拱形的力量（第二套设计方案）（通过对学生前概念的探查发现，学生对“拱”已经有了一定的认识，但为避免学生固有思维的过多干扰，设计教学方案时还是给了学生一个规划好的“路线”，希望他们能够沿着既定路线形成科学概念。）教学目标:科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法：根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。情感、态度、价值观：关注拱形结构与技术的结合及在生产生活中的应用；通过赵州桥，了解我国古代工程技术的成就，增强自豪感。教学重点：在活动中构建“拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力”的科学概念。教学难点：能根据拱形结构的形变来分析受力的情况。教学准备:小组准备：牛皮纸，硬币若干，KT板，拱桥装置，记录纸教师准备：学生实验装置一套，A4纸一张，磁性贴条（长短、粗细一致的2根）、板贴-泡沫块，课件。教学过程:一、导入1、教师演示：出示A4纸，手拿纸的两端、摆平后放开一端，学生观察。重复刚才的动作，只是将纸纵向变成拱形。2、交流：柔软无力的纸，做成拱形怎么就变“坚硬”了？
3、出示图片:建筑中的“拱”。4、师生交流：仔细观察这些建筑，思考它们为什么做成拱形？5、出示课题《拱形的力量》。 二、实验探究1、介绍拱的结构拱顶拱脚拱脚2、学生实验-拱形承受压力的测试。（1）实验：做一个纸拱，不抵住拱脚，试试它承受压力的情况。（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。观察纸拱随着压力的增强，形状有什么变化。（要求学生在纸上画出纸拱的变化，标出纸拱变化方向）探查学生对纸拱受力情况的了解程度。（4）汇报、交流。2、小结：确实拱形受到力的时候，能把力向下向外进行传递，在传递的过程中就产生了一种外推力，所以它两边的拱脚，就散开来了。（出示拱形受力状况）3、研究怎样做可以让纸拱承受更大的压力？（1）提问：怎样做可以让纸拱的形状保持不变，从而承受更大的力？阅读教科书中的“提示”。（2）师生交流、研究“使拱形承受更大的力”。师：下面我们就来挑战一下“使我们的拱形承受更大的力”。
教师介绍实验材料和实验要求，出示“挑战注意事项”： ①活动时间：8分钟 ②先设计好你们的方案，再动手操作，设计一个做一个 ③拱脚与KT板上的标线对齐。 ④注意：别在受力过程中加硬币。 ⑤如果纸条被压坏或有明显折痕，应该换上新的纸条。 ⑥各组组长负责好自己小组内的分工合作，及时把实验结果记录在纸上。 师：请组长拿出材料，做实验。（3）学生小组实际操作——使拱形承受更大的力。（4）整理材料。（5）汇报数据： 你们小组承受最多的硬币数是多少个？抵住拱脚的物体高度是多少？（6）小结：我们班的同学都很棒，比原来的几个相比都增加了，恭喜你们挑战成功。（7）请一小组上台介绍他们的实验过程，并谈谈经验。（8）分析实验①：观察：抵住拱脚的物体高度与拱纸承受的小垫圈数有什么关系？ （抵住拱脚的物体越高，能承受的小垫圈数量越多。）②：随着硬币重量的增加，拱纸的形状有什么变化？ （随着硬币重量的增加，纸拱慢慢发生塌陷。）
（9）小结：拱形承受重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分受到压力会产生一种向外推的力，如果抵住了这个外推力，拱就能承受更大的压力． 三、知识巩固延伸1、过渡：同学们，所以在我们的生活中出现了很多课前我们看到的拱形结构的桥，那么你们知道我们中国最著名的石拱桥是什么吗？（赵洲桥）2、师：为什么它经过了一千多年的洪水冲击、碾压，地震灾害，至今仍坚固完好，你能不能来解开这个千古谜团呢？利用今天我们学过的知识，小组内2分钟讨论一下。 学生回答……3、小组实验-搭建拱桥。（视时间来定，如果时间不够可以不上这一部分内容）（1）出示拱桥装置，讲解试验方法。（2）学生分组实验。（3）汇报实验结果。（4）小结：拱形承载重量时，能把压力向下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。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。这也是赵州桥建成拱形的原因。4、师：刚才大家已经会用学过的知识来解决了赵洲桥为什么千年不倒的谜团，其实在我们的生活中还有很多拱形的物体，你们看（出示图片）5、作业：课后，仔细观察，找找生活中还有哪些地方也运用了拱形的原理？
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