2019-2020年教科版科学六上《拱形的力量》参考教案.doc

2019-2020年教科版科学六上拱形的力量参考教案教学目标科学概念：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：能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法。情感、态度、价值观：让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。教学重点弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。教学难点拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。教学准备教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，180g绘画纸一整张裁成长21cm、宽10cm的小块，铁垫圈、螺帽若干，垫板（三层板裁小长21cm、宽10cm大小）。学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。教学过程一、引入比一比：拱桥和平桥谁能承受更大的压力第一步：两张相同材料相同大小的纸，一张用来做平桥，一张用来做拱桥，请你们轻轻地在它们的中间部位放一个垫片，仔细观察看看会有什么发现？（学生操作）第二步：提醒学生：再往上面叠加垫片，观察有没有新的变化。板书：拱形在受力时，力量的示意图二、探讨1.提出问题：在不改变材料又不变形的前提下，你有什么办法让拱桥承受更大的压力呢？2.挑战自我：l 挑战时间：12分钟；l 先设计好方案再动手操作，设计一个做一个，并填写好记录单； l 注意：别在形变过程中加垫圈；可以利用身边的材料进行实验。控制实验：当拱形弯曲到什么程度，就算做不能再加垫圈了。实验记录表：推测能承受的垫圈数实际能承受的垫圈数第一次第二次第三次 3.小小答辩会 实验汇报以答辩会的形势进行，汇报小组分组别座上答辩席，评委则是老师和其他学生组成，评委可以根据汇报情况任意提出自己的问题，在学生充分认识和讨论后老师用电脑出示抵住拱足后的受力分析图，让学生更加清晰明了的建构 “拱形可以通过材料向下和向外传递承受的压力，抵住拱的外推力，就能承受更大的压力”这样一个科学概念。 教师演示课件说明:拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。）师：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）师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。三、延伸课堂1.提出问题：你知道了赵洲桥的长寿秘密了吗？学生充分回答后，观看书上赵州桥的图片，播放一段赵州桥的视频。2.拓展延伸：寻找生活中的拱形3.激发兴趣：让学生按照书上的事宜，自己回家搭建一个瓜皮拱。四、课堂延伸 今天我们认识了赵州桥是利用了拱形的原理建造而成的，（播放州州桥的视频） 我们身边也有雪多的建筑里用了拱形，同学们可以下课去寻找一下身边的拱形。下节课，我们看看谁找的有多有准；设计意图：让学生源于生活，还原生活。让学生吸收信息，提高创新意识。附送：2019-2020年教科版科学六上拱形的力量教学实录教材说明：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：1、认识拱形结构，知道拱形结构的承重能力比横梁要强。2、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。3、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。4、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。教学过程：第一阶段：谈话引入，凸显主题师：生活中有许多经典的建筑，让我们一起来欣赏一下。（欣赏图片）生：桥。生：城门。生：凯旋门。生：山海关。师：欣赏了各种各样桥和城门的图片，你觉得它们有什么相似的地方？生：都是建筑。生：都有圆形的结构。生：都是拱形。师：建筑师为什么要把它们设计成拱形的结构？美观？还是出于别的考虑？生：美观。生：牢固。生：承受的重量可以更大一些。师：今天，我们就一起从拱形的力量中来寻找答案。（出示课题：拱形的力量）二、主题研究1：平纸与拱纸承重能力的比较 师：要了解拱形的力量有多大，我们不妨来做个比较。我这儿有两张纸，一张是拱形的，一张是平的。