2019-2020年教科版科學(xué)六上拱形的力量參考教案教學(xué)目標(biāo)科學(xué)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。過程與方法：能夠邊實(shí)驗(yàn)邊思考，逐步深入地研究一個問題。能根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變來推想它受力的狀況。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動中，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如何分工合作，如何處理數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)與探究課題不同或與生活常識有矛盾的問題，應(yīng)如何對待，也需在實(shí)驗(yàn)探究過程中引導(dǎo)學(xué)生正確處理，并鼓勵學(xué)生大膽嘗試。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力的方法。情感、態(tài)度、價值觀：讓學(xué)生了解拱形在生活中的應(yīng)用，同時體驗(yàn)科技的力量、創(chuàng)造的快樂。教學(xué)重點(diǎn)弄清拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，設(shè)法保持拱形的形狀，使它承受更大的壓力。教學(xué)難點(diǎn)拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點(diǎn)。教學(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備：相關(guān)的圖片資料，做拱形的紙，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?。?。學(xué)生準(zhǔn)備：每生帶四五本書用于抵住拱足。教學(xué)過程一、引入比一比：拱橋和平橋誰能承受更大的壓力第一步：兩張相同材料相同大小的紙，一張用來做平橋，一張用來做拱橋，請你們輕輕地在它們的中間部位放一個墊片，仔細(xì)觀察看看會有什么發(fā)現(xiàn)？（學(xué)生操作）第二步：提醒學(xué)生：再往上面疊加墊片，觀察有沒有新的變化。板書：拱形在受力時，力量的示意圖二、探討1.提出問題：在不改變材料又不變形的前提下，你有什么辦法讓拱橋承受更大的壓力呢？2.挑戰(zhàn)自我：l 挑戰(zhàn)時間：12分鐘；l 先設(shè)計好方案再動手操作，設(shè)計一個做一個，并填寫好記錄單； l 注意：別在形變過程中加墊圈；可以利用身邊的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？刂茖?shí)驗(yàn)：當(dāng)拱形彎曲到什么程度，就算做不能再加墊圈了。實(shí)驗(yàn)記錄表：推測能承受的墊圈數(shù)實(shí)際能承受的墊圈數(shù)第一次第二次第三次 3.小小答辯會 實(shí)驗(yàn)匯報以答辯會的形勢進(jìn)行，匯報小組分組別座上答辯席，評委則是老師和其他學(xué)生組成，評委可以根據(jù)匯報情況任意提出自己的問題，在學(xué)生充分認(rèn)識和討論后老師用電腦出示抵住拱足后的受力分析圖，讓學(xué)生更加清晰明了的建構(gòu) “拱形可以通過材料向下和向外傳遞承受的壓力，抵住拱的外推力，就能承受更大的壓力”這樣一個科學(xué)概念。 教師演示課件說明:拱形承載重量時，能把壓力向下和向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結(jié)合得更加緊密。拱形受壓時會產(chǎn)生一個向外的推力，如果能抵住這個力，拱就能承載很大的重量。）師：從同學(xué)們剛才的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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）師：大家都非常認(rèn)真，終于將拱形的受力情況分析的清清楚楚。三、延伸課堂1.提出問題：你知道了趙洲橋的長壽秘密了嗎？學(xué)生充分回答后，觀看書上趙州橋的圖片，播放一段趙州橋的視頻。2.拓展延伸：尋找生活中的拱形3.激發(fā)興趣：讓學(xué)生按照書上的事宜，自己回家搭建一個瓜皮拱。