教科版科学六上《拱形的力量》教学实录

《拱形的力量》教学实录——李显春教材说明：《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