欄目小編為您準備了這篇“找拱形課件”的精華內容。每個老師需要在上課前弄好自己的教案課件,沒有寫的老師就需要抓緊完成了。教案可以在不同學科與不同層次上應用落實素質教育。如果您在閱讀本文時感到開心我就感到很成功!
理解科學概念:拱形受到壓力時,能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力,拱形就能承受更大的壓力。
能力方面:
能夠邊實驗邊思考,逐步深入地研究一個問題。能根據觀察到的拱形產生的形變推想它受力的狀況。
情感態(tài)度價值觀方面:
讓學生了解拱形在生活中的應用,同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂。
教學重點:
學生在實踐探究中能根據拱形的形變來分析拱形受力的狀況。
教學難點:
學生能根據拱形受力后形狀的變化,分析出拱形受力的狀況。
教學準備:
教師:拱紙10條、平紙3條、墊圈30個、實驗記錄單、螺帽25個、課件
1、橫梁的抗彎曲能力與什么有關?
2、紙梁的寬度、厚度與抗彎曲能力有什么關系?
3、為什么改變形狀能提高材料的抗彎曲能力?
1、導入:同學們,(師出示一張紙)看老師手中的這張紙。(把它平放著,用手托住紙的.兩端將紙平放在兩手之間,紙塌下去了)它連自身的重量都承受不起,這樣柔軟無力的紙你能用什么辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎?然后思考如何讓一張紙承受更大的壓力呢?
2、還記得我們學過的課文《趙州橋》嗎?
課件展示美麗的趙州橋圖片及多幅拱形建筑圖片。提問:觀察這些圖片在形狀上有什么特點?(拱形)“這座趙州橋離我們這么久遠,為什么還這么牢固呢?學生觀察,發(fā)表各自建議。談話:是這座趙州橋里面有拱形嗎?還有很多建筑物也設計成拱形,如天安門城樓、法國鐵塔、相城中心商貿城、悉尼大橋等,為什么人們要把建筑物設計成拱形呢?”拱形真的有這么大的力量嗎?(板書課題:拱形的力量)今天就讓我們一起來研究一下“拱形的力量”(板書)
1、師:要了解拱形的力量有多大,我們不妨拿一張拱紙和一張平紙來做個比較,(出示拱紙、平紙)
2、師:(1)這兩張紙的材料和大小都一樣,跨度都是12厘米,現(xiàn)在如果在紙的中間輕輕地放墊片(出示墊片),你們估計一下哪張紙的承重能力強一些?
(2)檢驗一下,以碰到這個面為標準。請數好。
3、相同材料和大小的紙,哪種形狀的承重能力強一些?
4、現(xiàn)在你的腦海中冒出了什么問題?
為什么拱形紙的承重能力比較強呢?你能做出自己的解釋嗎?
5、剛才大家只關注紙能承受幾顆墊片,忽略了它在承重過程中形狀的變化,看一看當老師在兩種紙上各放1個墊片時,平紙和拱紙的形狀各有什么變化?放2個、3個墊片呢?
6、學生匯報:平紙向下凹,拱紙的腳(拱腳)向兩邊推(伸展)開去。
如果再在上面加一個墊片,平紙往下凹得更厲害了,拱腳也向兩邊推(伸展)得更開了。
7、(1)靜止的拱腳向兩邊推開,說明肯定對它施加了一個力,我們把這個力稱為外推力,那么這個外推力來自于哪里呢?(墊片向下的壓力)
師出示懸空的墊片,這樣嗎?壓在拱紙上的墊片對拱紙產生了一個向下的壓力。
(2)墊片的壓力是向下的,而“拱紙”的拱腳怎么會向兩邊推(伸展)呢?誰能解釋一下這種現(xiàn)象?(向下壓的力傳向兩邊,所以,“拱腳”才會向兩邊推。)
8、小結:
(1)動畫演示(拱形受力狀況)。
(2)出示文字(拱形承載重量時,能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分,產生外推力。)
當我們把臺歷紙彎曲成拱形的時候,兩邊用書抵住,再放上硬幣,大家猜一猜又會發(fā)生什么樣的奇跡呢?學生動手操作,發(fā)現(xiàn)拱形結構能承受較大的力。
深入組內,觀察學生的實驗過程。
總結:當我們使用相同材質的紙板時,我們把拱腳的位置墊得越高,這個拱形能夠承受的壓力就越大。
課件展示,圖示解析:當拱形受到一個壓力的時候,它就會把這個壓力分解成向下的壓力和向外的推力,此時當我們抵住這個力,拱形就能承載很大的重量。拱形是所有結構中唯一一個產生外推力的結構,所以拱形結構又叫推力結構。
1、師:剛才研究的拱都是老師發(fā)給大家的,想不想親自動手來造一個拱呢?(投影:齊心協(xié)力來造拱)。
2、10個學生為一組搭建一個拱。
②改進或繼續(xù)拱紙的研究。
4、拱的承重測試。
5、對做得好的學生獎勵拱形結構的知識小卡片。
同學們,今天我們探究拱形的力量,探究得很有力度,我們通過實驗探究,弄清拱形能承受更大的力的秘密。對了解生產、生活中的拱形,起到一定的作用。其實我們生活中,有很多的拱形形狀的物體(課件展示)。還有在我們的身體內就存在著拱形的物體。(課件展示)大家可以在下課之后去發(fā)現(xiàn)我們身邊存在的拱形??茨懿荒苡脤W到的科學知識解釋它們。
之前我們已經學習了抵抗彎曲的方法,還有橋的不同種類,課下請同學們結合所學過的知識,組內研究并制作一座橋。
(一)教學設計反思
1、第一個實驗環(huán)節(jié)中(探究紙拱是否有力量)不該過早揭示結論,而是讓學生自己發(fā)現(xiàn)并總結,使之成為學生的內化知識。
2、第二個實驗環(huán)節(jié)應由教師拋出問題“怎樣讓紙拱不變形?”再由學生自主提出將拱足抵住。并設計實驗。
(二)教學過程反思
1、教學板塊銜接處不夠順暢,一時緊張竟遺忘一個穿插小實驗(讓學生兩人合作用手指抵住拱足感受其向外推力)
2、由于時間控制不夠到位,以致結尾處未對西瓜皮拱的承重原理進行分析闡述,從而缺少對本課知識點的牽引與加固。
(三)存在問題反思
1、設計的教學內容環(huán)節(jié)較匆忙,沒有給學生留下充分活動、感知、體驗的時間。
2、教學板塊設計意圖應以學生探究為目的,而不是教師傳授知識讓學生驗證。
3、運用教學語言不夠熟練,精簡,并出現(xiàn)了多次口誤。這是不應該的。
(四)改進措施反思
1、教學設計應更嚴密、更科學。尤其要預留出學生活動的時間。
2、提高自己的教學素養(yǎng),提高自己教學語言表達能力。多聽、多學、多練。整堂課學生們在一種歡快的氣氛中學習新知識。在教學中,讓學生分組自己動手去掂一掂,讓學生自主探索,為學生學習數學提供了一個廣闊的空間,培養(yǎng)學生的動手操作的實踐能力和探索精神,也提高了學生的綜合能力。讓學生在操作中思考,在交流中思考,在思考中探索獲取新知識,充分發(fā)揮學生的主體性和積極性。
經過這次課堂教學的反思在日后的常規(guī)教學中我一定注意自身教學語言的規(guī)范精煉,不斷扎實自己的科學基本功,并時刻銘記新課改標準的要求、指示:教學過程中應以學生為主體,讓學生探究性學習,以“玩”的形式學習。
設計意圖
薄殼原理在我們生活中的應用是很廣泛的,如安全帽、拱橋、拱形屋頂等,但這樣的知識內容在小學、初中的教材中才會出現(xiàn),如何讓幼兒園的孩子通俗易懂的了解拱形能承受較大力的原理,這是本次活動的一個難點,我們用幼兒身邊常見的雞蛋殼、鉛筆、紙、積木等,通過幼兒自己親自動手做實驗,來感知體會力作用于凹面、凸面、平面時出現(xiàn)的不同現(xiàn)象,也許不是所有的幼兒實驗都能成功,但如果他們在活動中能仔細觀察,喜歡探索,這也是我們活動的一個收獲。
活動目標
1.探索感知力作用于凹面、凸面、平面時出現(xiàn)的不同現(xiàn)象。
2.初步理解拱形面能承受較大力的原理,并了解其在生活中的應用。
3.在操作中能仔細觀察、樂于探索。
活動準備
1.個人操作材料:1/2雞蛋殼4-5個,削好的鉛筆
2.分組操作材料:針筒、卡紙條、書、積木、裝水的盆、托盤若干,紅色筆一支
3.有關拱形的多媒體圖片
活動過程
一.講述故事小雞出殼引起幼兒興趣
二.幼兒探索力作用于雞蛋殼的凹面、凸面的不同現(xiàn)象
1.提問:雞姐姐和雞妹妹吵個不停,你們來評評理,到底是誰先啄破了蛋殼?