四、課堂延伸 今天我們認(rèn)識了趙州橋是利用了拱形的原理建造而成的，（播放州州橋的視頻） 我們身邊也有雪多的建筑里用了拱形，同學(xué)們可以下課去尋找一下身邊的拱形。下節(jié)課，我們看看誰找的有多有準(zhǔn)；設(shè)計意圖：讓學(xué)生源于生活，還原生活。讓學(xué)生吸收信息，提高創(chuàng)新意識。附送：2019-2020年教科版科學(xué)六上拱形的力量教學(xué)實(shí)錄教材說明：拱形的力量是義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)教科版六年級上冊“形狀與結(jié)構(gòu)”單元的第三課。本單元是從不同形狀結(jié)構(gòu)的物體和它能承受力大小的視角，引導(dǎo)學(xué)生探究常見的形狀和結(jié)構(gòu)。前兩課主要探究條形材料的抗彎曲能力與形狀的關(guān)系，學(xué)生已經(jīng)知道改變紙的寬度、厚度或者改變紙的形狀都可以改變紙的抗彎曲能力。本課選取生活中常見的拱形結(jié)構(gòu)，希望學(xué)生在實(shí)踐探究中不斷發(fā)現(xiàn)問題，了解拱形受力的狀況，找到拱形能承受較大壓力的原因，提出增強(qiáng)拱形承重能力的方法。學(xué)生能初步感受到生活中的許多小事物蘊(yùn)含著大道理，科學(xué)技術(shù)與我們的生活緊密相關(guān)。教學(xué)目標(biāo)：1、認(rèn)識拱形結(jié)構(gòu)，知道拱形結(jié)構(gòu)的承重能力比橫梁要強(qiáng)。2、能根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)拱形受力后形狀的變化，分析出拱形受力的狀況，再根據(jù)拱形的受力狀況，提出增強(qiáng)拱形承重能力的方法，并付之于實(shí)踐探究。3、能在合作探究中不斷地思考，逐步深入地研究關(guān)于拱形的問題。4、能初步感受到生活中的許多小事物蘊(yùn)含著大道理，科學(xué)技術(shù)與我們的生活緊密相關(guān)。教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)生在實(shí)踐探究中能根據(jù)拱形的形變來分析拱形受力的狀況。教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)生能根據(jù)拱形受力后形狀的變化，分析出拱形受力的狀況。教學(xué)過程：第一階段：談話引入，凸顯主題師：生活中有許多經(jīng)典的建筑，讓我們一起來欣賞一下。（欣賞圖片）生：橋。生：城門。生：凱旋門。生：山海關(guān)。師：欣賞了各種各樣橋和城門的圖片，你覺得它們有什么相似的地方？生：都是建筑。生：都有圓形的結(jié)構(gòu)。生：都是拱形。師：建筑師為什么要把它們設(shè)計成拱形的結(jié)構(gòu)？美觀？還是出于別的考慮？生：美觀。生：牢固。生：承受的重量可以更大一些。師：今天，我們就一起從拱形的力量中來尋找答案。（出示課題：拱形的力量）二、主題研究1：平紙與拱紙承重能力的比較 師：要了解拱形的力量有多大，我們不妨來做個比較。我這兒有兩張紙，一張是拱形的，一張是平的。（師出示拱紙、平紙）師：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上墊片（出示墊片），大家估計一下哪張紙的承重能力強(qiáng)一些？生：平紙。生：拱形的紙。生：我也覺得是拱形的紙。師：真的是這樣的嗎？讓我們來檢驗(yàn)一下。注意墊片以碰到紙面為標(biāo)準(zhǔn)，可以用手在紙面下方托一下。師出示實(shí)驗(yàn)要求：（1） 墊片必須輕放在中間（豎疊）（2） 拱足距離相同 ，跨度都為12CM（3）觀察當(dāng)紙面倒塌時，平紙與拱紙的區(qū)別（學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)操作）師：同樣材料和大小的紙，哪種形式的承重能力更強(qiáng)一些？生：拱形的紙。師：為什么拱形紙的承重能力比較強(qiáng)呢？你能作出自己的判斷嗎？生：因?yàn)樗枪靶蔚?。生：因?yàn)樗褖|片的重量頂住了。師：剛才大家只關(guān)注了紙能承受幾顆墊片，而忽略了紙在承重過程中形狀上發(fā)生的變化。我們來看一下，當(dāng)在這兩張紙上分別各放一個墊片時，形狀各有什么變化？（師邊說邊做）生：平紙向下凹。拱形的紙兩邊往外面推開去。生：平紙中間向下面塌下去。拱形的紙兩邊向外面推出去。