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1、第二单元 形状与结构第一课时 抵抗弯曲教学目标科学概念：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。过程与方法：1、识别和控制变量，记录数据，分析数据并得出合理结论。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的。情感、态度、价值观： 能够大胆假设又能在实验中小心求证。教学准备：为小组准备：长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、竹片或尺子。教师自己准备：有关的建筑图片。 教学过程：教学过程：一、 质疑导入新课在三年级时，我们研究过纸承受拉伸和弯曲
2、的性能。说说纸承受弯曲的性能如何？（学生自由表述自己的想法和意见）（1）图片导入了解：房子和桥梁都是依靠柱和梁支撑的。这要通过观察、比较最简单的房子和最简单的桥的结构特点来认识。用板凳来比喻柱和梁，用板凳来比喻房子和桥梁，学生就容易理解房子和桥梁结构的共同点了，因为它们在结构上都和板凳是类似的。（2）通过对比让学生认识到，柱子承受的压力是要把柱子压短、压碎，这当然是很不容易的。横梁承受的压力要把横梁压弯、压断，这就比较容易了。所以，研究横梁抗弯曲能力就很重要了。二、 纸的厚度与抗弯曲能力的大小。在同学们的学习生活中用得最多的就是纸，那么你们在学习中特意去留心纸的特性了吗？今天我们就一起来研究一
3、下纸抗弯曲的能力与什么有关。1.、教师提出问题：薄的纸连自身重量都不能承受就弯曲了。那厚的纸呢？同学们猜想一下如果加大纸的厚度，纸的抗变曲能力会怎样呢？（小黑板出示）2、通过同学的猜想会提出问题，在这个过程中教加强引导，把学生的注意力集中到：影响弯曲的因素上3、针对学生的疑问教师指导学生制定实验计划与实施中注意的问题。（1） 注意实验应控制哪些量不变。（2） 怎样表示纸的抗弯曲能力的大小？（3） 表格设计：表1纸的厚度抗弯曲能力的大小预测实测4、并根据所得数据制成曲线图进行数据统计和分析。（本课时对学生实验技能的得要培养）5、最后得出结论：增加厚度可以明显地加强其承受重量的能力。三、平放还是立
4、放。我们发现桥梁的横截面一般是什么样子的？观察桥梁是怎样安放的，通过今天的学习，请同学们说说这样安放的理由。并用实验来证明自己的理由。四、课堂小结。提问归纳本节课学习的要点，指名这生回答教师给予更正完善。 第二课时 形状与抗弯曲能力 教学目标：1、改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。2、经历测试纸的形状与抗弯曲能力关系的实验过程；3、经历观察瓦楞纸的结构并作出解释、提出问题的过程；情感态度价值观方面：1、培养学生根据现象提出问题、实验研究、根据实验结果作出解释的能力和习惯。2、体会科学和技术对社会发展的巨大影响力，从而形成热爱科学，积极探索创新的动力。教学重点：做纸的形状与抗弯曲能力关系
5、的实验，探究形状与抗弯曲能力的关系。教学难点：解释为什么改变形状也能提高材料的抗弯曲能力。教学准备：小组材料：（桌内放好）材料一：架纸的盒子2个（内含垫圈10个、细绳一根）、双面胶一个、大小相同的纸3张、记录单一张。（课中下发）材料二：瓦楞纸板2张、记录单一张、教师演示材料：复习用材料（纸1、2）、学生材料一套、课件。教学过程：课前谈话。一、复习引入。师演示：复习增加厚度与抗弯曲能力关系的实验。揭题：今天，我们继续来研究材料的抗弯曲能力。板书：抗弯曲能力二、结合生活、提出问题。1、让我们先来看一组图片。（课件出示各种形状的材料图）2、想一想：为什么要把钢材加工成这样？3、提出问题：这些形状与抗