什么東西比較像小雞的尖嘴巴?你們愿意來做個實驗嗎?
2.幼兒用鉛筆模擬小雞的尖嘴巴,分別戳蛋殼的凹面、凸面。
3.教師、幼兒共同小結:蛋殼的凹面比較容易戳破,蛋殼的凸面要花較大的力才能戳破。因此蛋殼是雞妹妹先啄破的。
三.往雞蛋殼內、殼外做注水實驗,明白拱形面能承受較大力的原理。
1.出示針管,演示如何吸水、注水。
2.幼兒做實驗。
3.幼兒交流實驗的結果。
拱形結構對于學生來說,并不陌生,在生活中隨處可見,應用廣泛,橋梁、房頂、溫室大棚……都運用到了拱形結構。但這些建筑物為什么建成拱形,其中的原理多數學生可能是沒想過,對此是模糊的,而模糊的知識對學生又是特別好奇的、感興趣的,探究起來學生會全身心的投入到其中。
拱形結構又叫推力結構,它的特點是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力,是所有結構中唯一產生外推力的結構。研究拱形的承重特點更具有趣味性和挑戰(zhàn)性。本課有兩個活動:首先是測試紙拱的承重能力,用紙拱做實驗研究拱形承重的特點,材料好找,簡單易行。學生在實驗中不斷想辦法控制拱形變形的問題,使紙拱不斷承載更大的重壓,從中認識拱形承重的特點。在第一個活動的基礎上,設計了搭瓜皮拱的活動。當學生小心翼翼地把很滑的、小塊的瓜皮搭成一個拱,看到這個拱并未垮掉而且還能承受重壓,他們對拱形承重的特點會有更深的感受,會驚嘆拱形的“力量”之大。兩個活動相比,前者是更理性的研究,后者是更感性的制作,相輔相成。
說教材:
《拱形的力量》是教科版科學教科書六年級上冊第二單元的第三課,學生通過前面兩課的學習已初步了解改變材料的厚度和形狀會增強抗彎曲能力。在本課中,提出了一種新的形狀——拱形。教材設計主要安排了兩項活動。第一項是測試紙拱的承受能力,這個活動讓學生初步了解了拱形承重的秘密。第二項活動是搭一個瓜皮拱,這個活動是讓學生了解拱形在生活中的應用和深入理解拱形承重的原理。
說學情:
通過本單元前兩課的學習,學生對增加材料厚度和改變材料的形狀可以增加物體抗彎曲能力的探究已產生了非常濃厚的興趣,在這氛圍下相信進一步探究拱形,學生們的熱情會更加高漲。鑒于以上的分析,我認為本課的教學重點是:知道拱的受力的原理。教學難點是:拱形承重的秘密和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點。綜合以上的分析,我將本課教學目標定位于:科學概念:拱形受到壓力時,能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力,拱形承受的壓力就會增強。
過程與方法:
通過探究紙拱的承受能力的活動,了解拱形承重的秘密。
情感、態(tài)度、價值觀:
讓學生了解拱形在生活中的應用,同時體驗體驗探究的樂趣,培養(yǎng)學生的合作精神。
說教法學法:
教學目標能夠順利的大成,需要合理的科學的教學方法,為了達成教學目標,突破重難點,本課我將采用“探究-研討”法組織學生進行探究性學習,具體方法如下“:
一:自主操作法。
《新課程標準》指出:學生是學習的主題,在科學學習過程中,學生自主動手操作的活動是學生學習科學的主要途徑。本課主要引導學生利用舊掛歷紙和墊圈探究紙拱的承受壓力的能力。在這個過程中學生充分發(fā)揮自己的動手能力和創(chuàng)造性思維,學生的科學素養(yǎng)能夠更好的得到自主發(fā)展。
二:合作研討法。
科學活動以小組的形式開展,不僅可以培養(yǎng)學生的團結合作精神而且可以在活動過程提出自己的想法,同伴之間進行互相交流,最終達成共識。
說教學過程:
科學的學習要與學生的認知特點相統(tǒng)一,才能使科學教學發(fā)揮最大的效益。要立足學生的認知結構來布局活動和結構,所以我將本課的教學過程設計如下:
一:創(chuàng)設問題情境,引起學生的興趣。
興趣是最好的老師,如果學生有了學習的興趣,他們就會產生學習的欲望并能主動的投入到學習活動中去。
我將出示一張紙:看老師手中的這張紙。(把它平放著,用手托住紙的兩端將紙平放在兩手之間,紙塌下去了)它連自身的重量都承受不起,這樣柔軟無力的紙你能用什么辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎?
學生匯報。(提示不能增加材料。讓學生充分發(fā)言,可以檢查學生對前節(jié)課知識的掌握程度。引導學生說到拱形時。)
師:(做一個拱)做成拱形后它沒有塌下去,看來拱形也有科學道理。你們發(fā)現(xiàn)了沒有我們的周圍中也有許多的拱形建筑,請看(播放課件圖片:趙洲橋、拱門、奧運館所……)
為什么這么多的建筑都采用了拱形呢?同學們愿意和老師一起來研究拱形中的學問嗎?(板書:拱形的力量)
通過這個環(huán)節(jié)創(chuàng)設了問題情境主要是引起學生的興趣和求知欲。讓學生知道本節(jié)課我們將要學習的內容。
二:測試紙拱的承重能力
我將會說下面我們來做一個紙拱,試試它能承受多大的重量吧。
活動一:教學生做紙拱(把紙先卷一卷再松開,做成一個拱形),放在桌面上觀察,說一說拱自身的重量在哪里?特別要注意:這個拱形不能借助其他物體的幫助。
分組實驗(教師巡視指導)。
學生匯報。(在拱下部)
我會說:對,在拱與桌面接觸的地方,我們把它叫拱足。好下面請同學們輕輕地放一個墊圈在紙拱上,來測試紙拱的承受力,仔細觀察紙拱有變化嗎?
