第二单元《形状与结构》单元备课

第二单元形状与结构单元备课

一、教材分析

本单元教学展开的思路是，条形材料怎样抵抗弯曲——弧形结构——框架结构——结构科学在塔和桥上的应用——设计建造桥的模型，综合运用本单元的知识。

本单元活动涉及了探究过程的各个方面：提出问题、猜想与假设、制定计划、观察实验和制作、搜集信息、思考与推理、表达与交流，教学中要引领学生经历这些探究的过程，加深学生对科学探究的认识，提高他们的探究能力。要注重以设计为核心的技术教育，指导学生进行挑战性的设计、制作。

通过本单元的学习，要促进儿童在以下方面有所发展：

1．了解一些常见的结构，知道物体结构是多种多样的；

2．能说明结构上的力的作用，知道力有使物体产生形变的作用；

3．知道不同形状结构承受力的大小不同，改变形状结构可以改变承受力的大小；

4．能设计、制作桥的模型，能够对桥模型的结构进行介绍和评价，并找出可以改进的地方。加深对设计重要性的理解，提高动手设计制作的能力；

5．经历不同方面、不同层次的探究过程，提高探究的兴趣和能力；

6．通过对我国古代和现代桥梁的了解，增强爱国主义情感，体会到科学和技术对社会的巨大影响；

7．通过了解物体的形状结构，感受形状结构的美；

8．逐步养成注意观察物体结构，分析受力状况的习惯。

二、教学目标

1．本单元第一课、第二课的内容有：研究纸的厚度与抗弯曲能力大小的关系，研究横梁是平放还是立放，认识改变薄形材料的形状可以增强材料的抗弯曲能力。这些内容有什么内在的逻辑联系？

2．在原《自然》低段教材中有“搭纸桥”“捆支架”两课，通过实验认识“纸桥的承受力大小与它们的形状有关系”和“三角形支架不容易变形”。本单

元作为高年级《科学》课教材，也有这两方面的认识。比较一下，两者在要求上、编排上有哪些不同？

3．在“找拱形”一课中，安排了找塑料瓶的形状设计包含了哪些科学道理的活动，活动的科学内涵是什么？让儿童了解一些生物体上的拱形结构有什么科学意义？

4．本单元选取了塔和桥的结构来作研究材料，有哪些有利的地方？“塔的研究”“桥的研究”两课在单元教学中起什么作用，地位如何？

5．你认为“设计建造我们的桥”在单元教学中的地位怎样？让学生介绍评价桥的活动有什么意义？怎样教学好这个环节？

三、教学重难点

1、重点：通过系列实验，掌握增加抗弯曲能力的方法有：<1>增加宽度；<2>增加厚度；<3>改变形状(特殊：拱形、圆顶形、球形)。

2、难点：改变形状，实为减少宽度，增加厚度，理解因增加厚度比增加宽度效果大大的多，所以改变形状能大大地增加抗弯曲能力。

四、教学建议

纸的厚度与抗弯曲能力的实验，把材料做成“T”“工”“0”等异型形状，用框架结构代替实心横梁，都利用到了抗弯曲能力与材料“厚度”的关系。本单元第一课首先引导学生研究纸的厚度与其抗弯曲能力的关系，为后面展开的研究奠定认知的基础。做好“纸的厚度与抗弯曲能力大小”的实验，要注意以下几个方面的问题：

这是一个对比实验，实验提供的纸条要长宽相同，只有厚度不同，还要指导学生控制架空的长度相同，放垫圈的位置相同，弯曲的程度相同。为了保证纸条弯曲的程度相同，要控制纸条垫起相同的高度，每次实验以纸条弯曲接触到桌面为准。

☆做不同厚度的纸条可以用相同的纸粘贴而成，纸条厚度就用粘在一起的张数表示。选用的纸不能太薄，太薄的纸自重影响大，它连自身重量都不能承受或几乎不能承受就弯曲了，无法进行对比。选用0.5左右的卡纸比较合适。

形状与抗弯曲能力实验，第二课的这个实验，要求学生自己设计各种各样的形状来试验，而不是教师给他们几种形状去研究。教材测试记录表中画的几种形

状是列举性的，不是规定性的。研究的最终目的也不是要找到哪一种形状抗弯曲能力最强，而是发现改变薄形材料的“—”字形形状，都可以增大它的抗弯曲能力。

为学生提供实验的纸不能太薄，只太薄保持不住形状，也就无法研究下去了。用类似图画纸、牛皮纸那样厚的纸比较合适，容易折叠又比较容易保持住形状。实验要控制的不变条件是纸的长、宽和厚度；架空的距离；放垫圈的位置。唯一改变的是纸条的形状。

分析塑料瓶各部分的形状包含的科学道理，在我们的生活中拱形的应用非常广泛，启发学生去观察研究最常见的塑料饮料瓶的形状结构，自己悟出其中的道理是很有意义的。塑料瓶的底部一般都不是平的，而是向内凹进去，这样的底部更能承受由上向下的压力。有的还有更为复杂的形状，分析起来，几乎都与增大强度有关。这部分的研究开放性较强，因为瓶子形状的设计还要考虑美观、容易生产、使用方便等方面，所以学生的见解不一定相同。只要见解有道理即可，不必强求一致，我们更追求的是：让学生学会观察、学会分析、独立思考。

“塔的研究”的研究，物体都有个稳定性的问题，研究这个问题，不但可以加深对框架结构的认识，也对认识其他物体的形状结构有益。本课以铁塔为什么稳定不倒为起点和终点，中间过程采用塑料瓶，通过实验和制作来探究物体稳定性问题。“推测——实验、制作和探索——将探索结果与假设相比较”是本课探究过程的全过程。

联系当地实际进行教学，物体的形状、结构随处可见，如教室里就可以看见横梁、可以看见课桌椅的木条或扁管（横切面为长方形的铁管），学校里可以看见棚架、房子的结构，等等。教师要充分利用这些教学资源让学生观察。还可以在互联网上收集下载我们需要的资料和图片，也可以让学生收集，培养他们收集信息的能力。

第7课“桥的研究”可以结合当地的实际，比较具体深入地研究本地的桥，也可以联合语文老师，指导学生调查家乡的桥，写“家乡的桥”“桥的变化”“著名的桥”……引导学生把科学技术与社会联系起来，培养学生热爱家乡，关心社会，有社会责任感的思想感情。

让孩子设计建造好他们的桥，最后一课“设计建造我们的桥”兴趣性、综合

性很强。学生们为了完成创造性制作任务，在小组内合作学习，学习过程包容了自主开放的探究过程、设计过程、制作过程，学习过程从课内延伸到了课外。在经历设计、制作的过程中，学生们努力运用所学物体形状结构的知识及其它经验；能够体会到设计的重要性，巩固学过的制定设计方案的方法；能够学到动手的技能和技巧。在交流评价中能够体会到交流与讨论可以引发新的想法，能够发展尊重他人、认真倾听、敢于发表意见和虚心接受意见诸多品质。

所以，教师要重视上好最后一课，指导孩子们设计建造好他们的桥。

单元课时分配

抵抗弯曲 1课时

形状与抗弯曲能力 1课时

拱形的力量 1课时

找拱形 1课时

做框架 1课时

建高塔 1课时

桥的形状和结构 1课时

用纸造一座桥 1课时