6、弯曲能力有关吗？补充完整课题：形状与抗弯曲能力？三、实验研究：形状与抗弯曲能力。1、形状的改变到底能不能增强材料的抗弯曲能力呢？我们可以怎么来研究？（根据实际情况，可以组织小组讨论。）交流，确定实验方法。2、实验测试注意点交流。a、师：我们用纸来做这个实验。一张平展的纸横梁能承重几个这样的垫圈呢？预测一下（生预测，师演示）。b、(师出示不同折法的两张波浪形纸）问：老师用同样的纸折了两种波浪形，你们认为：哪一种适合和这张纸进行比较呢？为什么？c、除了这一点之外，在测试的时候，为了公平，我们还应该注意哪些方面？如：一张纸只能折一种形状。放垫圈要轻轻的放。垫圈放的位置要一样一个一个往上叠。两个盒子的
7、间距要一样两个盒子中间放一本书。d、课件出示重要注意点。3、 学生实验测试，师巡视并参与。4、 4、汇报交流，师结合板书。形状用横截面图表示 预测实测观察数据，与没有折的纸进行比较，发现了什么？说明了什么？得出：改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。5、为什么改变形状也能提高材料的抗弯曲能力呢？师讲解或阅读课本P30资料。6、回应可前的问题：为什么要把钢材加工成各种各样的形状？现在你知道其中的道理了吗？四、瓦楞纸板的研究。过渡：这样的应用在生活中还有很多！1、出示纸包装箱，述：纸包装箱用的这种材料叫瓦楞纸板，用它可以装很多的物品，而不变形破损。老师从纸包装箱上已经剪了一些下来，一起来了解一
8、下瓦楞纸板好吗？2、课件出示观察要求。3、领取材料，观察记录。3、汇报交流。思考：瓦楞纸板的结构为什么能使柔软的纸变坚硬了？五、拓展延伸、整理材料。课后继续调查生活中哪些地方是增强了材料抗弯曲的能力？整理材料，下课。六、板书设计： 形状与抗弯曲能第三课时 拱形力量教学目标： 1、认识拱形结构和拱形受力的特点，了解拱形结构在建筑上的应用；2、 能根据拱形结构的形变来分析拱形受力的状况。3、能够在实验的过程中进行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多压力的原因。教学重点：认识拱形能够增强抗弯曲的能力。教学难点：拱形如何加强抗弯曲的能力。教学用具：纸板、铁片、图片、自制课件教学过程：一、激趣导入：
9、 让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？二、探究过程：1、要研究拱形，我们先来认识一下拱形，介绍拱形：拱形的顶部，叫拱顶。拱形的这两端，叫拱脚，也叫拱足。2、拱形承受压力的测试：（1）实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？（2）学生分组进行实验(要求学生做好分工与记录)（3）要求：测试纸拱能承受多大压力。要求学生：细心观察在放垫圈的过程中拱的形状发生了怎样的变化？学生汇报交流实验结果：纸拱受压时拱足向两边推开。压力大拱足向两边移动的距离更大了。三、使拱形承受更大的压力 1、如何让纸拱承受更大的压力？ 2、学生谈自己的想法
10、。 预设1 把纸拱的下面放一个支撑物。 预设2 把拱足粘住。 预设3 抵住拱足。四、研讨：与横梁相比较，拱形结构承受压力性能怎样？为什么拱形能承受那么大的压力？五、分析：1、整体观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，得出结论。（用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力）2、观察每个小组的数据，还有什么新发现？（抵住拱足的木块数越多，能承受的垫片就越多。）3、为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力？4、学生尝试解释5、教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而产生让“拱足”向两边外推的力，这个外推的力是怎么来的？6、学生谈自己的想法。 预设4 压力可以向各个方向传递。 预设5 向下的压力可以向两边传递。六、