（师出示拱纸、平纸）师：这两张纸的材料和大小都一样，跨度都是12厘米，现在如果在纸的中间轻轻地放上垫片（出示垫片），大家估计一下哪张纸的承重能力强一些？生：平纸。生：拱形的纸。生：我也觉得是拱形的纸。师：真的是这样的吗？让我们来检验一下。注意垫片以碰到纸面为标准，可以用手在纸面下方托一下。师出示实验要求：（1） 垫片必须轻放在中间（竖叠）（2） 拱足距离相同 ，跨度都为12CM（3）观察当纸面倒塌时，平纸与拱纸的区别（学生小组实验操作）师：同样材料和大小的纸，哪种形式的承重能力更强一些？生：拱形的纸。师：为什么拱形纸的承重能力比较强呢？你能作出自己的判断吗？生：因为它是拱形的。生：因为它把垫片的重量顶住了。师：刚才大家只关注了纸能承受几颗垫片，而忽略了纸在承重过程中形状上发生的变化。我们来看一下，当在这两张纸上分别各放一个垫片时，形状各有什么变化？（师边说边做）生：平纸向下凹。拱形的纸两边往外面推开去。生：平纸中间向下面塌下去。拱形的纸两边向外面推出去。师：那我们如果再在上面加一个垫片的话，平纸往下凹得更厉害了，支撑不住，塌了。拱形的纸，拱脚也向两边推得更开了。 师板书： ，并注明拱脚。师：静止的拱脚会向两边推开，说明肯定对它施加了一个力，我们把这个力称为外推力。（师板书：外推力）那么这个外推力来自于哪里呢？生：纸的上面。师出示悬空的垫片。生：来自于垫片。生：外推力来源于垫片。师：压在拱纸上的垫片对拱纸产生了一个怎样的压力。生：向下的力。师：垫片的压力是向下的，而“拱纸”的拱脚是向两边推开去的，这是为什么呢？生：因为上面的垫片太重了，把压力向两边传了一点。生：因为通过拱纸把压力向两边传递了。师：对。正因为向下的压力传向了两边，所以“拱脚”才会向两边推开。）（动画演示：拱形受力状况）三、主题研究2：使拱形承受更大的重量 师：刚才的拱纸能承受几个垫片？生：2个。师：如果想多放几个垫片，使拱纸承受更大的重量，有什么办法？请动手试一下。（生动手尝试）师：能告诉我，有什么好办法了吗？生：我们放了4个垫片。师：你是怎样做到的？生：拱脚的两边用东西挡住。师：为什么？生：因为这样拱足就不会向外推开去了。师：这样用来抵住拱脚的东西，我们把它叫做拱足。师板书 师：今天给大家提供的用来抵住拱脚的材料是螺帽。（出示螺帽）你觉得实验时要注意些什么？生：垫片要放在中间。生：螺帽要紧贴桥的两边。师出示实验要求：（1） 垫片必须轻放在中间（竖叠）（2） 拱足距离相同 ，跨度都为12CM（3）做好实验记录（4）各小组分析实验数据，你发现了什么？师：请拿出材料，开始动手做。请你先用2个螺帽，第2次用更多一些。并把数据记录下来。实验记录单： 使拱形承受更大的重量 数量 序数螺帽数垫片数第一次无第二次第三次第四次随着螺帽个数的增加，拱纸的形状有什么变化 学生分组进行实验，教师巡回指导。学生汇报实验数据，教师输入到EXCEL表格中。师：同学们都非常能干，刚才的实验都做得很成功。那么你在刚才的实验中发现了什么？请观察下屏幕上的数据，你发现了什么？生：螺帽个数越多，能承受的垫片数就越多。师：这是为什么呢？生：因为拱足比较重。生：因为拱足把纸挡住了。师：哪个组的拱纸承受的垫片最多？愿意把实验过程说给大家听一听吗？生：我们组用了8个螺帽。2边各4个。然后垫片是轻轻地放上去。最后放了10个垫片。师：就屏幕上的数据而言，抵住拱脚的螺帽数越多，能承受的垫片就越多，这是为什么？生：因为拱纸推不开去了。师：对。因为拱足抵住了拱形受压时产生的外推力。（板书：外推力）师：那么随着重量的增加，拱纸的形状有什么变化？生：中间会向下凹下去。生：中间会向下凹，太重了就塌掉了。师：随着重量的增加，不光是拱脚会向两边伸展，拱的两侧也会向两边伸展，中间会向下凹。中间向下凹说明拱受到一个向下的力，两侧向两边伸展说明拱受到一个向外的力。(动画演示并出示字幕：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，产生外推力。如果能抵住这个外推力，拱形就能承载很大的力量。)四练习与知识延伸生做练习：选择题2题（课件出示）师：在中国历史上，有许多的拱形结构。比如我们在本课开头看到的城门，比如我们接下来要看到的石拱桥。（视频欣赏中国的石拱桥）五、练习搭建一个拱师：下面请小组为单位，搭建一个拱桥。学生小组实验优秀作品展示布置课外作业：找一找我们周围的拱形材料：学生：拱纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽若干个、粗笔1支教师：拱纸10条、平纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽25个、粗笔3支、教鞭、课件、演示台