學生會回答:有,“紙拱”向兩邊伸展。
接下來我提問:哪個部分承受著墊圈的重力?(拱頂)
請大家再在上面加一個墊圈,觀察一下是不是有新的變化,紙拱隨著壓力的增大,你發(fā)現(xiàn)它的形狀有什么變化?
學生回答:拱形的足伸展得更大了,最后紙拱就平了。
我將追問:你能解釋這種現(xiàn)象嗎?“紙拱”為什么會向兩來伸展開去?
學生回答后,教師小結,課件演示:墊圈的重量壓在了拱上,拱的全部重力傳到兩個拱足,這個力向下,向兩邊傳去,使拱足在墊板上向外滑動,拱就伸展開了。
活動二:把拱足固定,測試紙拱能承載多大的重量
我會提問:既然我們知道了紙拱受力變形的原因,你有什么辦法使紙拱不容易變形,能承受更大壓力?
學生可能會回答:用東西(書本)抵住拱足。
我將引導學生通過實驗來驗證下,(對記錄表講解下)
分組實驗(教師巡視指導)。
討論:說說你們觀察到的現(xiàn)象。當拱頂上的墊圈不斷增加時,它的形狀會有什么變化?(還是要塌,向左右偏)紙拱為什么會產生這種變化?你是怎樣想的?
學生回答后,師進行一定的評價
活動三:讓拱形承受更大的壓力
我提問:我們怎么做能讓紙拱承受更大的壓力?你打算怎么做?先將自己的方案寫下來,再匯報。
學生匯報。學生聽取別人的意見后對自己的方案可能有修改,讓學生改進設想,完善方案。
學生進行實驗操作。(溫馨提示):
1、進行實驗時,做好數據記錄。
2、每個實驗,“拱橋”的拱足之間的距離要保持一致。
3、如果紙條被壓壞或有明顯折痕,應該換上新的紙條。對記錄表講解下
②分組實驗(教師巡視指導)。
③學生匯報。
我會說:通過不斷改進實驗,大家做出來的實驗結果跟原來的相比,拱的承受力都大了很多。仔細觀察,你們的方案有一個共同的特點,是什么?(都在拱形的兩邊放書本,把拱足抵住。)現(xiàn)在你能還解釋一下為什么抵住拱足,就能提高拱的承受力?
④請學生試著解釋。
(演示課件說明:拱形承載重量時,能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分,拱形各部分相互擠壓,結合得更加緊密。拱形受壓時會產生一個向外的推力,抵住這個力,拱就能承載很大的重量。)
我將進一步引導學生思考:從同學們剛才的實驗中我們看到抵住拱足的物體的多了、重了,拱的承重能力就增強了!那現(xiàn)在老師有個問題了,要是我們繼續(xù)在旁邊加書本,拱是不是會一直都這樣,承受的物體越來越多呢?(引出極限、“限載”的含義)
通過這個環(huán)節(jié)學生不僅了解了拱形承重的秘密,而且培養(yǎng)了大家的自主操作能力和團結合作的精神。
三:搭拱橋
現(xiàn)在我們來進行次比賽,利用老師給大家提供的積木來搭一個座拱橋,看誰搭得好。
學生分組活動。兩組學生分別在講臺兩邊桌上搭積木拱。其他同學觀看,助威。(提示:注意積木的形狀,要用物體把拱足處抵住。)全體觀看積木拱橋,教師往拱上添加鉤碼。
師:你現(xiàn)在能解釋為什么積木拱不會垮了嗎?
本環(huán)節(jié)的活動用自制積木替代瓜皮,這樣有利于保持學生桌面的干凈整潔。同時,由于是木質材料所以每座橋的塊數可以多些,學生必須相互協(xié)作才能更好完成實驗。木質材料方便保存可在以后的教學中反復使用。
四:拓展延伸
說說我們生活中還有哪些方面用到拱形的知識呢?
五:板書設計
拱形的力量
教學目標:
科學概念:拱形由于可以通過材料向下和向外傳遞承受的壓力,所以能夠承受較大的壓力。
過程與方法:能根據拱形結構的形變來分析受力的狀況;能夠在實驗的過程中進行思考,逐步深入地研究拱形比平形能承受更多壓力的原因。
情感態(tài)度與價值觀:關注拱形結構與技術的結合及在生產生活中的應用;認識到不斷深入研究的重要性。
教學重點:
在結構性活動中構建“拱形由于可以通過材料向下和向外傳遞承受的壓力,所以能夠承受較大的壓力”的科學概念
教學準備:做拱形的紙(7),課件(教師用),鐵墊圈,塑料杯、鑷子。
1、談話:上節(jié)課我們基于[各種形狀的鋼材]這一現(xiàn)象研究了形狀與抗彎曲能力的研究,誰能來說形狀與抗彎曲能力之間有什么關系?為什么與平的橫梁相比,改變形狀后抗彎曲能力會增強呢?(預設:改變形狀后,雖然減小了紙的寬度,但卻增加了厚度,從而大大增強了紙的抗彎曲能力。)
2、老師今天還帶來了一些具有悠久歷史的建筑圖片,在這些建筑在設計上都運用了一種形狀?請大家仔細看是什么形狀?(播放課件:拱橋、拱門……)學生介紹發(fā)現(xiàn)——拱形(預設)
5、揭示課題:今天我們就一起來研究一下拱形是不是真的能增強抗彎曲能力,它的承重力到底有多大?[拱形的力量]
1.怎么研究呢?是不是增強了抗彎曲能力還需要跟什么作個比較?
2.用同樣厚度的紙條,分別搭一個拱形的紙橋和平橋,它們承受墊圈數量情況會有什么不同嗎?
4.演示實驗,并記錄(重復)。
5.從實驗中[有什么發(fā)現(xiàn)]?這些信息說明了什么?[解釋]
8.看來剛才的實驗我們認為是進一步支持了我們同學的觀點,是吧?剛才在測試拱形承受力的實驗中,誰還有其他什么發(fā)現(xiàn)?它的形狀發(fā)生了什么變化?
9.學生匯報交流,紙拱受壓時拱足向兩邊推開。師介紹拱形:下面與紙板接觸支撐拱的部分叫做“拱足”(板書標出拱足)教師引導分析:墊片在拱頂的壓力是向下的,而產生讓“拱足”向兩邊外推的力是怎么來的?(并畫示意圖)
10.面對這種的一種現(xiàn)象,你又想怎樣繼續(xù)研究?為什么會想到這個問題?
1、用物體抵住拱足能不能增強紙拱的承重能力?怎么做?
