《抵抗弯曲》教学设计与反思

《抵抗弯曲》教学设计与反思

一．教学目标

1．知识与技能

（1）房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。

（2）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。

2．过程与方法

（1）识别和控制变量，记录数据，分析数据并得出结论。

（2）用简单实验说明横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放。

3．情感态度价值观

能够大胆假设又能在实验中小心验证。

二．教学重难点：

教学重点：纸的宽度、厚度与抗弯曲能力的关系的研究

教学难点：对科学实验的变量识别与控制

三．教学准备：

每组学生：一号材料（垫圈一盒，长度、厚度相同、宽度不同的纸条），二号材料（长度、宽度相同、厚度不同的纸条），实验记录表，直尺，磁带盒等。

四．教学过程:

（一）认识柱子和横梁

引导学生回忆自己家里的老式建筑的房屋，体验柱子和横梁的作用。

3．比较横梁和柱子谁最容易弯曲？

学生认识柱子承受的压力是把柱子压短、压碎，横梁承受的压力要把横梁压弯、压断，所以横梁比较容易弯曲。研究横梁的抗弯曲能力是建筑学上的一个重要课题，今天我们就来研究如何增强桥的抗弯曲能力。

4．揭题：抵抗弯曲

5．猜测：横梁的抗弯曲能力可能与哪些因素有关？（学生可能会得出桥的长短、桥的材料、桥的宽度以及厚度等）

（二）纸的宽度、厚度与抗弯曲能力的关系

1.纸的宽度与抗弯曲能力的关系

（1）今天要用厚纸来做横梁来搭一座桥，你觉得应该怎么搭？

学生通过自己的思考得出：垫圈放的位置，垫圈放的方法，桥墩的高度，桥梁的长度等。如学生不能完整得出，教师通过错误的演示，让学生发现错误，纠正错误，从而完善设计。

（2）教师演示搭的纸桥梁很容易弯曲，有什么方法可以提高它的抗弯曲能力呢？

（3）学生设计对比实验。

师：为了使实验更科学、更公平，我们应该控制哪些条件不改变（桥墩的高度，桥梁的长度，纸张的厚度，同种材料的纸张，单个垫圈的重量）？怎样控制？改变了哪个条件？（宽度）如何改变？（采用1倍、2倍、4倍的同种纸张，）（4）预测：2倍宽和4倍宽分别能放几个垫圈？为什么这么想？

（5）学生实验

（6）小组汇报数据，教师进行数据汇总。。

通过刚才实验和数据，你发现了什么？

2.纸的厚度与抗弯曲能力的研究。

（1）学生讨论设计纸的厚度与抗弯曲能力的研究实验

桥的厚度增加，抗弯曲能力又会发生什么变化呢？我们又该控制哪些条件不改变？（桥墩的高度，桥梁的长度，纸张的宽度，同种材料的纸张，单个垫圈的重量等）怎样控制？什么条件变了？（厚度）

（2）先来预测一下，2倍厚和4倍厚的纸横梁分别可以放多少个垫圈？并说说你这样猜测的理由？（根据1倍厚的经验进行预测；先做一个预测后一个）（3）小组领取材料并实验。

（4）学生汇报，教师进行数据汇总。

（5）观察数据，得出结论。（厚度增加，抗弯曲能力也增强。）

3.比较数据，得出结论。

把宽度和厚度的数据汇总表的数据进行比较，得出增加纸的厚度，能显著增加它的抗弯曲能力。

（三）解释横梁平放好还是立着放好

1．出示横梁

现在老师想考验一下大家，看看咱们班谁是最出色的建筑师，这里有一块横梁，你认为平着放好，还是立着放好？为什么？

2．体验活动

咱们现场用尺子来设计一个实验验证一下。

在横放和立放的尺子上挂重物，观察哪一种方法挂的重物多？

（四）课外延伸

增加了纸的宽度和厚度能增强它的抗弯曲能力，但增加了重量和增加了材料的用量。你能不能用这张纸既不增加它的宽度又不增加它的厚度就能增加它的抗弯曲能力，课后大家继续去探究。

