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1、拱形的力量教学设计教材说明： 拱形的力量是义务教育小学科学教科版六年级上册“形状与结构”单元的第三课。本单元是从不同形状结构的物体和它能承受力大小的视角，引导学生探究常见的形状和结构。前两课主要探究条形材料的抗弯曲能力与形状的关系，学生已经知道改变纸的宽度、厚度或者改变纸的形状都可以改变纸的抗弯曲能力。本课选取生活中常见的拱形结构，希望学生在实践探究中不断发现问题，了解拱形受力的状况，找到拱形能承受较大压力的原因，提出增强拱形承重能力的方法。学生能初步感受到生活中的许多小事物蕴含着大道理，科学技术与我们的生活紧密相关。教学目标：科学概念 n 拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部
2、分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。 过程与方法 n 能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据实验观察发现拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况，再根据拱形的受力状况，提出增强拱形承重能力的方法，并付之于实践探究。情感、态度、价值观 n 能在合作探究中不断地思考，逐步深入地研究关于拱形的问题。n 能初步感受到生活中的许多小事物蕴含着大道理，科学技术与我们的生活紧密相关。教学重点：学生在实践探究中能根据拱形的形变来分析拱形受力的状况。教学难点：学生能根据拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况。教学具准备：学生材料：做拱形的卡纸（21cm10cm）5条，垫板1张，螺
3、帽若干，记录单，塑料拱套件一组，每个同学至少准备10本书。教师材料：PPT课件1个，做拱形的卡纸（21cm10cm）3条, 垫板1张，螺帽若干，记录单，塑料拱套件一组教学过程：一、导入1前几节课我们学习了在不增加材料的情况下，增强材料抗弯曲能力的几种办法，这节课我们继续来研究让一张纸承受更大压力的方法。2你们知道有哪些办法可以增加纸面的承受力？3引出：拱形师：(做一个拱)做成拱形后它没有塌下去，看来拱形也有科学道理。我国古代劳动人民早已利用拱的科学原理进行建筑设计。请看(播放PPT：赵州桥、拱门等有拱形结构的建筑)这么多的建筑为什么都采用了拱形呢？ 4. 把桥面做成拱形，它的承受力会加大吗？今
4、天我们就来研究研究“拱形的力量”（板书课题）。【设计意图】本环节使学生认识到“拱形”是“改变形状”的另一种思维方向。通过欣赏拱形建筑的图片，让学生感受到中国古代劳动人民的勤劳智慧，初步感知拱形的神奇作用，最后的提问激发起学生的探究的兴趣。二、测试纸拱的承重能力1实验一：做一个纸拱，试试它能承受多大的重量像老师这样（把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形）做一个纸拱，放在垫板（提示：按垫板上事先画好的两拱足间距离来做拱）上观察，说一说拱自身的重量在哪里？特别要注意：这个拱形不能借助其他物体的帮助。在上面加一个垫圈，观察拱有什么变化？学生表述。请大家再在上面加一个垫圈，观察一下是不是有新的变化，纸拱随着
5、压力的增大，你发现它的形状有什么变化？【设计意图】本环节设计主要是通过学生的观察活动，能清晰地捕捉到拱形的受力轨迹，从而建构起“拱形”概念的初步概念拱形可以通过材料向下和向外传递承受的压力。看到拱足分开自然想到要用什么东西去抵住它。2实验二：把拱足固定，测试纸拱能承载多大的重量既然我们知道了纸拱受力变形的原因，你有什么办法使纸拱不容易变形，能承受更大压力？承受几个垫圈你能预测一下吗？用实验检测下看行不行。分组实验（教师巡视指导）。【设计意图】本环节设计主要让学生在认真观察拱形变后的现象，对出现的问题作出解释，并开动脑筋去思考解决方案，有了方案再去用实验去验证。学生发现抵住拱足后纸拱还是会变形，