2、學生小組討論,制定實驗方案。
3、如果用兩本書抵住后真的增強了它的承受力,接下去你們還想怎么做?
4、實驗、并記錄。
5、學生匯總數據。
(1)分析、觀察數據,對比拱足被抵住前后數據的變化,[有什么發(fā)現(xiàn)]?
抵住拱足的書本越多,能承受的墊片就越多。
(2)[怎么解釋?]用物體抵住拱足能增強紙拱的承重力;
7、學生嘗試解釋(追問:還是因為改變形狀的原因嗎?通過今天的研究,你對于結論的得出又有什么新的看法?)
8、小結:(拱形承載重量時,能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分,產生外推力。抵住這個力,拱就能承受很大的重量。)
9、思考:是不是無限的增加兩側抵住拱足的書本,拱形的承重力也會無限的增加?
1、談話:說得真不錯,為了表示獎勵,今天老師送大家一個禮物,想要嗎?
我們的古代人民就利用聰明才智巧妙的利用了拱形的力量,作為更富有創(chuàng)造精神的現(xiàn)代人在我們的生活中又是如何利用拱形的呢?請大家課后收集生活中見到的拱形,并將它們記錄下來。
教學目標:
知識方面:
理解科學概念:拱形受到壓力時,能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力,拱形就能承受更大的壓力。
能力方面:
能夠邊實驗邊思考,逐步深入地研究一個問題。能根據觀察到的拱形產生的形變推想它受力的狀況。
情感態(tài)度價值觀方面:
讓學生了解拱形在生活中的應用,同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂。
教學重點:
學生在實踐探究中能根據拱形的形變來分析拱形受力的狀況。
教學難點:
學生能根據拱形受力后形狀的變化,分析出拱形受力的狀況。
教學準備:
學生:拱紙墊圈實驗記錄單、螺帽若干個
教師:拱紙平紙墊圈實驗記錄單、螺帽課件
教學過程:
一.課前回顧復習舊知
1、橫梁的抗彎曲能力與什么有關?
2、紙梁的寬度.厚度與抗彎曲能力有什么關系?
3、為什么改變形狀能提高材料的抗彎曲能力?
二、創(chuàng)設情景導入新課
看老師手中的這張紙。(把它平放著,用手托住紙的兩端將紙平放在兩手之間,紙塌下去了)它連自身的重量都承受不起,這樣柔軟無力的紙你能用什么辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎?然后思考如何讓一張紙承受更大的壓力呢?
2、還記得我們學過的課文《趙州橋》嗎?
課件展示美麗的趙州橋圖片及多幅拱形建筑圖片。提問:觀察這些圖片在形狀上有什么特點?(拱形)“這座趙州橋離我們這么久遠,為什么還這么牢固呢?學生觀察,發(fā)表各自建議。談話:是這座趙州橋里面有拱形嗎?還有很多建筑物也設計成拱形,如天安門城樓、法國鐵塔、相城中心商貿城、悉尼大橋等,為什么人們要把建筑物設計成拱形呢?”拱形真的有這么大的力量嗎?(板書課題:拱形的力量)今天就讓我們一起來研究一下“拱形的力量”(板書)
三、動手操作驗證假設
這兩張紙的材料和大小都一樣,跨度都是,你們估計一下哪張紙的承重能力強一些?
(2)檢驗一下,以碰到這個面為標準。請數好。
3、相同材料和大小的紙,哪種形狀的承重能力強一些?
4、現(xiàn)在你的腦海中冒出了什么問題?
為什么拱形紙的'承重能力比較強呢?你能做出自己的解釋嗎?
3個墊片呢?
向兩邊推(伸展)開去。
如果再在上面加一個墊片,平紙往下凹得更厲害了,拱腳也向兩邊推(伸展)得更開了。
靜止的拱腳向兩邊推開,說明肯定對它施加了一個力,我們把這個力稱為外推力,那么這個外推力來自于哪里呢?(墊片向下的壓力)
師出示懸空的墊片,這樣嗎?壓在拱紙上的墊片對拱紙產生了一個向下的壓力。
(呢?誰能解釋一下這種現(xiàn)象?(向下壓的力傳向兩邊,所以,“拱腳”才會向兩邊推。)
8、小結:
(。
(
四、總結提高理論升華
當我們把臺歷紙彎曲成拱形的時候,兩邊用書抵住,再放上硬幣,大家猜一猜又會發(fā)生什么樣的奇跡呢?學生動手操作,發(fā)現(xiàn)拱形結構能承受較大的力。
深入組內,觀察學生的實驗過程。
總結:當我們使用相同材質的紙板時,我們把拱腳的位置墊得越高,這個拱形能夠承受的壓力就越大。
課件展示,圖示解析:當拱形受到一個壓力的時候,它就會把這個壓力分解成向下的壓力和向外的推力,此時當我們抵住這個力,拱形就能承載很大的重量。拱形是所有結構中唯一一個產生外推力的結構,所以拱形結構又叫推力結構。
五、搭建一拱參與體驗
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2、10個學生為一組搭建一個拱。
3、其他同學自由選擇:
① 看同學造拱,參與討論。
② 改進或繼續(xù)拱紙的研究。
4、拱的承重測試。
5、對做得好的學生獎勵拱形結構的知識小卡片。
六、探索奧秘拓展延伸
同學們,今天我們探究拱形的力量,探究得很有力度,我們通過實驗探究,弄清拱形能承受更大的力的秘密。對了解生產、生活中的拱形,起到一定的作用。其實我們生活中,有很多的拱形形狀的物體(課件展示)。還有在我們的身體內就存在著拱形的物體。(課件展示)大家可以在下課之后去發(fā)現(xiàn)我們身邊存在的拱形。看能不能用學到的科學知識解釋它們。
七、課外作業(yè)
制作一座紙橋
之前我們已經學習了抵抗彎曲的方法,還有橋的不同種類,課下請同學們結合所學過的知識,組內研究并制作一座橋。
《拱形的力量》是教科版科學教科書六年級上冊第二單元的第三課,學生通過前面兩課的學習已初步了解改變材料的厚度和形狀會增強抗彎曲能力。在本課中,提出了一種新的形狀——拱形。拱形結構是一類很重要的結構,應用廣泛。拱形結構有的書又叫推力結構,它的特點是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力,是所有結構中唯一產生外推力的結構。研究拱形的承重特點更具趣味性和挑戰(zhàn)性。教材精心設計了幾個體驗和實驗活動,讓學生了解到拱形的結構特點是把受到的壓力分解成向下和向外的推力,通過提出問題——嘗試——總結經驗——改進實驗,再嘗試——在獲得成功的探究過程中找到拱形承受巨大壓力的原因,認識拱形受力的特點。
通過本單元前兩課的學習,學生對增加材料厚度和改變材料的形狀可以增加物體抗彎曲能力的探究已產生了非常濃厚的興趣,在這氛圍下相信進一步探究拱形,學生們的熱情會更加高漲。
拱形受到壓力時,能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力,拱形就能承受更大的壓力。
根據學生原有的邏輯思維能力與學習水平,我對本節(jié)課的教學流程作了如下處理:①激趣導入,引出問題。②大膽假設,自主探究。③總體評價,歸納小結。④探究活動延伸。這樣處理符合認識論過程和科學探究的要求,既體現(xiàn)了“從生活走向科學,從科學走向社會”,又“注意科學探究,提倡學習方式的多樣化”,使課程結構自然流暢,學生易于接受。從提出問題走進探究,在做中學,又帶著問題走向生活、社會,把探究的空間拓展到課外,拓展到了日常生活。
能夠邊實驗邊思考,逐步深入地研究一個問題。能根據觀察到的拱形產生的形變來推想它受力的狀況。學生在實驗探究活動中,如何進行實驗,如何分工合作,如何處理數據,實驗中出現(xiàn)與探究課題不同或與生活常識有矛盾的問題,應如何對待,也需在實驗探究過程中引導學生正確處理,并鼓勵學生大膽嘗試。培養(yǎng)學生實驗動手能力的方法,一是讓學生在實際操作中逐漸提高;二是教師在實驗過程中給予恰當指導。
讓學生了解拱形在生活中的應用,同時體驗科技的力量、創(chuàng)造的快樂。
弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力,設法保持拱形的形狀,使它承受更大的壓力。
拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點。
教師準備:相關的圖片資料,做拱形的紙,課件(教師用)。180g繪畫紙一整張裁成長21cm、寬10cm的小塊,鐵墊圈、螺帽若干,墊板(三層板裁小長21cm、寬10cm大?。灾拼罟胺e木(二至三組)。
師:前幾節(jié)課我們學習了在不增加材料的情況下,增強材料抗彎曲能力的幾種辦法,這節(jié)課我們繼續(xù)來研究讓一張紙承受更大壓力的方法。
(師出示一張紙)看老師手中的這張紙。(把它平放著,用手托住紙的兩端將紙平放在兩手之間,紙塌下去了)它連自身的重量都承受不起,這樣柔軟無力的紙你能用什么辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎?