教学反思：

通过几次试教，我得出以下几点体会：

1．控制变量是关键

我认为上好这堂课的关键在于让学生把握好控制变量。因此，在学生做不同宽度的纸上放垫圈的实验之前，实验之前思维先行，让学生对实验条件的控制都给出时间进行充分讨论研究，经过讨论，学生知道了应该控制哪些条件不改变。而在教学中有一组学生的数据相差很大，究其原因是变量的控制出现了问题，如由于桥梁之间距离没有统一，各组的数据相差较大。虽也能说明纸梁越宽，抗弯曲能力越强，但会出现宽度比厚度更能抵抗弯曲的错误现象。还有小组在操作中，不经意之间移动了桥墩，改变了桥墩之间的距离。要统一桥墩之间的距离，可以在桥墩放入一把尺或一本书，也可以在桌面上设置桥墩的距离，这样学生的数据相差不会很大。在研究纸的厚度与抗弯曲能力实验时，各小组的实验结果相差也悬殊。从相差悬殊的小组中寻找原因，有放垫圈的方式不科学的；有的把垫圈放到桥边，几乎就放在桥墩上；各组纸的弯曲高度没有统一。而这些都应该在实验指导时，通过学生和教师的相互的不断修正中可以得到。总而言之，控制变量是对比实验的关键，也是最能体现科学公正公平的精神。

2..材料的选择

材料可以调控课堂的节奏，可以成为课堂教学的催化剂。本次实验中控制的条件较多，材料的成功与否成为本次实验成功的关键。而本次实验中，材料的选用

成为了最头疼的事情。如纸太薄，不能承重，纸太厚，承重太大。选用挂历纸容易形成拱形，改变了形状又不行。垫圈太轻，数量需求太多，垫圈太重，不能感受到力的逐渐增加。纸的厚度的实验中2倍、4倍厚的纸采用胶水全部粘住，实际上大大地改变了纸的厚度，不是真正意义上的2、4倍厚的纸。而简单的一层一层地往上叠则空隙较大，也不能算是2、4倍厚的纸，而且纸的厚度的数据并不比宽度增加并不占优。虽然在本课的操作时，也能体现厚度的增加大大提高抗弯曲能力，但总觉得有点蒙混过关的感觉，与求真求实的科学精神相违背。如果能找到同种材料制成的厚度不同的纸张，那该多好呀。

3.猜测的重要性

猜测不仅需要猜测的结果，更重要的能够暴露学生的思维过程。在教学时学生预测的垫圈数只是一带而过，而没有追问：为什么这样想？这种猜测无异于“瞎猜”，是没有意义的。而在数据的汇报，忽略了猜测的数据，只出现了实测数据，把猜测当作了一种形式。在实验中大多学生是根据生活经验大概的猜测，在宽度实验中比较接近。但在厚度实验中则相差较大。因为学生不清楚厚度的增加，抗弯曲能力是呈几何级上升的。而有几组学生在实验操作中采取的猜测方法，竟然出乎我的意料。他们先做了1倍宽或1倍厚的抗弯曲能力后，根据实测再猜测2

倍的，做了2倍的再猜测4倍的，这样无疑提高了猜测的准确性。相比而言，这种猜测更为可取。有过这样预测的学生，面对实验的结论，学生的印象会更深刻，思考肯定会更加深入。

4.数据分析

每堂科学课上总会出现许多数据，很多教师并不会去利用它，数据似乎是个“过客”。我的抵抗弯曲也不例外。教学中，我让每组学生报出自己小组的数据，从中学生也能发现小组中纸的宽度、厚度与抗弯曲能力的关系。不难发现，我忽略最重要的一点，小组的数据并不能代表全班。可重复性是科学的本质之一，而数据的分析和整理最能体现这一本质特征。此时，我们不妨把每一小组的数据都汇总在一起，宽度和厚度这两个实验的数据同时出现同一版面上，把学生的数据充分暴露在全班同学面前，可能有些数据不能与自己的意图相符或不能证明实验的正确性。我们可以通过观察分析数据，暴露学生的思维，改进实验或重新实验。那样经过大家不断的思考与修正，这样的结论就更具有说服力。在数据汇总的版面上可以同时出现折线统计图，这样通过宽度和厚度的折线变化，让学生更直接地领会到厚度比宽度更能大大增加纸的抗弯曲能力。