拱形的力量【教材分析】《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，找到拱形能承受较大压力的原因并提出增强拱形承重能力的方法。 【学情分析】六年级学生大多十一二岁，大多对拱形以及拱形承重的事实有了基本的了解；由于年龄的特点，他们对拱形为什么能承受较多的压力一定充满好奇并随之产生解决这个问题的兴趣和渴望；再加之他们在之前三年的科学学习中初步形成的基本的科学探究能力和教师适度的指导，是可以完成本课学习任务的。 【教学目标】1.拱形能把受到的压力向下和向外传递，所以能承受更大的压力。2.根据观察到的现象以及对得到数据的梳理，推想拱形承重时的受力特点。3.引导学生关注拱形结构在生活中的应用；体会科学与技术的紧密联系，体验创造拱桥的快乐。【教学重点】拱形承重的受力分析。【教学难点】拱形承重的受力分析。
【教学准备】课件、表明“小河”及两岸的底座纸、平板纸、做拱形的纸、垫片、、搭瓜皮拱的瓜皮、抵住拱足的木块。【教学过程】一、激趣导入新课 第一模块：整体感知，提出问题 师：播放一组学生熟悉的桥（其中平板桥少，拱桥多）让学生观察交流。 （桥，对于我们大家来说都不陌生是吗？同学们，你们见到过这样的桥吗？教师顺便提及拱桥、拱形、拱足、拱顶等概念。为什么人们把大多数桥都建成拱形的呢？） 生：猜想（拱形桥美观；拱形桥比平板桥承重更大） 师：拱形桥比起拱形桥美观，我们一看便知，但是，要知道拱形桥比平板桥承重大，需要怎样做啊？（实验） 师：这样，我来做一下演示实验，大家注意观察。这是一张标有“小河”、“河两岸”的纸（出示标明小河及两岸的纸，目的是为了能保证学生后续实验桥面、拱桥跨度等控制条件与教师实验时完全一致。）；两个木块来做搭建平桥需要的两个桥墩；两张质量、大小完全相同的纸，我们就拿其中的一张做平板桥面，拿另一张做拱形的桥面；他们承载的重物呢，我们用垫圈来替代（演示中提示轻放垫圈以及承重计数法）。大家仔细观察并进行比较，1、是不是拱形桥比平板桥承重大？2、实验中有什么现象发生？ 教师演示，往平板桥和拱桥上加垫圈，学生观察。 生，观察后交流。 生交流观察到的现象。（1、拱形承重确实比平板大，2、拱形承重时拱身降低、拱足逐渐叉开。）
师，板书、板画学生交流成果1、承重垫圈数2、引领学生分析拱形承受力后力的传递情况——向下——向外——推力。 一生画拱形受力后力的传递情况示意图。 小结：拱形承重时，能把所受的压力向下、向外进行传递，在传递的过程中产生一种外推力，所以能承受很大的压力。（照着板书让学生多说几次，便于形成鲜明印象。） （大家通过观察老师的演示，很容易就发现了拱桥比平板桥承重大的秘密及其原因，（指板画），真不简单，如果老师给你们增加难度，你们敢继续深入研究拱形的力量吗？）板书课题。 我的问题是，在不改变“桥”面的前提下，增加这个拱形的承重力，也就是说，还是使用这样的纸做拱形桥面，但要想方设法使这个桥面承受垫圈的个数提高一些？（指板书，教师演示时，拱形桥面承重垫圈个数。）你们能办到吗？ 说明：本课学生的探究任务量很大，所以教师相机提出了问题。如果时间允许，问题由学生提出,然后师生协商聚焦问题更好） 【设计意图】良好的开端是成功的一半，一堂课有好的开头，是上好这一堂课的关键。第二模块：自主学习，收获证据 各小组结合老师为大家提供的材料，讨论以下，你们想怎么实验？ 学生设计方案——拱纸的制作与放置位置、（固定拱足）拿什么固定拱足（相同数量的木块），怎样固定拱足（抵住拱纸边缘，但别让拱纸变形）、怎样放垫圈、对拱桥承受垫圈个数的记录方法、对结果和结论的预设，组内分工等。 学生班内交流、完善实验方案。 教师出示温馨提示： 1．像老师那样现将做拱桥的纸横向卷一下，然后再放于相同的
底座上； 2．用相同块数的木块抵住两边的拱足。 3．将垫圈一个个轻轻单放于拱顶线上； 3．纸拱塌掉前承受小垫圈的个数为纸拱承受的最多个数。 4．将每次实验的结果记录在“拱形的力量”实验记录表中 5．与教师在没有物品抵住拱足情况下相比较，，拱形承受垫圈个数你们组可以得出什么结论？ 6．将本组各次抵住拱足实验数据比较，可以得出什么结论？ “拱形的力量”实验记录表 实验类别 实验方法 现象（承受垫圈个数） 教师演示实验 没有物体抵住拱足 学生分组实验 拱足两边各块抵住拱足 拱足两边各块抵住拱足 拱足两边各块抵住拱足 学生实验并填写实验记录表 第三模块：交流、表达，明晰概念 分析比较后，各组汇报交流，概括总结 得出科学结论——建立本课科学概念。 如果抵住了拱形承重时产生的外推力，拱就能承受更大的压力——在一定范围内，抵的越稳妥，拱桥承重越多。 第四模块：整体收获，收获整体 各组派组代表汇报交流本节课的收获。 第五模块：扩展链接，迁移应用 同学们，在上面的学习中，我们模拟进行了拱形力量的研究。想不想实际做一个拱啊。 1．介绍材料，及提供搭瓜皮拱的瓜皮（提前切好）及抵住拱足的木块。
