《形状与抗弯曲能力》教学设计（科学）

《形状与抗弯曲能力》教学设计（科学）【教材分析】《形状与抗弯曲能力》是小学科学六年级上册“形状与结构”单元的第2课。教材安排了以下几个活动：1.观察瓦楞纸结构；2.比较几种结构的截面形式；3.研究改变截面形状对纸板抗弯能力的提高；4.研究其他能提高抗弯能力的方法；5.观察生活中的抗弯结构。我在教学中，将前3个活动作为重点来研究。抗弯结构构件是建筑结构最基本的组成部分之一，在日常生活中非常常见，易于观察研究。构件的形状对构件的抗弯承载力影响很大甚至起决定作用。构件截面形状的变化反映了人类科学技术的进步和发展，它的形状结构是和功能相适应的。本课的活动设计意在带领学生了解多种多样的抗弯截面形式，加深和拓宽前面的知识，让学生深入地感受科学的思维过程，为后面课程设计研究更复杂的结构做铺垫。【教学目标】科学概念：抗弯结构是结构构件的基本形式之一；构件的形状和结构与它的功能是相适应的；过程与方法：提高观察、比较、描述和评价的能力；对试验结果进行总结分析，培养科学的分析方法；情感、态度、价值观：体会科学技术对社会进步的作用。【教学重难点】理解形状改变对构件抗弯能力的影响。【教学准备】为小组准备：A4纸、瓦楞纸板。教师自己准备：橡皮、橡皮筋、胶带、绳子、木板、钢丝、课件。课前几分钟播放各种建筑结构中抗弯构件的照片【教学过程】一、导入新课通过上一节课，我们知道了增加物体厚度可以明显增加构件的抗弯能力，但是相对的材料用量也会显著增加，那么工程师有没有其他办法提高构件的抗弯性能呢？看着这些图片中的建筑，他们有什么特点，你有什么发现？（都是抗弯的且截面形状不同等）二、研究瓦楞纸1、请同学来给我们造一座纸桥。2、教师指导学生分组塔桥。用书本搭成的高度一样的桥墩，调整桥墩间距至合适大小（10~15cm）分别讲A4纸大小的瓦楞纸、与瓦楞纸相同厚度数量的一摞A4纸架在桥上，将硬币逐个放到纸桥中间。3、我们可以看到A4纸桥迅速垮塌，而瓦楞纸桥可以承受很多硬币的重量。大家可以用手折一折瓦楞板，感受一下它的硬度和抗弯能力。4、各组分别拆解观察瓦楞纸结构，看看各组成部分是什么样的，以及其薄厚和软硬。（经过研究，发现了怎样的奥秘？瓦楞纸为啥设计成中间“W”形并在两边贴纸，我们怎样利用这一原理？）三、研究纸桥1、通过对瓦楞纸的观察，我们来估计一下，什么样的形状有利于抗弯？2、分组实验实验器材：桥墩（厚度5cm的书本）、A4纸实验过程：建造5座不同形状纸桥，分别将硬币逐个轻轻置于纸桥中间，记录并对比各个形状的纸桥能承载多少枚硬币。数据记录：形状预测抗弯承载力（硬币数量）实际抗弯承载力（硬币数量）思考：哪种形状截面的纸桥抗弯能力最好？在实验中，你们还有什么发现？3、实验反馈请同学说说发现（W形的纸桥抗弯最强；）学了这节课，了解了一些截面形状的抗弯性能特点，通过今天的试验，结合生活中的结构（展示生活中常见的抗弯结构的截面），总结一下，你认为具备什么特点的构件才能有比较好的抗弯能力？四、拓展延伸1、刚才我们选出了抗弯能力比较好的桥，如果调整桥墩间距，同种截面的纸桥抗弯能力会有什么变化？数据记录：桥墩间距5cm10cm15cm20cm25cm抗弯承载力（硬币数量）思考：你发现了什么规律？（同种截面，跨度越小，纸桥抗弯能力越强）2、教师演示：将一块长条橡皮上下表面中部分别画一条线，放在“桥墩”上，按压橡皮中部观察一下，发现橡皮上下表面分别发生了怎样的变化？（上表面线段缩短，下表面线段伸长）说明了什么？如果允许利用剪刀和胶带，我们可以怎样利用这一原理加固我们的纸桥？（类似瓦楞纸，用纸带加固桥梁的底部）3、为什么桥梁的拉索、厂房的柱间支撑、自行车辐条的截面都很细，但是想把他们弄弯缺很困难，（播放以上结构图片，增加直观认识）这似乎与我们上面的结论不符，上面的纸桥都是将截面变得高大才能提高承载力的。教师演示：找两个同学，分别在桥墩两侧拉起橡皮筋，然后将硬币置于橡皮筋上，通过调整橡皮筋张力，观察并记录橡皮筋承载硬币数量。通过这一发现，你可以想出什么能提高纸桥抗弯能力的办法？（将纸桥拉紧，由单纯受弯变成拉弯构件）五、课外延伸调查生活中常见的建筑结构，哪些构件是抗弯构件，应用了上面学到的哪些原理。