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六年級上冊科學(xué)第二單元《形狀與結(jié)構(gòu)》教案 第一課 抵抗彎曲 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲。 ● 增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。 過程與方法 ● 識別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出合理結(jié)論。 ● 用簡單實(shí)驗(yàn)說明橫截面為長方形的橫梁為什么都是立著安放的。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 能夠大膽假設(shè)又能在實(shí)驗(yàn)中小心求證。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：長度、寬度相同、厚度不同的紙條（相同的卡紙粘貼而成），長度、厚度相同、寬度不同的紙條；鐵墊圈、竹片或尺子。 教師自己準(zhǔn)備：有關(guān)的建筑圖片。 【教學(xué)過程】 一、質(zhì)疑導(dǎo)入新課 在三年級時(shí)，我們研究過紙承受拉伸和彎曲的性能。說說紙承受彎曲的性能如何？（學(xué)生自由表述自己的想法和意見） （1）圖片導(dǎo)入了解：房子和橋梁都是依靠柱和梁支撐的。這要通過觀察、比較最簡單的房子和最簡單的橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來認(rèn)識。用板凳來比喻柱和梁，用板凳來比喻房子和橋梁，學(xué)生就容易理解房子和橋梁結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)了，因?yàn)樗鼈冊诮Y(jié)構(gòu)上都和板凳是類似的。 （2）通過對比讓學(xué)生認(rèn)識到，柱子承受的壓力是要把柱子壓短、壓碎，這當(dāng)然是很不容易的。橫梁承受的壓力要把橫梁壓彎、壓斷，這就比較容易了。所以，研究橫梁抗彎曲能力就很重要了。 二、紙的厚度與抗彎曲能力的大小。 在同學(xué)們的學(xué)習(xí)生活中用得最多的就是紙，那么你們在學(xué)習(xí)中特意去留心紙的特性了嗎？今天我們就一起來研究一下紙抗彎曲的能力與什么有關(guān)。 1.、教師提出問題： 薄的紙連自身重量都不能承受就彎曲了。那厚的紙呢？同學(xué)們猜想一下如果加大紙的厚度，紙的抗變曲能力會(huì)怎樣呢？（小黑板出示） 2、通過同學(xué)的猜想會(huì)提出問題，在這個(gè)過程中教加強(qiáng)引導(dǎo)，把學(xué)生的注意力集中到：影響彎曲的因素上 3、針對學(xué)生的疑問教師指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與實(shí)施中注意的問題。 （1） 注意實(shí)驗(yàn)應(yīng)控制哪些量不變。怎樣表示紙的抗彎曲能力的大小？ （2） 表格設(shè)計(jì)：表1 紙的厚度 抗彎曲能力的大小 預(yù)測 實(shí)測 4、并根據(jù)所得數(shù)據(jù)制成曲線圖進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。（本課時(shí)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的得要培養(yǎng)） 5、最后得出結(jié)論：增加厚度可以明顯地加強(qiáng)其承受重量的能力。 三、平放還是立放。 我們發(fā)現(xiàn)橋梁的橫截面一般是什么樣子的？觀察橋梁是怎樣安放的，通過今天的學(xué)習(xí)，請同學(xué)們說說這樣安放的理由。并用實(shí)驗(yàn)來證明自己的理由。 四、課堂小結(jié) 提問歸納本節(jié)課學(xué)習(xí)的要點(diǎn)，指名這生回答教師給予更正完善。 2、形狀和抗彎曲能力 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 改變材料的形狀，可以改變材料的抗彎曲能力。 過程與方法 ● 做紙的形狀與抗彎曲能力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。 ● 觀察瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)，作出解釋和提出問題。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 意識到小組合作做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的必要性。 ● 樂于根據(jù)觀察作出解釋和提出問題。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)用的大小相同的紙若干張、鐵墊圈、膠水、包裝箱瓦楞紙板。 教師自己準(zhǔn)備：一些不同形狀的鋼、鋁型材樣品或相關(guān)圖片。 教學(xué)過程： 一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入 通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道增加物體的厚度可以明顯地加強(qiáng)材料的抗彎曲能力，但這樣就要增加材料的用量。同學(xué)們還能為工程師想想其它的辦法嗎？ 