2．小组合作尽快做成一个能承重的西瓜拱 3．抽出一块西瓜，并且使与这块西瓜相邻的两块西瓜不接触，拱桥会怎么样？ 4．试着解释这种现象。（书32页概念） 学生交流——最后完成板书（紧密挤压传递力量） 【设计意图】看似相同的形状是存在差异的，实际上还是不同的两个形状，因为形状不同，所以抗弯曲能力不同.四、小结延伸 1.留心观察，找找生活中的拱形，用所学的知识解释它们的承重秘密。 2.找找生活中与拱形相似的圆顶形、球形，继续研究它们受力的特点。 （为下节课学习做好准备）【设计意图】这样设计的目的是为了巩固所学知识，强化已有概念，同时培养学生爱科学、学科学、用科学的兴趣。【板书设计】拱形的力量紧密挤压传递力量【教学反思】以生为本信任为先-----执教《拱形的力量》反思本次生本课堂展示中，我执教的是《拱形的力量》一课。在课后我认真反思了自己在本节课上的执教思路、方法和不足之处，收获良多。
对于拱形这一形状学生还是认识和熟悉的，但拱形有多大的力量，学生却没有太多太深入的了解。通过本课的学习，学生不但要认识到拱形承重的力量，还需要知道拱形为何能承受较大压力的原因，这也是本课教学的难点，这个难点的突破，必须借助于实验，通过实验现象，通过实验数据，使学生有一个清楚的认识和了解。于是，教学中我采用了使学生通过观察—探索—总结---再观察---再探索——再总结的科学学习方法，将整个课堂交给学生，充分贯彻“以生为本”的理念，教师在课堂上只是作为一个引导者的形象出现，收到了良好的教学效果，解决了重点，突破了难点。从而，与学生共同在兴趣的指引下完成了本节教学。解决重点
本课的教学重点是，使学生知道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。首先，通过观察教师的纸拱可以承载多少个垫圈的演示实验，学生明确了什么是“拱顶”、什么是“拱足”，师生共同确定了纸拱“塌”了的标准和纸拱承载垫圈数的计算方法，为下面的教学奠定了基础，同时也使后面的教学降低了难度。此时，如何保持拱形这一形状，成为学生关注的关键。学生回顾纸拱垮塌时拱顶是向下的、拱足是向外推的，发现拱形是将压力向下和向外传递的。这时，我很自然的追问：怎样保持形状尽量不变呢？从拱下和拱足的外侧抵住这个力就被全班同学所猜到。但从拱下抵住又不是原来的拱形了，所以需要验证——抵住拱足，纸拱的承载能力会增加的猜测。本环节采用开放式教学，学生用自己想到的抵住拱足的方法验证。有的用手，有的用书，有的用笔袋，结果发现不管用什么方法抵住拱足，纸拱承载的垫圈数都增加了，猜测得到了肯定。突破难点利用材料设计合理的实验,亲历科学探究，推想拱形能提高承重能力的原因是本节的难点。抵住拱足，纸拱的承载能力会增加的试验过程中，同样需要学生关注纸拱的形状变化过程，从而发现仅仅是抵住拱足还不行，还要加高拱足两侧物体的高度。因此，经历再次的探究过程——拱足两侧的物体高度增加，纸拱的承载能力会更强。这是一个典型的对比实验。考虑到学生的掌握情况不好确定，因此安排了一个讨论实验方案的环节，学生汇报说不出的，我做了补充。这样学生即得到了锻炼，也完善了实验计划。同学们的有根据的猜测，再一次得到了肯定。到此并没有结束。为什么“拱足两侧的物体高度增加，纸拱的承载能力会更强？”问题的抛出，才是关键。学生尝试解释：由于我们抵住它了变形，抵住它向外的力。我再将拱形承重的秘密作以完整的诠释，加深理解。不足之处：1、加高拱足两侧物体的高度，纸拱的承载能力更强的实验汇报不够充分。以为时间不够了就有些着急。但交流汇报是科学课中比较重要的环节，不该以“你们也有这样的发现吗”匆匆带过。
2、在以生本理念的课堂教学中，应该给予学生充分的信任。本节课中我在学生学习，探索过程中提示太多，给学生设置的困难总怕学生克服不了，在今后的教学中应当不断改进。
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