“拱形的力量”教学设计一、教学内容“拱形的力量”是科教版六年级上册第二单元第三课时，是一节实验、观察课。二、教材分析及学情分析拱形结构对于学生来说，并不陌生，在生活中随处可见，应用广泛，桥梁、房顶、温室大棚……都运用到了拱形结构。但这些建筑物为什么建成拱形，其中的原理多数学生可能是没想过，对此是模糊的，而模糊的知识对学生又是特别好奇的、感兴趣的，探究起来学生会全身心的投入到其中。拱形结构又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。研究拱形的承重特点更具有趣味性和挑战性。本课有两个活动：首先是测试纸拱的承重能力，用纸拱做实验研究拱形承重的特点，材料好找，简单易行。学生在实验中不断想办法控制拱形变形的问题，使纸拱不断承载更大的重压，从中认识拱形承重的特点。在第一个活动的基础上，设计了搭瓜皮拱的活动。当学生小心翼翼地把很滑的、小块的瓜皮搭成一个拱，看到这个拱并未垮掉而且还能承受重压，他们对拱形承重的特点会有更深的感受，会惊叹拱形的“力量”之大。两个活动相比，前者是更理性的研究，后者是更感性的制作，相辅相成。三、设计思路本节课按照教材编写的体系，本着参与式教学的理念，让学生人人都能亲历参与到科学探究活动中而展开教学的。首先播放课件，让学生伴着优美的音乐，带着思考的问题，欣赏拱形建筑物，学生在宽松、和谐的氛围中，卷入到探究学习的内容中来。接着以“怎样使纸拱承受多个螺帽”这个问题为主线，串起没有抵住拱足－－用同样多本的书抵住拱足的实验，学生用观察、实验的方法进行实验，经历了科学探究的几个基本环节：呈现问题——提出设想——动手操作——分析讨论——记录结果。在经历科学探究的过程中，通过小组合作猜想、实验，讨论交流，记录结果，培养学生实事求是的科学态度、科学精神和良好的科学行为习惯。四、教学目标1、能举例说出赵州桥、天安门、埃菲尔铁塔等更多拱形建筑为什么设计成拱形的原因。2、亲历想办法让拱形逐步增大受力的实验，根据观察到拱形产生的形变来推想它受力的状况，分析拱形的受力状况，弄清楚拱形承受重压的秘密，培养学生的观察能力、分析能力以及提出问题的能力。3、认识到边实验边思考对不断深入研究的重要性。4、了解赵州桥，激发学生的爱国情感，并能搜集一些有名的拱形建筑物。五、教学重点亲历让拱形受力的实验，根据实验的现象推想受力的情况，初步感知拱形承受重压的秘密。六、教学难点
根据观察到拱形产生的形变来推想它受力的状况，规范弄清楚拱形能够承受很大压力的秘密。七、教学策略与手段：小组准备：做拱形的卡纸，铁螺帽若干、搭瓜皮拱的冬瓜、小刀、纸巾。教师准备：相关的图片和资料，以课件的形式呈现。了解赵州桥谈收获（课堂小结）课外延伸创设情境猜想揭示课题搭瓜皮拱指导演示分组实验实验探究实验要求交流结果讨论交流课件演示研讨拱形承重秘密阅读教材图片八、教学流程图九、教学过程（一）创设情境导入新课1、课件出示一组图片：让学生先欣赏一些建筑图片，仔细观察一下，看看这些图片中的建筑物都设计成了什么形状？思考：这些建筑物为什么要做成这样的形状？让学生自由说一说。（预设：增加抗弯曲能力、节省材料、美观、建筑本身的需要、增强抗压能力……）
2、引入新课。把物体做成拱形，我们觉得它很美观，也可能是建筑本身的需要，但是它是否像同学们想的那样能增加承重能力呢？这节课我们就来研究“拱形的力量”（板书课题）【设计意图：优美的音乐，精彩的图片，调动了学生听视觉感官，把学生“拉”进熟知的生活情景中，引发探究的欲望。让学生感觉到“科学并不遥远，科学就在身边”.从而大大增加了学生观察周围事物的兴趣和探究问题，解决问题的欲望。】（二）测试纸拱的承重能力实验一没有抵住拱足的实验1、指导演示没有抵住拱脚的实验，初步感知拱形受压通过材料向下和向外传递承受压力。（1）出示一张纸，演示平展的纸搭在两本字典中间连一个螺帽的重量都承受不了就掉下去。如果把它做成拱形呢？（2）演示纸拱的做法，并介绍纸拱的拱身及拱足。（3）纸拱能承受压力吗？能承受几个螺帽？螺帽放上去纸拱会发生什么现象？（让学生猜一猜。）你们猜的对吗？让我们通过实验的方法来验证。