學生匯報。(提示不能增加材料。讓學生充分發(fā)言,可以檢查學生對前概念的理解。引導學生說到拱形時。)
師:(做一個拱)做成拱形后它沒有塌下去,看來拱形也有科學道理。我國古代勞動人民早已利用拱的科學原理進行建筑設計。請看(播放課件圖片:趙洲橋、拱門、房子、奧運館所……)這么多的建筑為什么都采用了拱形呢?同學們愿意和老師一起來研究拱形中的學問嗎?(板書:拱形的力量)
設計意圖:使學生認識到“拱形”是“改變形狀”的另一個視角。通過欣賞拱形建筑的圖片,讓學生感受到中國勞動人民的勤勞智慧,拱形的神奇作用,最后的提問激發(fā)起學生的求知欲。
①實驗一:
師:現(xiàn)在請同學們像老師這樣(把紙先卷一卷再松開,做成一個拱形)做一個紙拱,放在墊板(提示:按墊板上事先畫好的兩拱足間距離來做拱)上觀察,說一說拱自身的重量在哪里?特別要注意:這個拱形不能借助其他物體的幫助。
分組實驗(教師巡視指導)。
師:對,在拱與墊板接觸的地方,我們把它叫拱足。好下面請同學們輕輕地放一個墊圈在紙拱上,來測試拱的.承受力,仔細觀察紙拱有變化嗎?(有,“紙拱”向兩邊伸展。)哪個部分承受著墊圈的重力?(拱頂)
請大家再在上面加一個墊圈,觀察一下是不是有新的變化,紙拱隨著壓力的增大,你發(fā)現(xiàn)它的形狀有什么變化?(拱形的足伸展得更大了,最后就平了。)你能解釋這種現(xiàn)象嗎?“紙拱”為什么會向兩來伸展開去?
(課件演示:墊圈的重量壓在了拱上,拱的全部重力傳到兩個拱足,這個力向下,向兩邊傳去,使拱足在墊板上向外滑動,拱就伸展開了。)(板畫:)
設計意圖:通過觀察描述活動,學生能清晰地認識拱形橋的受力軌跡,從而建構第一層次的“拱形”概念――拱形可以通過材料向下和向外傳遞承受的壓力??吹焦白惴珠_自然想到要用什么東西去抵住它。
①實驗二:
師:既然我們知道了紙拱受力變形的原因,你有什么辦法使紙拱不容易變形,能承受更大壓力?承受幾個墊圈你能預測一下嗎?用實驗檢測下看行不行。
②分組實驗(教師巡視指導)。
師:有作用嗎?(學生回答)用東西抵住拱足它確實比剛才承受的壓力要大一些,看來大家剛才的想法是正確的。
③討論:說說你們觀察到的現(xiàn)象。當拱頂上的壓力不斷增加時,它的形狀會有什么變化?(還是要塌,向左右偏)紙拱為什么會產生這種變化?你是怎樣想的?
設計意圖:讓學生在認真觀察現(xiàn)象后,對出現(xiàn)的問題作出解釋,并開動腦筋去思考解決方案,有了方案再去用實驗去驗證。用事實證明自己的方案是有效的。這樣多次訓練有助于學生養(yǎng)成良好的科研習慣。對于紙拱還是會變形。這時就會激發(fā)學生思考應從哪些方面來改進自己的方案。在討論中學生相互啟發(fā),有助于后面的探究活動。
①實驗三:
師:怎么使紙拱承受更大的壓力?你打算怎么做?先將自己的方案寫下來,再匯報。
1、課下收集趙州橋詳細資料,更進一步的去了解。
2、到生活中找拱形。收集相關的圖片和文字資料。
3、課下捏雞蛋,嘗試著弄清楚雞蛋為什么捏不爛的原因?
