六年级上册科学教案(含作业设计)《找拱形》教科版

4.找拱形
【教材简析】
本课选自教科版小学科学六上第二单元第4课，通过前2课的学习，学生已经知道增加梁的宽度和厚度可以增加抗弯曲能力，改变材料的形状也可以改变材料的抗弯曲能力。

而通过第3课的学习，学生已经知道拱形承受压力的特点。

本课进一步发展学生对拱形的认识，研究圆顶形、球形等与拱形相似的弧形结构承受力的特点，认识生活用品中的拱形及生物体中的天然拱形。

本课主要包括以下三方面内容：
1.认识圆顶形和球形等是具有与拱形相似特点的弧形结构，在形状上可以看成是拱形的组合，并通过实验探究了解圆顶形和球形承受力的特点。

2.认识生活用品中的拱形。

主要让学生通过观察、分析塑料饮料瓶形状结构的设计，分析其中所包含的科学道理。

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。

3.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。

本课就紧紧围绕这三个方面，扩展学生对拱形的认识，发展学生的观察、联想和逻辑推理能力，培养学生的动手实践能力。

【学情分析】
通过本单元第3课的学习，学生已经基本掌握拱形承受力的特点，并具备一定的知识迁移能力，这为之后分析圆顶形、球形承受力的特点打下基础。

但学生很难入手去寻找圆顶形、球形与拱形的联系，对比较抽象的圆顶形和球形的受力特征也很难完整贴切地概括出来。

【教学目标】
科学概念目标
1.知道圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。

科学探究目标
1.能通过空间想象寻找圆顶形、球形和拱形在形状结构上的联系。

2.能通过实验探究观察分析圆顶形、球形的承重情况，概括出它们承受力的特点。

3.能利用表格数据，进行简单地逻辑推理。

科学态度目标
1.能多角度、多思维地思考分析问题。

2.体验科学与技术结合的乐趣。

科学、技术、社会与环境目标
1.了解生物体构造与其生活的联系。

2.体会到科学技术与生活的密切联系。

【教学重难点】
重点：通过探究发现圆顶形、球形以及各种弧形结构的受力特点。

难点：能用已有的知识对弧形结构承受力的特点作合理的解释。

【教学准备】
教师：多媒体课件，类似拱形、圆顶形和球形的物品或相关图片
小组：完整的和对半剖开的乒乓球；完整的和剪开的塑料饮料瓶；若干根相同的硬纸条。

每组一个圆环（主要在实验时能更好地起到抵住拱足的作用。

）【教学过程】
一、复习：引入新课（预设3分钟）
1.谈话：上节课，我们已经学习了《拱形的力量》，拱形结构承受重力时有什么特点？
2.你还见过哪些拱形的物体或建筑物？（预设：衢江大桥拱形吊索桥，拱形古城门、拱桥、大棚……）
3.拱形是一种弧形结构，在我们周围还有许多弧形结构的物体，它们是否与拱形有相似的特点呢？这节课就让我们一起来找找找生活中的拱形。

（出示课题）
二、探索：圆顶形与拱形的联系（预设15分钟）
[材料准备：每组3个对半剖开的乒乓球、6根相同的硬纸条、一个圆环、垫圈若干]
1.课件出示圆顶形物体图片（安全帽、锅盖、中国国家大剧院等）
提问：这些物体是什么形状？有什么特点？
小结：这种类似于半个球的形状称为圆顶形。

（板书：圆顶形）
2.出示半个乒乓球，提问：这是什么形状？（圆顶形）学生分组观察剖开的乒乓球：
①看一看、捏一捏它的薄厚、软硬？
②试一试，三个这样的乒乓球壳倒扣在桌面上能承载几本书的重量？
交流：观察实验中的发现
3.提问：圆顶形的乒乓球为什么能承载这么大的压力？它与拱形有哪些相似的地方？
4.分组实验：探究不同数量的拱条组合的承重能力
①材料：圆环、6根硬纸条、垫圈
②思考：圆环的作用？（抵住拱足、从圆环的形变推测产生外推力的大小）在实验过程中注意什么？（倒塌的标准、垫圈放置的位置）
③学生实验，完成记录表格如下：
④交流汇报：通过实验，我们发现了什么？
⑤小结：数量越多的拱条组合在一起能够承受的重量就越大，产生的外推力也越小。

⑥提问：在这些不同的组合中，力是怎样传递的？能不能画一画示意图?
(设计意图：通过画示意图，理解组合的拱条越多，受到的压力就可以向更多的方向分散开来，所以能够承受更大的压力)
⑦推测：如果用更多的拱条组合起来，那就是什么形状？它的承重能力怎样？
会不会产生外推力？（“手拉手游戏”或思考“圆顶形物体底部是否需要套一个圆环？”）现在你能说说圆顶形承受力的特点了吗？
⑧小结：圆顶形可以承载更大的压力，它可以看成拱形的组合，受到压力时可以把力向四面八发分散开来，而且不产生外推力。

三、球形与拱形的联系（预设6分钟）
1.出示一个完整的乒乓球，像它这样的形状我们把它叫做“球形”。

（板书：球形）
2.学生体验用手使劲捏、压一个完整的乒乓球
提问：为什么我们使劲地挤压乒乓球，而乒乓球却纹丝不动呢？球形跟拱形又有什么相似之处？它与圆顶形比承重能力哪个更强？
3.学生分组研讨
4.小结：球形在各个方向上都是拱形。

球形的任何一个地方受力，力都可以向
四周均匀分散开来。

所以，球形比任何形状都更坚固。

5.说说在生活中还有哪些球形的物体或建筑物？
过渡：球形、圆顶形都可看做是拱形的组合，那么在生活中还有这样类似拱形的结构吗？
四、生活物品中的拱形（预设10分钟）
1.学生汇报自己在生活中找到的拱形物品。

2.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？
3.学生分组观察，完成书本P35表格记录，说说其中包含的科学道理。

五、生物体中的拱形（预设6分钟）
1.提问：人们利用拱形、圆顶形、球形的特点创造了很多人造物体，我们自己身上有拱形结构吗？说说它们的作用。

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？（小麦秆、葱的管状叶、西瓜等等）
【板书设计】
4.找拱形
不产生外推力
……
【作业设计】
1.圆顶形可以看成（）的组合，它具有拱形（）的特点，又没有拱受压时向（）推的力。

2.下面（）物品没有利用到拱形原理。

A、圆顶屋顶
B、赵州桥
C、金字塔
3.人的脚能承载较大的重量，主要是因为（）。

A、脚骨的数量多
B、脚部的肌肉发达
C、脚骨组成拱形结构。