各种弧形，还从人造物体扩展到生物体。

在研究了典型的拱形的特点后，本课进一步发展学生对拱形的认识：认识圆顶形和球形等具有拱形相似特点的弧形结构；认识生活物品中的拱形；认识生物体中的拱形。这不但使学生对拱形的概念加深，也使学生过程与方法的能力有所提高。本课有三个活动。

第一，了解圆顶形和球形的承重特点。狭义的拱形概念是指像第三课中的纸拱、瓜皮拱那样的拱。其他由不同曲面构成的形状分别叫圆顶形、球形、弧形、抛物线形等等。广义的拱形结构概念则包括所有的弧形，因为它们有共同的特征，又称作弧形结构。基于学生的水平，我们采用狭义的称呼。“找拱形”就是要在圆顶形、球形、不规则弧形结构中找出拱形的特征，采用的方法是引导学生把圆顶形、球形看成是拱形的组合。使学生对弧形结构有一个概貌性的了解。

第二，观察分析塑料饮料瓶形状结构的设计。让学生通过观察、分析悟出其中的道理，可以提高学生观察、分析能力，体会到科学技术与生活的密切联系。这项活动有综合性、开放性特点，可以涉及美观、方便或其他方面的一些问题。

第三，了解生物体中的拱形结构。与生命世界的学习联系，加深对生物体结构与功能关系的认识。

2、学生

学习本课之前，学生已有的知识背景：知道增加梁的宽度和厚度可以增加抗弯曲能力，知道改变材料的形状可以改变材料的抗弯曲能力，知道拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以拱形能够承受很大的压力。

二、教学目标

根据教材及学生背景分析，可以确定如下的教学目标：

1、知道圆顶形、球形等弧形结构与拱形有紧密联系，生物体构造中存在着拱形结构。

2、能识别生活中的拱形、圆顶形和球形等弧形结构的物体，并通过联想、推理与实验对弧形结构的物体作合理的解释。

3、关注生物体构造与其生活的联系和科学技术在生产生活中的应用，体验科学与技术结合的乐趣。

三、教学重点

依据本课学习内容及教学目标，可以确定本课的教学重点是：

圆顶形、球形等弧形结构承受压力的特点及其分析

四、教学难点

我校六年级的学生知识面较广，外出旅游见得也多，但是仅限于科学知识且流于表面，对于其中的道理其实并不明白，前面学习拱形承受力的特点时亦如此。虽然旅游中看到很多拱形，但是并没想过其中的道理。依据本校六年级的学情和教学内容，可以确定本课的难点如下：

在生活中，寻找更多的弧形结构的设计并分析这样设计的道理；寻找生物体的拱形形状，并分析对它们自身有什么重要意义。

五、教学准备

1、完整的和剖成对半的乒乓球若干个；

2、完整的和剪开的塑料瓶若干个；

3、鸡蛋2个；

4、课件。

六、教学过程

（一）复习引入

拱形结构在承载重力时有什么特点？

【设计意图：这是前一课所学内容，既是对学生进行知识考查，又是为本课学习所做的必要的准备。】（二）研究圆顶形、球形承受压力的特点

1、找生活中的拱形（学生举例，教师课件展示）

【设计意图：从举例中考察学生对于生活中拱形物体的认识，估计学生大多只停留在典型的拱形形状上，如果这样，则教师接下来出示的非典型的拱形形状可以较好地引发冲突，如果有学生举例有非典型的拱形，教师则可以通过追问的方式引发其他学生的思考。】

2、观察圆顶形、球形物品（课件图片）的形状有什么特点。

（1）它们与拱形相似吗？

（2）用纸拱演示

【设计意图：纸拱演示旋转变成圆顶形、球形的过程，可以帮助学生理解对于圆顶形、球形也是拱形的这一说法。】

3、这些物体为什么做成圆顶形，它们承受压力的能力如何？我们用什么方法可以了解？

【设计意图：此问在于让学生依据已有材料进行实验设计，因为教师的讲桌上和学生实验课桌上已经摆有完整的和剖成对半的乒乓球。】

4、观察、实验、分析

（1）观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏乒乓球的软硬。

（2）估计一下，把3个半个乒乓球、3个整个乒乓球扣在桌上向下压它，能承受多大的压力？

【设计意图：前面将纸拱旋转变成圆顶形和球形帮助学生在视觉上和头脑中形成影像，但圆顶形和球形事实上的承受力还是需要通过实验来验证的。此实验为体验式的定性实验，不需要做精准的定量研究。】（2）握鸡蛋的实验

【设计意图：此演示实验由一名到两名学生在教师的指导下完成，既有趣又进一步验证了球形物体的耐受力。】

5、我们还能列举出哪些类似拱形受力特点的形状？

【设计意图：此环节考察学生对于非典型拱形的辨识力，期望学生能举出身体结构中的例子，如头、肩等。如果出现这种情况，后面“塑料瓶形状的分析”与“寻找生物体中的拱形”的活动顺序则对调，否则按序进行。】

（三）塑料瓶形状的分析

1、谈话。

看来我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。（出示塑料瓶）这是生活中非常常见的塑料瓶，它的形状设计包含了哪些科学道理？

2、指导研究。

（1）观察：塑料瓶上部、中部、底部是什么形状，表面还有哪些形状？

（2）推理：（以底部为例）塑料饮料瓶底部大多做成圆顶形，为什么？

（3）验证：比较平底瓶与圆顶形底瓶的承受压力能力。

（4）你从中发现了什么？

3、小组自主研究其他部位的形状。

4、汇报交流。

【设计意图：塑料饮料瓶的研究，是设计与技术紧密联系的一个很好的载体。】

（四）寻找生物体中的拱形

1、我们研究了人工设计的物体。我们自己身体中存在着拱形结构吗？

2、观察乌龟、贝壳、蛋壳，这些形状对它们自身有什么意义？

3、还有哪些生物体中存在着拱形结构？

【设计意图：将人造的拱形拓展到生物体中的拱形结构，既可以进一步体会身体结构与功能的适应，又可以拓展学生的视野，知道仿生也是设计与技术领域里的一个重要方法。】

（五）小结，尝试设计：研究了拱形之后，你有什么感想？你能尝试设计什么的物体或者工具？

七、板书设计

4、找拱形

圆顶形弧形结构

球形

【总体设计意图：本课设计重在围绕拱形物体进行辨识和进行体验式实验、受力分析，以体现“设计与技术”的理念。从已有的教学来看，此设计能够在课堂较好地予以实施，当然，也并非一成不变，教师也需要根据课堂情况灵活调整。】