二、瓦楞紙的研究 我們平時(shí)看到的很多物品的包裝都用到一種紙，同學(xué)們知道這種紙的名字嗎？（這種紙叫瓦楞紙） 1、感知瓦楞紙的特性 同學(xué)人平時(shí)也接觸過這種紙，現(xiàn)在老師也為大家準(zhǔn)備了這種紙。大家右以拿到手上感受一下并可以折一折，感覺一下它有多硬，抗彎曲能力如何？(分組感知紙的特性) 2、實(shí)驗(yàn)一：我們利用解剖的方法，觀察瓦楞紙的結(jié)構(gòu)是怎樣的，看看各組成部分的厚薄和軟硬。(經(jīng)過研究，我們產(chǎn)生的什么產(chǎn)生了什么問題或想法？準(zhǔn)備怎樣繼續(xù)研究？) 三、 形狀與抗彎曲能力 通過上面的實(shí)驗(yàn)我們得出了一個(gè)最關(guān)鍵的問題就是：估計(jì)一下，什么樣的形狀有好的抗彎曲能力？ 1、實(shí)驗(yàn)要求：不改變紙的長度，把紙折成不同形狀，預(yù)測并實(shí)際測試它們的抗彎曲能力。 2、測度記錄： 形 狀 預(yù)測抗彎曲能力 實(shí)測抗彎曲能力 3、小黑板出示問題： （1）與沒有折的紙比較，它們的抗彎曲能力增強(qiáng)了嗎？ （2）比較這些形狀的紙抗彎曲能力的大小，試做出自己的解釋。 （3）為什么有的鋼材或鋁材要做成“T”、“U”、“L”、“工”字或“口”字等形狀？ 四、總結(jié) 通過學(xué)習(xí)我們用事實(shí)證明了，哪些結(jié)構(gòu)和情況下材料的抗彎曲能力可以得到明顯的增強(qiáng)，指明學(xué)生加答教師補(bǔ)充完整。 五板書設(shè)計(jì)： 3、拱形的力量 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 拱形可以向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受很大的壓力。 過程與方法 ● 根據(jù)觀察到的拱形產(chǎn)生的形變來推想它受力的狀況。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 認(rèn)識到邊實(shí)驗(yàn)邊思考，對不斷深入研究的重要性。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：做拱形的紙，鐵墊圈若干。 教師自己準(zhǔn)備：相關(guān)的圖片資料。 學(xué)生自己準(zhǔn)備：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。 教學(xué)過程： 一、 激趣導(dǎo)入 讓學(xué)生看一些拱橋的圖片。問為什么橋要做成拱形，特別是在古代，材料還不是很多，強(qiáng)度也不是很好的年代。其原因在那里？同學(xué)們原意和老師一起來解開這個(gè)千古之謎嗎？ 二、 拱形承受壓測試。 1、 實(shí)驗(yàn)：做一個(gè)紙拱，試試它能承受壓力嗎？ 2、 學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(要求學(xué)生做好分工與記錄) 3、 要求：測試紙拱能承受多大壓力。 觀察紙拱隨著壓力的增強(qiáng)，形狀有什么變化。 4、 分組表述自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 三、 讓拱形承受更大的壓力。 提出問題讓學(xué)生自主解決： 1、 怎樣使紙拱能承受更大的壓力。 2、 提示：根據(jù)拱形受壓變形的現(xiàn)象，尋找克服變形的方法。 3、 學(xué)生組實(shí)驗(yàn)：要求學(xué)生做好工，并注意哪些量是要求不變的。 四、 長壽的石拱橋 通過資料讓學(xué)生感受我國歷史上豐富多彩和發(fā)達(dá)的造橋工藝。 板書設(shè)計(jì)： 4、找拱形 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 圓頂形、球形等有和拱形相似的特點(diǎn)，可以承受很大的壓力。 過程與方法 ● 用已有知識對常見弧形結(jié)構(gòu)承受力的特點(diǎn)作解釋。 ● 發(fā)展觀察、聯(lián)想和邏輯推理能力。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 感受科學(xué)技術(shù)對我們生活的影響。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：完整的和對半剖開的乒乓球，完整的和剪開的塑料飲料瓶。 教師自己準(zhǔn)備：類似拱形、圓頂形和球形的物品或相關(guān)圖片，若干根相同的硬紙條（演示拱形拼成圓頂形和球形）。 教學(xué)過程： 一、引入。我們周圍有許多圓弧形的東西。它們和拱形有沒有關(guān)系？ 二、認(rèn)識圓頂形、球形，研究它們承受壓力的特點(diǎn)。 1、觀察：觀察課本中圓頂形建筑和物品的插圖，或觀察教師提供的圖片。 2、這些物體的形狀可以叫做什么形狀？ 3、演示：圓頂形與拱形有聯(lián)系嗎？演示幾個(gè)相同的拱形可以拼成一個(gè)半圓形。 4、提問：我們看到的這些物體為什么做成圓頂形？圓頂形承受壓力的能力如何？ 5、觀察、實(shí)驗(yàn)、分析：觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏塑料皮的軟硬。你們估計(jì)一下，把半個(gè)乒乓球扣在桌上，向下壓它，它能承受多大的壓力？現(xiàn)在我們在三個(gè)這樣的半個(gè)乒乓球上摞書，看能摞多少本？實(shí)驗(yàn)演示。你們認(rèn)為圓頂形承受壓力的能力如何？