找拱形一、背景分析1、教材找拱形是教科版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)第二單元形狀與結(jié)構(gòu)第四課。本單元體現(xiàn)的是“設(shè)計(jì)與技術(shù)”的理念，這也是韋鈺院士修訂小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所大力倡導(dǎo)的理念。本單元主要圍繞形狀與結(jié)構(gòu)和承受力大小的關(guān)系來結(jié)構(gòu)教材，一共有八課，前面的七課都是探究不同形狀結(jié)構(gòu)所包含的力學(xué)道理。其中，第一課抵抗彎曲、第二課形狀與抗彎曲能力是探究條形材料抗彎曲能力與形狀的關(guān)系；第三課拱形的力量、第四課找拱形則是探究拱形承受力的特點(diǎn)，并拓展到圓頂形、球形、各種弧形，還從人造物體擴(kuò)展到生物體。在研究了典型的拱形的特點(diǎn)后，本課進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生對(duì)拱形的認(rèn)識(shí)：認(rèn)識(shí)圓頂形和球形等具有拱形相似特點(diǎn)的弧形結(jié)構(gòu)；認(rèn)識(shí)生活物品中的拱形；認(rèn)識(shí)生物體中的拱形。這不但使學(xué)生對(duì)拱形的概念加深，也使學(xué)生過程與方法的能力有所提高。本課有三個(gè)活動(dòng)。第一，了解圓頂形和球形的承重特點(diǎn)。狹義的拱形概念是指像第三課中的紙拱、瓜皮拱那樣的拱。其他由不同曲面構(gòu)成的形狀分別叫圓頂形、球形、弧形、拋物線形等等。廣義的拱形結(jié)構(gòu)概念則包括所有的弧形，因?yàn)樗鼈冇泄餐奶卣?，又稱作弧形結(jié)構(gòu)。基于學(xué)生的水平，我們采用狹義的稱呼?！罢夜靶巍本褪且趫A頂形、球形、不規(guī)則弧形結(jié)構(gòu)中找出拱形的特征，采用的方法是引導(dǎo)學(xué)生把圓頂形、球形看成是拱形的組合。使學(xué)生對(duì)弧形結(jié)構(gòu)有一個(gè)概貌性的了解。第二，觀察分析塑料飲料瓶形狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。讓學(xué)生通過觀察、分析悟出其中的道理，可以提高學(xué)生觀察、分析能力，體會(huì)到科學(xué)技術(shù)與生活的密切聯(lián)系。這項(xiàng)活動(dòng)有綜合性、開放性特點(diǎn)，可以涉及美觀、方便或其他方面的一些問題。第三，了解生物體中的拱形結(jié)構(gòu)。與生命世界的學(xué)習(xí)聯(lián)系，加深對(duì)生物體結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的認(rèn)識(shí)。2、學(xué)生學(xué)習(xí)本課之前，學(xué)生已有的知識(shí)背景：知道增加梁的寬度和厚度可以增加抗彎曲能力，知道改變材料的形狀可以改變材料的抗彎曲能力，知道拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，所以拱形能夠承受很大的壓力。二、教學(xué)目標(biāo) 根據(jù)教材及學(xué)生背景分析，可以確定如下的教學(xué)目標(biāo)：1、知道圓頂形、球形等弧形結(jié)構(gòu)與拱形有緊密聯(lián)系，生物體構(gòu)造中存在著拱形結(jié)構(gòu)。2、能識(shí)別生活中的拱形、圓頂形和球形等弧形結(jié)構(gòu)的物體，并通過聯(lián)想、推理與實(shí)驗(yàn)對(duì)弧形結(jié)構(gòu)的物體作合理的解釋。3、關(guān)注生物體構(gòu)造與其生活的聯(lián)系和科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)結(jié)合的樂趣。三、教學(xué)重點(diǎn)依據(jù)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，可以確定本課的教學(xué)重點(diǎn)是：圓頂形、球形等弧形結(jié)構(gòu)承受壓力的特點(diǎn)及其分析四、教學(xué)難點(diǎn)我校六年級(jí)的學(xué)生知識(shí)面較廣，外出旅游見得也多，但是僅限于科學(xué)知識(shí)且流于表面，對(duì)于其中的道理其實(shí)并不明白，前面學(xué)習(xí)拱形承受力的特點(diǎn)時(shí)亦如此。雖然旅游中看到很多拱形，但是并沒想過其中的道理。依據(jù)本校六年級(jí)的學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容，可以確定本課的難點(diǎn)如下：在生活中，尋找更多的弧形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并分析這樣設(shè)計(jì)的道理；尋找生物體的拱形形狀，并分析對(duì)它們自身有什么重要意義。五、教學(xué)準(zhǔn)備 1、完整的和剖成對(duì)半的乒乓球若干個(gè)；2、完整的和剪開的塑料瓶若干個(gè)；3、雞蛋2個(gè)；4、課件。