國小科學觀摩課《拱形的力量》的教學設計

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後形狀的變化，分析出拱形受力的狀況。

教學準備：

學生：拱紙3條、墊圈30個、實驗記錄單、螺帽若干個

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

教學過程：

一.課前回顧複習舊知

1、橫樑的抗彎曲能力與什麼有關？

2、紙樑的寬度.厚度與抗彎曲能力有什麼關係?

3、爲什麼改變形狀能提高材料的抗彎曲能力?

二、創設情景導入新課

1、導入：同學們，（師出示一張紙）看老師手中的這張紙。(把它平放着，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麼辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎？然後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築圖片。提問：觀察這些圖片在形狀上有什麼特點？（拱形）“這座趙州橋離我們這麼久遠，爲什麼還這麼牢固呢？學生觀察，發表各自建議。談話：是這座趙州橋裏面有拱形嗎？還有很多建築物也設計成拱形，如天安門城樓、法國鐵塔、相城中心商貿城、悉尼大橋等，爲什麼人們要把建築物設計成拱形呢？”拱形真的有這麼大的力量嗎？（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

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釐米，現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，以碰到這個面爲標準。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、現在你的腦海中冒出了什麼問題？

爲什麼拱形紙的承重能力比較強呢？你能做出自己的解釋嗎？

5、剛纔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麼變化？放2個、3個墊片呢？

6、學生彙報：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，我們把這個力稱爲外推力，那麼這個外推力來自於哪裏呢？（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”的拱腳怎麼會向兩邊推（伸展）呢？誰能解釋一下這種現象？（向下壓的力傳向兩邊，所以，“拱腳”纔會向兩邊推。）

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。）

四、總結提高理論昇華

當我們把檯曆紙彎曲成拱形的時候，兩邊用書抵住，再放上硬幣，大家猜一猜又會發生什麼樣的奇蹟呢？學生動手操作，發現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

1、師：剛纔研究的拱都是老師發給大家的，想不想親自動手來造一個拱呢？（投影：齊心協力來造拱）。

2、10個學生爲一組搭建一個拱。

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、探索奧祕拓展延伸

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祕密。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着拱形的物體。(課件展示)大家可以在下課之後去發現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

製作一座紙橋

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，組內研究並製作一座橋。

板書設計： 拱形的力量