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小學(xué)科學(xué)觀摩課《拱形的力量》的教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)方面：
理解科學(xué)概念：拱形受到壓力時(shí)，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(shí)驗(yàn)邊思考，逐步深入地研究一個(gè)問題。能根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變推想它受力的狀況。
情感態(tài)度價(jià)值觀方面：
讓學(xué)生了解拱形在生活中的應(yīng)用，同時(shí)體驗(yàn)科技的力量、創(chuàng)造的快樂。
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)準(zhǔn)備：
學(xué)生：拱紙3條、墊圈30個(gè)、實(shí)驗(yàn)記錄單、螺帽若干個(gè)
教師：拱紙10條、平紙3條、墊圈30個(gè)、實(shí)驗(yàn)記錄單、螺帽25個(gè)、課件
教學(xué)過程：
一.課前回顧復(fù)習(xí)舊知
1、橫梁的抗彎曲能力與什么有關(guān)？
2、紙梁的寬度.厚度與抗彎曲能力有什么關(guān)系?
3、為什么改變形狀能提高材料的抗彎曲能力?
二、創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入新課
1、導(dǎo)入：同學(xué)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(xué)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(diǎn)？（拱形）“這座趙州橋離我們這么久遠(yuǎn)，為什么還這么牢固呢？學(xué)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(shè)計(jì)成拱形，如天安門城樓、法國(guó)鐵塔、相城中心商貿(mào)城、悉尼大橋等，為什么人們要把建筑物設(shè)計(jì)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(dòng)手操作驗(yàn)證假設(shè)
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(gè)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(jì)一下哪張紙的承重能力強(qiáng)一些？
�。�2）檢驗(yàn)一下，以碰到這個(gè)面為標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)數(shù)好。
3、相同材料和大小的紙，哪種形狀的承重能力強(qiáng)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(qiáng)呢？你能做出自己的解釋嗎？
5、剛才大家只關(guān)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(dāng)老師在兩種紙上各放1個(gè)墊片時(shí)，平紙和拱紙的形狀各有什么變化？放2個(gè)、3個(gè)墊片呢？
6、學(xué)生匯報(bào)：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(gè)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(duì)它施加了一個(gè)力，我們把這個(gè)力稱為外推力，那么這個(gè)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(duì)拱紙產(chǎn)生了一個(gè)向下的壓力。
�。�2）墊片的壓力是向下的，而“拱紙”的拱腳怎么會(huì)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(huì)向兩邊推。）
8、小結(jié)：
�。�1）動(dòng)畫演示（拱形受力狀況）。
（2）出示文字（拱形承載重量時(shí)，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產(chǎn)生外推力。）
四、總結(jié)提高理論升華
當(dāng)我們把臺(tái)歷紙彎曲成拱形的時(shí)候，兩邊用書抵住，再放上硬幣，大家猜一猜又會(huì)發(fā)生什么樣的奇跡呢？學(xué)生動(dòng)手操作，發(fā)現(xiàn)拱形結(jié)構(gòu)能承受較大的力。
深入組內(nèi)，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程。
總結(jié)：當(dāng)我們使用相同材質(zhì)的紙板時(shí)，我們把拱腳的位置墊得越高，這個(gè)拱形能夠承受的壓力就越大。
課件展示,圖示解析：當(dāng)拱形受到一個(gè)壓力的時(shí)候，它就會(huì)把這個(gè)壓力分解成向下的壓力和向外的推力，此時(shí)當(dāng)我們抵住這個(gè)力，拱形就能承載很大的重量。拱形是所有結(jié)構(gòu)中唯一一個(gè)產(chǎn)生外推力的結(jié)構(gòu)，所以拱形結(jié)構(gòu)又叫推力結(jié)構(gòu)。
五、搭建一拱參與體驗(yàn)
1、師：剛才研究的拱都是老師發(fā)給大家的，想不想親自動(dòng)手來造一個(gè)拱呢？（投影：齊心協(xié)力來造拱）。
2、10個(gè)學(xué)生為一組搭建一個(gè)拱。
3、其他同學(xué)自由選擇：
�、� 看同學(xué)造拱，參與討論。
② 改進(jìn)或繼續(xù)拱紙的研究。
4、拱的承重測(cè)試。
5、對(duì)做得好的學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)拱形結(jié)構(gòu)的知識(shí)小卡片。
六、探索奧秘拓展延伸
同學(xué)們，今天我們探究拱形的力量，探究得很有力度，我們通過實(shí)驗(yàn)探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。對(duì)了解生產(chǎn)、生活中的拱形，起到一定的作用。其實(shí)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(nèi)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(xué)到的科學(xué)知識(shí)解釋它們。
七、課外作業(yè)
制作一座紙橋
之前我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了抵抗彎曲的方法，還有橋的不同種類，課下請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合所學(xué)過的知識(shí)，組內(nèi)研究并制作一座橋。
板書設(shè)計(jì)： 拱形的力量
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