教學反思:
1、提前試驗,做好預設
福建師范大學余文森教授說過:“沒有預設的課堂是不負責任的課堂”。為了上好這一課,我進行了反復地實驗,充分地預設。(1)用墊圈不太好,墊圈比較輕,不但所須的數量多,而且放上3-5個,觀察紙拱變化的實驗現(xiàn)象不太明顯。因此,改用螺帽,螺帽的重量大大的增加了,每小組最多用30個,而且放一個,紙拱就有明顯的變化。(2)紙拱所用的卡紙不能過硬,也不能過軟,必須是柔韌性特別好的,這樣才能支撐做完兩次次實驗,而且紙拱不易變形;并在紙拱的中央豎著畫一道2厘米寬的豎格,做為放螺帽的位置,如果任意放,紙拱往往就會向一邊坍塌,給學生理解拱形承重的秘密帶來了誤區(qū)。(3)西瓜皮水分大,容易滑落,實驗的成功率不太高,換為冬瓜皮效果更明顯。
2、積極應對教學中的生成
福建師范大學余文森教授說過:“沒有生成的課堂是不精彩的課堂”一節(jié)好課,精彩的課,除了教學環(huán)節(jié)流暢,目標落實到位等外,更主要的是課堂上有更多生成出來的,你意想不到的東西,你避而遠之,就留下遺憾,課堂就不會完美,稱不上精彩;你隨機應變,積極應對,解決意外,你的課堂就會得到供認的精彩。在這節(jié)課中,對學生生成出來的問題,我積極地去解決。比如:在做沒有抵住拱足的實驗時,同是一張一樣的紙做出來的拱,有的組能承受兩個一樣大小的螺帽,有的組是三個,更有一個組居然承受了六個,面對學生的不一,我馬上抽取了三個組的紙拱讓學生對比,學生直觀的就觀察到了,紙拱承受螺帽數不一樣的原因在于所做紙拱的跨度不一樣。隨機引導學生認識拱形承重和拱形的跨度還有關。還比如:在做用同樣多本書抵住拱足的實驗時,交流時,各組的螺帽數也是不一,我隨機把各組承受螺帽數和書的本書列舉數來,通過對比分析,學生很輕松的弄清出了其中的原因:抵住拱足各組用的書本不一,紙拱的跨度不一。學生還了解到了拱足抵住的越結實,拱形承受重壓的能力就越強一些。
3、有效利用課本,突破重難點
弄清拱形承重的秘密是本節(jié)課的重點,也是難點。為了突破重難點,我先讓學生經歷拱形受力的實驗,觀察實驗中拱形承重時的變形狀況,初步試著分析實驗現(xiàn)象;然后在親歷實驗的基礎上,各小組根據實驗所觀察到的現(xiàn)象,充分的展開討論交流,試著解釋猜測拱形承重的秘密;同學們討論的結果對不對呢?教師沒有做任何解釋,而是把結論推向了書本—閱讀教材32頁“拱形承重的秘密”。教材用的恰到好處,及學生所須,下了一場“及時雨”,有效的發(fā)揮課本資源的作用,隨機又把課本上拱橋承重的示意圖制作成的課件,進行了播放,進一步加深了學生的理解;最后做搭冬瓜拱的實驗把學生從理性認識,又拉回到感性制作中,又饒有興趣的經歷了一次拱形承重的實驗。困難迎刃而解。
4、注重人人參與,親歷科學探究過程。
本節(jié)課緊緊圍繞科學探究的幾個環(huán)節(jié),本著人人參與的教學理念,讓學生在問題情景中猜想、假設、設計方案、實驗驗證、記錄、分析實驗現(xiàn)象、討論交流、得出結論等,讓學生經歷一次較完整的科學探究歷程,在教學過程中大膽放手讓學生來猜、來想、來實驗,來記錄、來分析、來小結,給學生足夠的時間和空間,充分相信學生,放手讓學生自己來做,在做中學、做中知、做中體驗。我只是在學生活動時給予一定的指導和要求。
真正體現(xiàn)了教師的主導作用和學生的主體地位。
5、課堂做到了首尾呼應
在學生談完收獲后,根據板書引導小結本節(jié)課的重點,并相應的對導課時提出的問題:“這些圖片中的建筑物為什么要設計成拱形呢?”使得本節(jié)課首尾做到了呼應,有問就有答,課堂一氣呵成,更完整,完美。
6、發(fā)揮評價的有效作用
有效的課堂評價就像一盒潤滑劑,能使教與學互動起來,融合起來,收到意想不到的良好效果。在這節(jié)課或是平時的課堂教學中,我非常重視對學生們的評價(綜合評價,見附表),尤其對實驗活動,及時評價各小組的表現(xiàn),采用記分制,教師板書記分,班長課下在所對應小組名下記分,歸入學期末的綜合評定,這樣長期堅持下去,小組的活動就會開展的有序、有效、有時,而且,組員們都會為榮譽積極地參與到科學課的學習中來。
重點:
1.認識拱形受力時可以將力分散,并向下和向外傳遞,在拱足處轉化成外推力和向下的力。
2.知道抵住外推力,可以使拱形承受更大的壓力。
難點:瓜皮拱的受力情況推測拱形受力時各部分相互擠壓的作用,進一步理解拱形承重的原因。
3教學過程
3.1 第一學時
教學活動
活動1【導入】導入
1.圖片:各種拱形結構的建筑物(課件出示)——這些建筑在結構上有什么共同的特點?(拱形結構,板書拱形)
2.古今中外,從城市到相間,拱形建筑到處可見,讓我們一起來認識一下拱形。
活動2【活動】研究拱形
(二)研究拱形
1.人們?yōu)楹我獙⒔ㄖ镒龀晒靶?你是怎么想的.?,真的如大家所說,拱形能承受很大的力嗎?讓我們一起來研究一下拱形的力量,導入及板書
2.要研究拱形的力量,必須先要制作拱,看看我是怎么做的(演示紙拱的制作)
3.猜猜看,這個紙拱能承受多大的壓力,也就是能承受多少個墊圈?
4.到底怎樣,讓我們一起通過實驗來測試一下,請大家先了解一下實驗的要求:(課件展示)
5.分組實驗探究
6.交流板書:可承受一定的壓力
7.在剛才的實驗中,你還發(fā)現(xiàn)了什么?(拱足怎么啦?)板畫(師板畫拱形——同時介紹拱形的拱頂和拱足)
(1)拱足向外移動了,這是什么原因造成的?
(2)拱頂受到的壓力到了拱足變成了向外的推力,拱足部分真的有兩個外推力嗎,我們不妨體驗一下:兩人合作,一人拱頂處使力,另一人兩個手指抵住拱足,體驗外推力;
8.除了外推力,向下的壓力還有嗎?(演示實驗:沙平面受力壓痕,板畫完整的受力圖)
9.現(xiàn)在誰來說說看拱形受力有什么特點。課件:拱形受力時可以將力分散,向下和向外傳遞,在拱足處轉化成外推力和向下的力。
10.進一步探究:如果我們不抵住拱足處的外推力,拱就會變形,那你有什么好的方法讓紙拱不變形?(課件)這樣做,承受的壓力可能會怎樣,真的嗎?那我就按照你們的方法來試試看(演示實驗)
11.交流:發(fā)現(xiàn)了什么?(1)承載力變大,(2)板畫:形狀又有改變)
12.從中你會提出什么新的探究問題?(怎樣才能使紙拱承載更大的壓力;如果我們用四本書分別抵住拱足處的外推力,拱承受的力將會……六本呢?真的如大家所說嗎?你覺得這個實驗怎么做,實驗時還要注意什么?課件4本書及溫馨提示:6人一組,跨度不變,書本緊靠拱。
14.交流:說說你的發(fā)現(xiàn)——抵住拱足的力量越大,拱形承受的壓力越大。課件: 結論
活動3【練習】延伸與拓展
1.研究瓜皮拱
課件:(1)梯形的五塊瓜皮做成拱瓜皮為什么不垮呢?
(2)受壓時會有什么現(xiàn)象發(fā)生?說明了什么?
課件結論:拱形受壓,不單拱頂和拱足處受到力,其實拱形的每一個地方都受到力的作用。
瓜皮拱把受到的力向下、向外傳遞給相鄰的部分,拱形的各部分相互擠壓,結合得更緊密。所以在一定的重物下瓜皮拱不垮。
2. 課件師述:拱形建筑,肯定不是靠人的力量抵住拱的外推力的,比如拱橋的拱足會頂住河的兩岸,抵住外推力時需要的的力量來自于河堤的巖石或地面,力量強大,可以保證拱橋的穩(wěn)定和堅固。
3.課件運用:現(xiàn)在你能解釋為什么古代的城門大多是拱形?