【设计意图：猜测是由问题到实践的一个很重要的环节，这种猜测，对于科学发现，科学概括往往是非常起作用的。它是“搞科学”道路上的第一步，往往指明着科学探究的方向，为了这个方向而去收集事实，分析整理事实，去验证它，修正它。】2、出示课件，明确小组的活动要求：⑴发挥小组长的作用，人人参与，有序实验。⑵把螺帽放在拱身的正中（红色线内的中央，每张卡纸中央有两厘米宽的竖格。）。，⑶一边实验，一边认真观察拱身和拱足的变化，把观察到的现象及时记录下来。指名让学生读一读，说一说，明确要求。【设计意图：提前规范活动的要求，使探究更有序、有效。】3、分组实验，验证猜测。比一比那个小组做的又快又好。教师巡视指导。4、交流实验的结果，感知拱形向外和向下传递承受的压力。实验二用同样多的书抵住拱足的实验过渡：怎样使纸拱更多承受螺帽呢？你有什么办法？学生自由说一说。1、按以上小组的要求，做用同样多的书抵住拱足的实验。2、随着压力的不断增加，纸拱有什么变化，交流实验中的发现。（三）研讨：通过以上实验讨论交流拱形为什么能承受重压呢？①学生以小组的形式，讨论、交流、记录。②集体交流，指名说一说。拱形的力量实验记录表实验方法承受螺帽数纸拱的变化
（重点观察拱身和拱足的变化）实验一没有书抵住拱足实验二用同样多的书抵住两边的拱足通过观察实验现象，试着解释纸拱承受较大压力的原因：③阅读教材32页“拱形承重的秘密”。（默读，再指名用自己的话说一说，加深理解。）【设计意图：真正发挥了书本这一课程资源的作用。利用书本突破了难点，又解放了教师—―对拱形承重的秘密不用去讲解。】④课件出示：拱桥承重的示意图，让学生再形象直观地感受拱形承重的原因，并板书。【设计意图：课件演示拱桥承重的示意图，通过视觉，直观形象的加深了学生的理解。】（四）搭瓜皮拱1、自由阅读教材，结合文字和图片，了解搭瓜皮拱的做法。【设计意图：充分发挥课本资源的作用。】2、课件出示：搭瓜皮拱注意的事项及要求，让学生读一读。⑴把半圆形的冬瓜切成5块，切口的方向指向想像中的圆心。⑵记住每块冬瓜的位置，不要错位。⑶使用小刀时，注意安全，切勿伤人。〔4〕在冬瓜拱上放螺帽，试着解释瓜皮拱为什么不垮？【设计意图：在活动前提出搭瓜皮拱注意的事项及要求，使学生的活动有方向、有目标、活而不乱，从而使活动的针对性、实效性大大增强，优化教学，提高课堂教学的有效性。3、分组实验，比一比哪个组搭的又快又好。】4、交流实验结果，解释冬瓜拱不倒的原因。。设计意图：饶有兴趣的“搭冬瓜拱”的活动，使学生从理性的研究，回到了感性的制作中，又一次经历了拱形承重的实验，进一步加深了对拱形承重秘密的理解。（五）了解赵州桥。1、出示课件，学生通过看听，了解赵州桥，进行爱国主义教育。2、课下收集赵州桥详细资料，更进一步的去了解。【设计意图：赵州桥是中国古代劳动人民智慧的结晶，是古代劳动人民精湛技艺的体现，是中华民族的骄傲。了解赵州桥，使学生受到感染与熏陶。】（六）谈本节课的收获，指名说一说。引导小结，回答课前提出的问题。（正是因为拱形能承受很大是压力，所以开课前你们所看的那些图片中的建筑物如：天安门、赵州桥、埃菲尔铁塔等等才设计成了拱形。
【设计意图：回答开课的问题，做到首尾呼应，更体现了课堂的完整性。】（七）课外延伸，做捏鸡蛋的游戏、1、教师出示鸡蛋，做捏鸡蛋的游戏，学生猜测，如果我用力去捏会怎样呢？2、请同学们请出班里的大力士来验证他们的看法。学生捏鸡蛋，3、鸡蛋为什么捏不烂呢？学生自由说一说。课下先试着解决，其中更具体的秘密引向下节课“找拱形”中揭晓。【设计意图：带着问题进课堂，再带着新的任务出课堂，给学生留下了“任务”，把课堂上引发的科学学习延伸到课外活动中，为下节课做好铺垫。既培养了学生的科学精神，又让他们体会到科学的无穷奥妙，从而激起他们的探究欲望和积极主动的探究行为。】十、作业设计：1、课下收集赵州桥详细资料，更进一步的去了解。2、到生活中找拱形。收集相关的图片和文字资料。3、课下捏鸡蛋，尝试着弄清楚鸡蛋为什么捏不烂的原因？向下拱形的力量（承重）向外传递抵住外推力板书设计：教学反思：1、提前试验，做好预设福建师范大学余文森教授说过：“没有预设的课堂是不负责任的课堂”。为了上好这一课，我进行了反复地实验，充分地预设。