六、教學(xué)過程 （一）復(fù)習(xí)引入拱形結(jié)構(gòu)在承載重力時(shí)有什么特點(diǎn)？【設(shè)計(jì)意圖：這是前一課所學(xué)內(nèi)容，既是對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)考查，又是為本課學(xué)習(xí)所做的必要的準(zhǔn)備?！浚ǘ┭芯繄A頂形、球形承受壓力的特點(diǎn)1、找生活中的拱形（學(xué)生舉例，教師課件展示）【設(shè)計(jì)意圖：從舉例中考察學(xué)生對(duì)于生活中拱形物體的認(rèn)識(shí)，估計(jì)學(xué)生大多只停留在典型的拱形形狀上，如果這樣，則教師接下來出示的非典型的拱形形狀可以較好地引發(fā)沖突，如果有學(xué)生舉例有非典型的拱形，教師則可以通過追問的方式引發(fā)其他學(xué)生的思考?！?、觀察圓頂形、球形物品（課件圖片）的形狀有什么特點(diǎn)。（1）它們與拱形相似嗎？（2）用紙拱演示【設(shè)計(jì)意圖：紙拱演示旋轉(zhuǎn)變成圓頂形、球形的過程，可以幫助學(xué)生理解對(duì)于圓頂形、球形也是拱形的這一說法?！?、這些物體為什么做成圓頂形，它們承受壓力的能力如何？我們用什么方法可以了解？【設(shè)計(jì)意圖：此問在于讓學(xué)生依據(jù)已有材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因?yàn)榻處煹闹v桌上和學(xué)生實(shí)驗(yàn)課桌上已經(jīng)擺有完整的和剖成對(duì)半的乒乓球?！?、觀察、實(shí)驗(yàn)、分析（1）觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏乒乓球的軟硬。（2）估計(jì)一下，把3個(gè)半個(gè)乒乓球、3個(gè)整個(gè)乒乓球扣在桌上向下壓它，能承受多大的壓力？ 【設(shè)計(jì)意圖：前面將紙拱旋轉(zhuǎn)變成圓頂形和球形幫助學(xué)生在視覺上和頭腦中形成影像，但圓頂形和球形事實(shí)上的承受力還是需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的。此實(shí)驗(yàn)為體驗(yàn)式的定性實(shí)驗(yàn)，不需要做精準(zhǔn)的定量研究?！浚?）握雞蛋的實(shí)驗(yàn)【設(shè)計(jì)意圖：此演示實(shí)驗(yàn)由一名到兩名學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成，既有趣又進(jìn)一步驗(yàn)證了球形物體的耐受力?！?、我們還能列舉出哪些類似拱形受力特點(diǎn)的形狀？【設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)考察學(xué)生對(duì)于非典型拱形的辨識(shí)力，期望學(xué)生能舉出身體結(jié)構(gòu)中的例子，如頭、肩等。如果出現(xiàn)這種情況，后面“塑料瓶形狀的分析”與“尋找生物體中的拱形”的活動(dòng)順序則對(duì)調(diào)，否則按序進(jìn)行?！浚ㄈ┧芰掀啃螤畹姆治?、談話?？磥砦覀冎車霉靶卧黾硬牧蠌?qiáng)度的例子很多。（出示塑料瓶）這是生活中非常常見的塑料瓶，它的形狀設(shè)計(jì)包含了哪些科學(xué)道理？2、指導(dǎo)研究。（1）觀察：塑料瓶上部、中部、底部是什么形狀，表面還有哪些形狀？（2）推理：（以底部為例）塑料飲料瓶底部大多做成圓頂形，為什么？（3）驗(yàn)證：比較平底瓶與圓頂形底瓶的承受壓力能力。（4）你從中發(fā)現(xiàn)了什么？3、小組自主研究其他部位的形狀。4、匯報(bào)交流?！驹O(shè)計(jì)意圖：塑料飲料瓶的研究，是設(shè)計(jì)與技術(shù)緊密聯(lián)系的一個(gè)很好的載體?！浚ㄋ模ふ疑矬w中的拱形1、我們研究了人工設(shè)計(jì)的物體。我們自己身體中存在著拱形結(jié)構(gòu)嗎？ 2、觀察烏龜、貝殼、蛋殼，這些形狀對(duì)它們自身有什么意義？3、還有哪些生物體中存在著拱形結(jié)構(gòu)？【設(shè)計(jì)意圖：將人造的拱形拓展到生物體中的拱形結(jié)構(gòu)，既可以進(jìn)一步體會(huì)身體結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)，又可以拓展學(xué)生的視野，知道仿生也是設(shè)計(jì)與技術(shù)領(lǐng)域里的一個(gè)重要方法?！浚ㄎ澹┬〗Y(jié)，嘗試設(shè)計(jì)：研究了拱形之后，你有什么感想？你能嘗試設(shè)計(jì)什么的物體或者工具？七、板書設(shè)計(jì) 4、找拱形圓頂形 弧形結(jié)構(gòu) 球形【總體設(shè)計(jì)意圖：本課設(shè)計(jì)重在圍繞拱形物體進(jìn)行辨識(shí)和進(jìn)行體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)、受力分析，以體現(xiàn)“設(shè)計(jì)與技術(shù)”的理念。從已有的教學(xué)來看，此設(shè)計(jì)能夠在課堂較好地予以實(shí)施，當(dāng)然，也并非一成不變，教師也需要根據(jù)課堂情況靈活調(diào)整?！?