拱形的力量教學反思
(一)教學設計反思
1、第一個實驗環(huán)節(jié)中(探究紙拱是否有力量)不該過早揭示結論,而是讓學生自己發(fā)現(xiàn)并總結,使之成為學生的內化知識。
2、第二個實驗環(huán)節(jié)應由教師拋出問題“怎樣讓紙拱不變形?”再由學生自主提出將拱足抵住。并設計實驗。
(二)教學過程反思
1、教學板塊銜接處不夠順暢,一時緊張竟遺忘一個穿插小實驗(讓學生兩人合作用手指抵住拱足感受其向外推力)
2、由于時間控制不夠到位,以致結尾處未對西瓜皮拱的承重原理進行分析闡述,從而缺少對本課知識點的牽引與加固。
(三)存在問題反思
1、設計的教學內容環(huán)節(jié)較匆忙,沒有給學生留下充分活動、感知、體驗的時間。
2、教學板塊設計意圖應以學生探究為目的,而不是教師傳授知識讓學生驗證。
3、運用教學語言不夠熟練,精簡,并出現(xiàn)了多次口誤。這是不應該的。
(四)改進措施反思
1、教學設計應更嚴密、更科學。尤其要預留出學生活動的時間。
2、提高自己的教學素養(yǎng),提高自己教學語言表達能力。多聽、多學、多練。 整堂課學生們在一種歡快的氣氛中學習新知識。在教學中,讓學生分組自己動手去掂一掂,讓學生自主探索,為學生學習數學提供了一個廣闊的空間,培養(yǎng)學生的動手操作的實踐能力和探索精神,也提高了學生的綜合能力。讓學生在操作中思考,在交流中思考,在思考中探索獲取新知識,充分發(fā)揮學生的主體性和積極性。
經過這次課堂教學的反思在日后的常規(guī)教學中我一定注意自身教學語言的規(guī)范精煉,不斷扎實自己的科學基本功,并時刻銘記新課改標準的要求、指示:教學過程中應以學生為主體,讓學生探究性學習,以“玩”的形式學習。
《找拱形》一課是教科版科學六年級上冊“形狀與結構”單元中的第四課。在第三課“拱形的力量”探究活動中,學生已經通過實驗研究認識了拱形受力的特點。本課“找拱形”就是要在圓頂形、球形、不規(guī)則弧形結構中找出拱形的特征和異同,使學生對拱形結構的認識進一步擴大和加深。試圖引導學生在經歷“解釋圓頂形、球形承受壓力特點”“尋找生物體中的拱形”等探究活動中用已有知識解讀物體的形狀與結構,對弧形結構的物體作出合理的解釋,發(fā)展學生的聯(lián)想和邏輯推理能力。
1、科學概念:圓頂形有和拱形相似的特點,可以承受很大的壓力。
2、過程與方法:用已有知識對常見弧形結構承受力的特點作解釋。通過觀察、實驗來分析解釋這種現(xiàn)象,并能與生活相聯(lián)系。
1、認識圓頂形和球形,在生活用品、生物體中找拱形。
2、根據實驗現(xiàn)象進行分析,并能說出自己的見解。
1、小組準備:圓頂形塑料殼2個,完整的乒乓球一個,勺子、鼠標、筆、塑料瓶(隨機)
2、教師準備:圓頂形塑料殼3個,木板一塊,一半的乒乓球,剪開的半個乒乓球。
1、我們在上一課中知道拱在承受壓力時會向下向外傳遞承受的力,各部分相互擠壓,結合緊密,所以能承受很大的力,如果抵住拱足呢,拱又能承受更大的力了。
1.生活中還有許多圓弧形的物體:鍋蓋、安全帽(ppt),我們把這些物體的形狀叫做圓頂形(板書)
2、為什么這些物體要設計成圓頂形?我們來感受圓頂形承受力的特點。
(2)每個同學都看一看塑料的厚薄、捏一捏皮的軟硬、再把它扣在桌面上壓一壓感受一下。你發(fā)現(xiàn)什么?
(4)演示:三個這樣的圓頂形塑料殼扣在桌面能承受多少本書?
三個這樣的圓頂形塑料殼扣在地面,請一個小朋友上來試試他們的力量。
(2)直接出示被剪開的半個乒乓球,你有什么發(fā)現(xiàn)。
4、圓頂形是拱形的組合,但是圓頂形與拱形有沒有不同的地方呢,同時出示剪開的乒乓球和完整的半個乒乓球。(每個小組一份材料,更方便觀察)
追問:為什么?有什么辦法讓剪開的乒乓球承受更大的力?
試著用透明膠粘住剪開的拱足,你有什么發(fā)現(xiàn)?為什么?
請生上臺畫出簡圖。
5、總結圓頂形的特點:圓頂形是拱形的組合,能承受很大的力,且不產生外推力。
1.生活中還有這些圓弧形的物體:燈泡、乒乓球、球形建筑,這種物體的形狀有什么特點?導出:球形(板書)
我們有什么方法去驗證(有了上面的探究過程,學生可嘗試自己設計試驗)。
預設:
(1)兩個圓頂形組成一個球形,所以球形像圓頂形一樣承受力大。
(2)用力按圓形的乒乓球,雖然乒乓球的塑料軟而薄,但承受的力大。
3、把2個塑料殼組合成球形,每個同學都用手壓一壓塑料球,說說感受。
分發(fā)材料、小組實驗、交流感受(很難壓癟)。
4、總結球形的特征:球形任何一個地方受力,力都可以向四周均勻散開,所以球形比任何形狀都堅固。(教師手持球形塑料殼比劃,并畫出簡圖)
1、很多生活物品中也有拱形。
2、每個小組其中一位同學的抽屜中都有一件物品,仔細觀察物品各部分結構,有沒有拱形,說一說這么設計的目的。
3、小組探究、交流。
(1)勺子,勺把、勺面上有拱形,作用是增強材料強度、容納湯水。
(2)鼠標,鼠標表面、滾輪上有拱形,作用是堅固、能承受更多力、更貼合手形、方便。
(3)水杯、筆、筆桿、筆帽上有拱形,作用是抗彎曲強、堅固、方便拿捏。
4.風扇外殼、燈泡、花瓶、魚缸、純凈水桶等生活物品上都能找到拱形,拱形在生活中發(fā)揮著不小的力量。
1、人體的結構巧妙,我們的身上能找到拱形嗎?
2、小組活動,看一看自己和小組成員的身體,摸一摸找到拱形,說說身體中拱形的作用。
……
4、除了人體中有拱形,其他生物體中有嗎?