11、长寿的石拱桥1、课件介绍有关赵州桥的资料2、为什么赵州桥经历了一千多年，还如此牢固？七、拓展延伸拱形具有神奇的力量，它不仅仅应用在桥梁建设上，在我们的生活和生产中也随处可见，课后请大家收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。第四课时 找拱形教学目标：1.科学概念：圆顶形有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。2.过程与方法：用已有知识对常见弧形结构承受力的特点作解释。发展观察、联想和逻辑推理能力。3.情感、态度、价值观：感受科学技术对我们生活的影响。 教学重难点：1.认识圆顶形和球形。2.在生活用品、生物体中找拱形 教学准备 1.为小组准备：圆顶形塑料壳2个，勺子、鼠标、笔、塑料瓶（随机），活
12、动记录单（一），活动记录单（二）；2.为教师自己准备：圆顶形塑料壳3个，一个班级的作业本，可以站人的木板，一张纸拱，多个纸拱粘合成的圆顶形，演示用的凳子。 教学过程 （一）引入 1.我们在拱形的力量一课中知道拱在承受压力时会向下向外传递承受的力，各部分相互挤压，结合紧密，所以能承受很大的力，如果抵住拱足呢，拱又能承受更大的力了。 2.因此在生活中，许多建筑物都设计成拱形图片欣赏拱形建筑（PPT） （二）认识圆顶形 1生活中还有许多圆弧形的物体：锅盖、安全帽（ppt），我们把这些物体的形状叫做圆顶形（板书） 2.为什么这些物体要设计成圆顶形？我们来感受圆顶形承受力的特点。 （1）出示：一个圆顶形
13、塑料壳 （2）每个同学都看一看塑料的厚薄、捏一捏皮的软硬、再把它扣在桌面上压一压感受一下。你发现什么？ （3）分发材料，小组实验，交流（皮薄、软、压下去坚硬） （4）演示：三个这样的圆顶形塑料壳扣在桌面能承受多少本书？ 三个这样的圆顶形塑料壳扣在地面，请一个小朋友上来试试他们的力量。 （5）发现：圆顶形能承受很大的力。 3.圆顶形和拱形有什么相似之处？ （1）能在圆顶形中找到拱形吗？（教师手持圆顶形塑料壳） 能，用手比划一下拱形。这部分是，这部分也是拱形。 圆顶形可以看成多个拱形的组合。 （2）发挥空间联想，圆顶形还可以看成是由拱形水平旋转180得到的。（教师手持拱形纸条） 4.圆顶形是拱形的
14、组合，但是圆顶形与拱形又有不同。拱形受力会产生外推力，而圆顶形受力时，是否产生外推力？ （1）不产生。 （2）理由：如果圆顶形受压会产生外推力，刚刚一放书就形变、垮塌了。 圆顶形的拱足之间紧紧粘合，就像我们每个同学手拉手围成一个圈，再向外推也推不开了。 5.总结圆顶形的特点：圆顶形是拱形的组合，能承受很大的力，且不产生外推力。 （三）认识球形 1生活中还有这些圆弧形的物体：灯泡、乒乓球、路灯（ppt），我们把这些物体的形状叫做圆顶形（板书） 2.为什么这些物体要设计成球形？我们来感受球形承受力的特点。 （1）出示：另一个可以组合的圆顶形塑料壳。 （2）把2个塑料壳组合成球形，每个同学都用手压一
15、压塑料球，说说感受。 （3）分发材料、小组实验、交流感受（很难压瘪）。 （4）教师总结：球形任何一个地方受力，力都可以向四周均匀散开，所以球形比任何形状都坚固。（教师手持球形塑料壳）。 3.球形和拱形有什么相似之处？ （1）能在球形中能到拱形吗？（教师手持球形塑料壳） 能。这部分是这部分也是拱形。球形从各个方向上看都是拱形。 球形是由2个圆顶形组成的，圆顶形是拱形的组合，球形就是更多拱形的组合。 （2）发挥空间联想，球形还可以看成是由拱形垂直旋转360得到的。（教师手持拱形纸条） 4.总结球形的特征：球形从各个方向看都是拱形。球形比任何形状都坚固。 （四）认识生活物品中的拱形 1.很多生活物品中也