師：那我們?nèi)绻僭谏厦婕右粋€墊片的話，平紙往下凹得更厲害了，支撐不住，塌了。拱形的紙，拱腳也向兩邊推得更開了。 師板書： ，并注明拱腳。師：靜止的拱腳會向兩邊推開，說明肯定對它施加了一個力，我們把這個力稱為外推力。（師板書：外推力）那么這個外推力來自于哪里呢？生：紙的上面。師出示懸空的墊片。生：來自于墊片。生：外推力來源于墊片。師：壓在拱紙上的墊片對拱紙產(chǎn)生了一個怎樣的壓力。生：向下的力。師：墊片的壓力是向下的，而“拱紙”的拱腳是向兩邊推開去的，這是為什么呢？生：因?yàn)樯厦娴膲|片太重了，把壓力向兩邊傳了一點(diǎn)。生：因?yàn)橥ㄟ^拱紙把壓力向兩邊傳遞了。師：對。正因?yàn)橄蛳碌膲毫飨蛄藘蛇?，所以“拱腳”才會向兩邊推開。）（動畫演示：拱形受力狀況）三、主題研究2：使拱形承受更大的重量 師：剛才的拱紙能承受幾個墊片？生：2個。師：如果想多放幾個墊片，使拱紙承受更大的重量，有什么辦法？請動手試一下。（生動手嘗試）師：能告訴我，有什么好辦法了嗎？生：我們放了4個墊片。師：你是怎樣做到的？生：拱腳的兩邊用東西擋住。師：為什么？生：因?yàn)檫@樣拱足就不會向外推開去了。師：這樣用來抵住拱腳的東西，我們把它叫做拱足。師板書 師：今天給大家提供的用來抵住拱腳的材料是螺帽。（出示螺帽）你覺得實(shí)驗(yàn)時要注意些什么？生：墊片要放在中間。生：螺帽要緊貼橋的兩邊。師出示實(shí)驗(yàn)要求：（1） 墊片必須輕放在中間（豎疊）（2） 拱足距離相同 ，跨度都為12CM（3）做好實(shí)驗(yàn)記錄（4）各小組分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？師：請拿出材料，開始動手做。請你先用2個螺帽，第2次用更多一些。并把數(shù)據(jù)記錄下來。實(shí)驗(yàn)記錄單： 使拱形承受更大的重量 數(shù)量 序數(shù)螺帽數(shù)墊片數(shù)第一次無第二次第三次第四次隨著螺帽個數(shù)的增加，拱紙的形狀有什么變化 學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生匯報實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師輸入到EXCEL表格中。師：同學(xué)們都非常能干，剛才的實(shí)驗(yàn)都做得很成功。那么你在剛才的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了什么？請觀察下屏幕上的數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？生：螺帽個數(shù)越多，能承受的墊片數(shù)就越多。師：這是為什么呢？生：因?yàn)楣白惚容^重。生：因?yàn)楣白惆鸭垞踝×?。師：哪個組的拱紙承受的墊片最多？愿意把實(shí)驗(yàn)過程說給大家聽一聽嗎？生：我們組用了8個螺帽。2邊各4個。然后墊片是輕輕地放上去。最后放了10個墊片。師：就屏幕上的數(shù)據(jù)而言，抵住拱腳的螺帽數(shù)越多，能承受的墊片就越多，這是為什么？生：因?yàn)楣凹埻撇婚_去了。師：對。因?yàn)楣白愕肿×斯靶问軌簳r產(chǎn)生的外推力。（板書：外推力）師：那么隨著重量的增加，拱紙的形狀有什么變化？生：中間會向下凹下去。生：中間會向下凹，太重了就塌掉了。師：隨著重量的增加，不光是拱腳會向兩邊伸展，拱的兩側(cè)也會向兩邊伸展，中間會向下凹。中間向下凹說明拱受到一個向下的力，兩側(cè)向兩邊伸展說明拱受到一個向外的力。(動畫演示并出示字幕：拱形承載重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產(chǎn)生外推力。如果能抵住這個外推力，拱形就能承載很大的力量。)四練習(xí)與知識延伸生做練習(xí)：選擇題2題（課件出示）師：在中國歷史上，有許多的拱形結(jié)構(gòu)。比如我們在本課開頭看到的城門，比如我們接下來要看到的石拱橋。（視頻欣賞中國的石拱橋）五、練習(xí)搭建一個拱師：下面請小組為單位，搭建一個拱橋。學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)優(yōu)秀作品展示布置課外作業(yè)：找一找我們周圍的拱形材料：學(xué)生：拱紙3條、墊圈30個、實(shí)驗(yàn)記錄單、螺帽若干個、粗筆1支教師：拱紙10條、平紙3條、墊圈30個、實(shí)驗(yàn)記錄單、螺帽25個、粗筆3支、教鞭、課件、演示臺