動物:龜殼、海螺、貝殼、螃蟹、雞蛋――保護身體……
總結:通過今天的學習,我們認識了圓頂形、球形的特征,并在許多物品和生物體上找到了拱形。同學們在平時生活中也做個有心人,找一找有“拱形”結構的物體。
《找拱形》一課是科教版《科學》六年級上冊“形狀與結構”單元第四課。在本單元中學生在學習中要了解身邊幾種常見的結構,知道結構具有不同的特點能滿足不同的需要;發(fā)現(xiàn)改變物體的形狀結構可以改變其承受力的大?。后w驗科學|技術對社會進步的巨大的影響;提高探究興趣,發(fā)展探究能力。本單元也存在對力進一步的認識,在引領學生探究物體形狀結構的同時發(fā)展他們對力的認識,知道力還有使物體變形甚至破壞的作用。在第三課“拱形的力量”探究活動中,學生已經通過實驗研究認識了拱形受力的特點。本課“找拱形”就是要在圓頂形、球形、不規(guī)則弧形結構中找出拱形的特征和異同,使學生對拱形結構的認識進一步擴大和加深。試圖引導學生在經歷“解釋圓頂形、球形承受壓力特點”“推理塑料飲料瓶形狀設計中的科學道理”“尋找生物體中的拱形”等探究活動中用已有知識解讀物體的形狀與結構,對弧形結構的物體作出合理的解釋,發(fā)展學生的聯(lián)想和邏輯推理能力。
在本課的教學中設計思路還是緊貼教材,希望通過一節(jié)課的課堂教學,激發(fā)學生的活躍思維,積極尋找建筑中的拱形、生活物品中的拱形、以及生物體中的拱形,并且認識到拱形結構對我們生活的影響。在最開始的教學中,我設計了這樣一些環(huán)節(jié):
在導入中我直接出示一個圓頂形的塑料殼,問學生是什么形狀,他們的第一反應是半圓形,接著再出示一些其他的物體,如安全帽、鍋蓋等,再出示圓頂形的建筑物,導出“圓頂形”。那我們生活中一些物體和建筑物被設計成圓頂形,是為什么呢?通過前面的學習,學生肯定了解是因為這種形狀承受的力大。這里就設計了這樣一個活動,在三個半個乒乓球上放塊木板,請一位勇敢的孩子上來測試圓頂形能承受多大壓力,結果同學們呼聲很高地選出了班上最壯最高的男生,其實學生是聰明的,他們希望能用最重的同學來測試,以此才能心服口服地說服自己,原來圓頂形真的能夠承受這么多力啊,好厲害。圓頂形也確實不辜負眾望地撐起了壯壯男生的體重,其他同學發(fā)自內心地鼓掌。
部分學生能把圓頂形和拱形聯(lián)系上,但怎樣讓學生更直觀的看到圓頂形當中有許多個拱形呢。我把半個乒乓球剪開,分成了數個拱形,在用透明膠把他粘上成圓頂形。在學生說出自己的猜想后,我直接出示解剖的乒乓球,當這半個乒乓球被打開、合上時,他們都知道是無數個拱形組成了圓頂形。那么圓頂形和拱形有什么相同和不同之處呢?這一問題的提出,學生首先想到前面學習的拱形的特點:拱形受壓會產生向外的推力。這時也有學生產生了疑問:拱形需要有物體抵住拱足才能承載很大的壓力,而圓頂形中拱形確沒有向外的推力。這時,那解剖的乒乓球又起到了作用,直接在上面放重物它承重小,那怎樣讓它承重大呢,學生一下就能明白,用透明膠把地下一圈纏住就可以了,那么圓頂形下面的這個“圓”把拱足拉住了,使它沒有產生向外的推力。
在聽片的研究課時,彭老師指出,本節(jié)課不僅是讓學生知道圓頂形是拱形的組合,還要了解圓頂形、球形的受力特點,它為什么能承受很大的力,和拱形比,它又有什么特點。確實,如果本節(jié)課和“力”脫離了就毫無深度可言了。因為有了這些活動的設計,所以學生能很好的感受圓頂形受力的特點。
在本課中也存在一些不足之處,學生的動手實踐活動少,老師的示范試驗多,這樣在課的后半段,以至于部分學生注意力不集中。在學生感受圓頂形是拱形的組合和圓頂形受力的特點時,給每個小組半個解剖的乒乓球,讓他們去觀察,去分析、討論,教師適時的做引導,這樣即是以學生為主體,又提高了課堂的實效性。在生物體重的拱形環(huán)節(jié)設計中原本希望是可以讓小組討論、看一看、摸一摸人體當中的拱形,并交流小組共識。也希望通過人體模型的呈現(xiàn)更直觀地,來總結介紹,從上到下,頭骨、耳廓、牙齒、下巴、肋骨、脊柱、關節(jié)、足弓等部分的拱形,以及他們的作用。但在前面觀察感受圓頂形塑料殼和球形塑料殼的時間過長,使得后面生物體中拱形的認識時間緊張,很多好的想法沒有足夠的時間表達了。其他生物體中的拱形也不能很好的擴展,只是把自己準備的飯勺、雞蛋的拱形展示給學生,但其實蝸牛、貝殼、海螺、螃蟹等很多海洋生物中都存在拱形。
在科學課堂上,學生是學習的主體,在活動的設計中我還需要考慮的更全面。
拱形結構已經廣泛應用于建筑和工程領域,它是一種強大而優(yōu)雅的設計形式。在建筑中,拱形結構能夠產生穩(wěn)定的支撐力和美觀的外觀,同時還可以將權重均勻分配到支撐點上。因此,拱形結構是建設大型建筑和長跨度橋梁的理想選擇。
拱形結構是由一系列相互連續(xù)的弧線組成的,中心點是拱心。這種結構能夠在沒有任何水平支撐的情況下承受壓力。因為拱形結構是一個連續(xù)的形狀,所以任何施加在拱上的壓力都會通過弧線傳遞給支撐點,最終平衡整個結構。
拱形結構最早出現(xiàn)在古羅馬建筑中,例如斗獸場和大型浴室。這些建筑物使用了拱形結構來支持大型石塊和穹頂,使其能夠在長時間使用中保持穩(wěn)定。古羅馬人對拱形結構的運用展示了他們對工程學的深刻理解和創(chuàng)造力。
隨著建筑和工程領域的進步,拱形結構的應用范圍變得越來越廣泛。例如,教堂和大型室內劇院常常采用拱形天花板和拱形窗戶,這樣不僅能夠增加內部空間的美感,還能夠有效地分散壓力。此外,拱形結構也常用于橋梁的設計中。長跨度橋梁需要能夠承受巨大重量的支撐結構,而拱形結構正是最佳選擇之一。yjs21.com
除了建筑領域之外,拱形結構還在其他工程項目中發(fā)揮著重要作用。例如,在隧道的設計中,拱形結構能夠提供足夠的穩(wěn)定性和強度,確保隧道內部的安全。拱形結構還被應用于堡壘和城墻的建設中,這些結構能夠有效地抵御外來壓力,并保護城市的安全。
隨著科技進步,拱形結構的設計和建造變得更加靈活和先進。計算機模擬和結構分析的出現(xiàn)使得工程師能夠更好地理解和預測拱形結構的性能。材料科學的進步也為拱形結構提供了更多選擇,例如鋼材和復合材料,這些材料具有更高的強度和耐久性。
總之,拱形結構作為一種經典且多功能的設計形式,已經在建筑和工程領域中廣泛應用。它不僅能夠提供穩(wěn)定的支撐力和美觀的外觀,還能夠將壓力均勻分配到支撐點上。隨著科技進步,拱形結構的設計和建造變得越來越先進,為我們創(chuàng)造更加美麗和安全的建筑與工程提供了更多的可能性。
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