（1）用垫圈不太好，垫圈比较轻，不但所须的数量多，而且放上3-5个，观察纸拱变化的实验现象不太明显。因此，改用螺帽，螺帽的重量大大的增加了，每小组最多用30个，而且放一个，纸拱就有明显的变化。(2)纸拱所用的卡纸不能过硬，也不能过软，必须是柔韧性特别好的，这样才能支撑做完两次次实验，而且纸拱不易变形；并在纸拱的中央竖着画一道2厘米宽的竖格，做为放螺帽的位置，如果任意放，纸拱往往就会向一边坍塌，给学生理解拱形承重的秘密带来了误区。（3）西瓜皮水分大，容易滑落，实验的成功率不太高，换为冬瓜皮效果更明显。2、积极应对教学中的生成福建师范大学余文森教授说过：“没有生成的课堂是不精彩的课堂”一节好课，精彩的课，除了教学环节流畅，目标落实到位等外，更主要的是课堂上有更多生成出来的，你意想不到的东西，你避而远之，就留下遗憾，课堂就不会完美，称不上精彩；你随机应变，积极应对，解决意外，你的课堂就会得到供认的精彩。
在这节课中，对学生生成出来的问题，我积极地去解决。比如：在做没有抵住拱足的实验时，同是一张一样的纸做出来的拱，有的组能承受两个一样大小的螺帽，有的组是三个，更有一个组居然承受了六个，面对学生的不一，我马上抽取了三个组的纸拱让学生对比，学生直观的就观察到了，纸拱承受螺帽数不一样的原因在于所做纸拱的跨度不一样。随机引导学生认识拱形承重和拱形的跨度还有关。还比如：在做用同样多本书抵住拱足的实验时，交流时，各组的螺帽数也是不一，我随机把各组承受螺帽数和书的本书列举数来，通过对比分析，学生很轻松的弄清出了其中的原因：抵住拱足各组用的书本不一，纸拱的跨度不一。学生还了解到了拱足抵住的越结实，拱形承受重压的能力就越强一些。3、有效利用课本，突破重难点弄清拱形承重的秘密是本节课的重点，也是难点。为了突破重难点，我先让学生经历拱形受力的实验，观察实验中拱形承重时的变形状况，初步试着分析实验现象；然后在亲历实验的基础上，各小组根据实验所观察到的现象，充分的展开讨论交流，试着解释猜测拱形承重的秘密；同学们讨论的结果对不对呢？教师没有做任何解释，而是把结论推向了书本—阅读教材32页“拱形承重的秘密”。教材用的恰到好处，及学生所须，下了一场“及时雨”，有效的发挥课本资源的作用，随机又把课本上拱桥承重的示意图制作成的课件，进行了播放，进一步加深了学生的理解；最后做搭冬瓜拱的实验把学生从理性认识，又拉回到感性制作中，又饶有兴趣的经历了一次拱形承重的实验。困难迎刃而解。4、注重人人参与，亲历科学探究过程。本节课紧紧围绕科学探究的几个环节，本着人人参与的教学理念，让学生在问题情景中猜想、假设、设计方案、实验验证、记录、分析实验现象、讨论交流、得出结论等，让学生经历一次较完整的科学探究历程，在教学过程中大胆放手让学生来猜、来想、来实验，来记录、来分析、来小结，给学生足够的时间和空间，充分相信学生，放手让学生自己来做，在做中学、做中知、做中体验。我只是在学生活动时给予一定的指导和要求。真正体现了教师的主导作用和学生的主体地位。5、课堂做到了首尾呼应在学生谈完收获后，根据板书引导小结本节课的重点，并相应的对导课时提出的问题：“这些图片中的建筑物为什么要设计成拱形呢？”使得本节课首尾做到了呼应，有问就有答，课堂一气呵成，更完整，完美。6、发挥评价的有效作用有效的课堂评价就像一盒润滑剂，能使教与学互动起来，融合起来，收到意想不到的良好效果。在这节课或是平时的课堂教学中，我非常重视对学生们的评价（综合评价，见附表），尤其对实验活动，及时评价各小组的表现，采用记分制，教师板书记分，班长课下在所对应小组名下记分，归入学期末的综合评定，这样长期坚持下去，小组的活动就会开展的有序、有效、有时，而且，组员们都会为荣誉积极地参与到科学课的学习中来。附科学评价表：六年级科学评价表姓名材料准备小组合作课堂表现动手制作活动手册课堂记录突出表现单元考查期中期末
（此评价表采用随机加分的办法，由班长保管，及时记录教师平时在课堂上对个人口头加的分，或是对小组板书加的分，月末和学期末教师组织班干部和组长进行综合考评，颁发奖状和奖品。）
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