6、就会激发学生思考应从哪些方面来改进自己的方案。在讨论中学生相互启发，有助于后面的探究活动。3实验三：让拱形承受更大的压力根据拱形受压变形的现象，寻找克服变形的方法，使拱形承受更大的压力。学生分组实验（教师巡视指导）。 学生汇报。（学生在实物投影上展示自己的实验结果。可多请几个小组汇报让学生充分发言，说出自己的改进办法。）通过不断改进实验，大家做出来的实验结果跟原来的相比，拱的承受力都大了很多。通过比较，你们的方案有一个什么共同的特点？现在你能还解释一下为什么抵住拱足，就能提高拱的承受力？学生试着解释。PPT课件出示拱形受力特点。从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能
7、力就增强了！那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义） 【设计意图】本环节设计开放，通过让学生动脑、动手、动口、动耳有利于培养学生解决问题的能力。除了承载“抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力”概念外，还蕴涵着技术与极限的内容。 三、搭拱桥1实验四：利用拱形的特点，人们用小块的砖、石材也可以建造很大的拱。现在我们来进行次比赛，利用老师给大家提供的塑料块来搭一个座拱桥，看谁搭得好。2学生分组活动。3. 体验自己建造的拱形的力量。【设计意图】通过学具箱提供的塑料拱套件的体验，让学生切身体会到拱形的力量。四、科学视野长
8、寿的石拱桥认识赵州桥，试着用所学的知识分析长寿的原因。【设计意图】通过对赵州桥的深层次的认识，让学生感受到中国古代劳动人民的勤劳智慧。五、拓展延伸1、刚才大家用学过的知识解释了赵州桥为什么这么坚固，其实在生活中还有很多拱形形状的物体。请你们在课外去找找还有哪些拱形形状的物体？思考一下它们为什么要做成这种形状？2、另外，我们今天研究的是一个拱的力量。如果我们把两个拱条组合在一起，会怎么样？三个呢？把很多拱组合在一起，会形成什么形状，又能承受多大的压力呢？以后我们继续研究拱形的奥秘。【设计意图】本环节通过让学生寻找生活中的拱形，让学生认识到科学源于生活，还于生活。通过问题引起学生的再思索，让带着问
9、题进课堂，带着新的问题走出课堂。六、板书设计拱形的力量七、附实验记录纸（第5页）八、附课堂练习（第6页）拱形的力量学习记录（ ）月（ ）日 第（ ）小组 “寻找拱形的力量”实验数量序数拱足两边抵住的书本数垫圈数实验一无实验二实验三我们的发现：1. 抵住（ ）后，拱承受的垫圈个数比没有抵住拱足时要多。抵住拱足的重物越重，拱承受的垫圈数越（ ）。2. 抵住拱足的重物超过一定的限度时，拱承受的垫圈个数（有/没有）变化。（选一个）拱形的力量课堂练习一、填空。1. 像这样弯曲的纸的形状叫_。2. 拱形受压时，能把压力向_或向_传递给相邻的部分。3. 拱形受压会产生一个_的力，抵住这个力，拱就能承载很大的
10、重量。二、选择。1. 纸拱受到压力后拱脚要向外运动，要使纸拱的形状保持不变，可以（ ）。 A、抵住纸拱的外推力 B、增加纸拱的厚度 C、减少每个垫圈的质量2. 如右图所示瓜形桥上放置足够物体后，我们会看到瓜皮两端的半截塑料瓶会（ ）。 A、向里移动 B、向外移动 C、保持不动 D、不能确定3. 拱形能承受更大的压力，是因为（ ）。A、拱形受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分B、拱形和其他形状相比增加了厚度 C、建造拱形时选择了特殊的材料4. 拱形和薄形材料横着放比，实际上是（ ）。 A、增加了材料的宽度 B、使用了更省的材料 C、增加了材料的厚度5. 下列拱形中，最容易变形的是（ ）。9本书9本书6本书6本书3本书3本书A、 B、 C、三、判断。1. 如果能抵住拱的外推力，拱就能承受巨大的压力。-（ ）2. 古代把城门建成拱形，主要是为了美观。-（ ）3. 只要抵住拱的外推力，拱就可以承受无限的压力。-（ ）4. 随着压力的增大，拱开始慢慢变形了。-（ ）四、图形题。1. 请你画出拱形受到压力时的受力情况，并解释拱形受力的特点。 拱形受力特点：2 共6页，第 页
