五年級科學上冊《拱形的力量》教學設計

五年級科學上冊《拱形的力量》教學設計

　　【教材分析】

　　《拱形的力量》是教科版科學教科書六年級上冊第二單元的第三課，學生透過前面兩課的學習已初步瞭解改變材料的厚度和形狀會增強抗彎曲能力。在本課中，提出了一種新的形狀——拱形。拱形結構是一類很重要的結構，應用廣泛。拱形結構有的書又叫推力結構，它的特點是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力，是所有結構中唯一產生外推力的結構。研究拱形的承重特點更具趣味性和挑戰性。教材精心設計了幾個體驗和實驗活動，讓學生了解到拱形的結構特點是把受到的壓力分解成向下和向外的推力，透過提出問題——嘗試——總結經驗——改進實驗，再嘗試——在獲得成功的探究過程中找到拱形承受巨大壓力的原因，認識拱形受力的特點。

　　【學情分析】

　　透過本單元前兩課的學習，學生對增加材料厚度和改變材料的形狀可以增加物體抗彎曲能力的探究已產生了非常濃厚的興趣，在這氛圍下相信進一步探究拱形，學生們的熱情會更加高漲。

　　【教學目標】

　　科學概念

　　 拱形受到壓力時，能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的壓力。

　　過程與方法

　　 根據學生原有的邏輯思維能力與學習水平，我對本節課的教學流程作了如下處理：①激趣匯入，引出問題。②大膽假設，自主探究。③總體評價，歸納小結。④探究活動延伸。這樣處理符合認識論過程和科學探究的要求，既體現了“從生活走向科學，從科學走向社會”，又“注意科學探究，提倡學習方式的多樣化”，使課程結構自然流暢，學生易於接受。從提出問題走進探究，在做中學，又帶著問題走向生活、社會，把探究的空間拓展到課外，拓展到了日常生活。

　　能夠邊實驗邊思考，逐步深入地研究一個問題。能根據觀察到的拱形產生的形變來推想它受力的狀況。學生在實驗探究活動中，如何進行實驗，如何分工合作，如何處理資料，實驗中出現與探究課題不同或與生活常識有矛盾的問題，應如何對待，也需在實驗探究過程中引導學生正確處理，並鼓勵學生大膽嘗試。培養學生實驗動手能力的方法，一是讓學生在實際操作中逐漸提高；二是教師在實驗過程中給予恰當指導。

　　情感、態度、價值觀

　　 讓學生了解拱形在生活中的應用，同時體驗科技的力量、創造的快樂。

　　【教學重點】

　　弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設法保持拱形的形狀，使它承受更大的壓力。

　　【教學難點】

　　拱的受力原理和如何更好地發揮出拱的受力特點。

　　【教學準備】

　　教師準備：相關的圖片資料，做拱形的紙，課件（教師用）。180g繪畫紙一整張裁成長21cm、寬10cm的小塊，鐵墊圈、螺帽若干，墊板（三層板裁小長21cm、寬10cm大小），自制搭拱積木（二至三組）。

　　學生準備：每生帶四五本書用於抵住拱足。

　　【教學過程】

　　一、引入

　　師：前幾節課我們學習了在不增加材料的情況下，增強材料抗彎曲能力的幾種辦法，這節課我們繼續來研究讓一張紙承受更大壓力的方法。

　　（師出示一張紙）看老師手中的這張紙。(把它平放著，用手托住紙的兩端將紙平放在兩手之間，紙塌下去了）它連自身的.重量都承受不起，這樣柔軟無力的紙你能用什麼辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎？

　　學生彙報。(提示不能增加材料。讓學生充分發言，可以檢查學生對前概念的理解。引導學生說到拱形時。)

　　師：(做一個拱)做成拱形後它沒有塌下去，看來拱形也有科學道理。我國古代勞動人民早已利用拱的科學原理進行建築設計。請看(播放課件圖片：趙洲橋、拱門、房子、奧運館所……)這麼多的建築為什麼都採用了拱形呢？同學們願意和老師一起來研究拱形中的學問嗎？（板書：拱形的力量）

　　設計意圖：使學生認識到“拱形”是“改變形狀”的另一個視角。透過欣賞拱形建築的圖片，讓學生感受到中國勞動人民的勤勞智慧，拱形的神奇作用，最後的提問激發起學生的求知慾。

　　二、測試紙拱的承重能力

　　1、做一個紙拱，試試它能承受多大的重量

　　①實驗一：

　　師：現在請同學們像老師這樣（把紙先捲一捲再鬆開，做成一個拱形）做一個紙拱，放在墊板（提示：按墊板上事先畫好的兩拱足間距離來做拱）上觀察，說一說拱自身的重量在哪裡？特別要注意：這個拱形不能借助其他物體的幫助。

　　分組實驗（教師巡視指導）。

　　②學生彙報。（在拱下部）

　　師：對，在拱與墊板接觸的地方，我們把它叫拱足。好下面請同學們輕輕地放一個墊圈在紙拱上，來測試拱的承受力，仔細觀察紙拱有變化嗎？（有，“紙拱”向兩邊伸展。）哪個部分承受著墊圈的重力？(拱頂)

　　請大家再在上面加一個墊圈，觀察一下是不是有新的變化，紙拱隨著壓力的增大，你發現它的形狀有什麼變化？（拱形的足伸展得更大了，最後就平了。）你能解釋這種現象嗎？“紙拱”為什麼會向兩來伸展開去？

　　（課件演示：墊圈的重量壓在了拱上，拱的全部重力傳到兩個拱足，這個力向下，向兩邊傳去，使拱足在墊板上向外滑動，拱就伸展開了。）(板畫：)

　　設計意圖：透過觀察描述活動，學生能清晰地認識拱形橋的受力軌跡，從而建構第一層次的“拱形”概念――拱形可以透過材料向下和向外傳遞承受的壓力。看到拱足分開自然想到要用什麼東西去抵住它。

　　2、把拱足固定，測試紙拱能承載多大的重量

　　①實驗二：

　　師：既然我們知道了紙拱受力變形的原因，你有什麼辦法使紙拱不容易變形，能承受更大壓力？承受幾個墊圈你能預測一下嗎？用實驗檢測下看行不行。

　　②分組實驗（教師巡視指導）。

　　師：有作用嗎？(學生回答)用東西抵住拱足它確實比剛才承受的壓力要大一些，看來大家剛才的想法是正確的。

　　③討論：說說你們觀察到的現象。當拱頂上的壓力不斷增加時，它的形狀會有什麼變化？(還是要塌，向左右偏)紙拱為什麼會產生這種變化？你是怎樣想的？

　　設計意圖：讓學生在認真觀察現象後，對出現的問題作出解釋，並開動腦筋去思考解決方案，有了方案再去用實驗去驗證。用事實證明自己的方案是有效的。這樣多次訓練有助於學生養成良好的科研習慣。對於紙拱還是會變形。這時就會激發學生思考應從哪些方面來改進自己的方案。在討論中學生相互啟發，有助於後面的探究活動。

　　3、讓拱形承受更大的壓力

　　①實驗三：

　　師：怎麼使紙拱承受更大的壓力？你打算怎麼做？先將自己的方案寫下來，再彙報。