試著解釋一下，為什么半個(gè)乒乓球能承受這么重的書？（適時(shí)提示：拱形的拱腳是要用力抵住的，圓頂形為什么不需要抵??？想一想，如果幾個(gè)人手牽手圍成一個(gè)圓，每個(gè)人都努力向外退，能走開嗎？為什么？） 6、教師講述：兩個(gè)半球形可以組合成一個(gè)球形，球形也可以看成是若干個(gè)拱形的組合，球形硌個(gè)方向上都是拱形的。球形的任何一個(gè)地方受力，力都可以向四周均勻地分散開來，所以球形比任何形狀都更堅(jiān)固。巨大的貯油罐做成球形就是這個(gè)道理。電燈泡為了更透光，玻璃殼很薄，但做成球形，它就比較堅(jiān)固了。 三、塑料瓶形狀的分析 1、談話：在我們周圍利用拱形增加材料強(qiáng)度的例子很多。我們來做一個(gè)“關(guān)于塑料瓶形狀的研究報(bào)告”。你們可以先觀察塑料瓶的各部分的形狀，看哪些部位包含了拱形，與剖開的塑料瓶對比，試一試強(qiáng)度上的差別，寫出發(fā)現(xiàn)。 2、小組研究，教師巡視。匯報(bào)交流。 四、認(rèn)識生物體結(jié)構(gòu)中的拱形結(jié)構(gòu) 1、談話：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？人的肋骨是什么形狀的？有什么好處？頭骨是什么形狀的？有什么好處？人的腳骨也是拱形的嗎？它能使人的腳承受更大的重量且有彈性。 2、提問：觀察龜殼、貝殼、蛋殼等，說說這些形狀對它們自身有什么意義？ 3、小結(jié)：研究了拱形后，你們有什么感想？ 板書設(shè)計(jì)： 圓形 拱形 環(huán)形 貯油罐、電燈泡 塑料瓶 肋骨、頭骨、腳骨 龜殼、貝殼、蛋殼 5、做框架 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 三角形框架具有穩(wěn)定性，利用三角形框架可以加固框架結(jié)構(gòu)。 過程與方法 ● 用三角形框架來加固框架結(jié)構(gòu)。 ● 設(shè)計(jì)、制作一個(gè)可以支承重物的框架結(jié)構(gòu)。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 體驗(yàn)動(dòng)腦、動(dòng)手合作做框架的必要，獲得成功的喜悅。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：筷子或塑料吸管、橡皮筋、剪子。 教師自己準(zhǔn)備：框架結(jié)構(gòu)建筑的圖片或影像。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入新課 現(xiàn)示各種框架結(jié)構(gòu)的圖片(可選視頻材料) 二、研究簡單框架 1、實(shí)踐體會(huì) 利用筷子捆一三角形框架和長方形框架。觀察經(jīng)們受到力的作用時(shí)有什么不同？ 哪一個(gè)容易變形？可以把長方形框架加固嗎？ 2、根據(jù)要求分組操作，并作好各種形狀的記錄。主要思考增加斜桿起什么作用？并說說三角形框架有什么特點(diǎn)。 三、做一個(gè)堅(jiān)固的正方體框架 1、請同不思考如何制作一個(gè)堅(jiān)固的方體框架。 2、制作一個(gè)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)先畫草圖，計(jì)算材料。 3、做一個(gè)堅(jiān)固的正方體框架要多少根橫桿？多少根豎桿？多少根斜桿？它們的長短一 樣嗎？ 4、每根斜桿起什么作用？框架中有多少個(gè)三角形？ 5、考驗(yàn)我們的正方體的承受能力。 在我們的正方體框架上一本一本地放書，它能承載多少本？ 四、小結(jié) 五、板書設(shè)計(jì)： 制作的原則 做成的形狀 穩(wěn)定 承壓大 用料少 6、建高塔 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 上小下大、上輕下重的物體穩(wěn)定性好。 過程與方法 ● 用簡單材料獨(dú)立地探究物體不容易倒的秘密。 ● 應(yīng)用知識和經(jīng)驗(yàn)制作不容易倒的“高塔”。 ● 把探究的結(jié)果與最初的假設(shè)相比較。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 體驗(yàn)合作與交流，尊重自己和他人的制作成果。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：幾個(gè)大小不同的塑料瓶、沙、吸管、膠帶、水。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入新課 出示關(guān)于塔的圖片資料，讓學(xué)生感受到塔的神奇與生活中的具大作用。提出問題：這樣高大的塔要承受哪些方面力的作用呢？觀察這些鐵塔，它們在形狀和結(jié)構(gòu)上有什么相同的地方？ 二、物體不容易傾倒的秘密。 1、 猜想是哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使鐵塔高聳入云又不容易傾倒？把我們的猜想寫下來。 2、 實(shí)驗(yàn)證明：利用塑料瓶怎樣放最容易傾倒？塑料瓶怎樣放最不容易傾倒？怎樣做， 使塑料瓶最不容易傾倒？ 3、 學(xué)生分組解決問題。 4、 要想使物體不容易傾倒，可以用些什么方法？ 三、制作不容易倒的高塔 1、利用老師要求準(zhǔn)備的材料做一個(gè)塔，并盡量使它不容易傾倒。比一比誰做的塔又高 又穩(wěn)定。 2、 分組操作：測量高度，哪組的塔最高？并測試叧組的塔最不容易倒。如果這是一座 真正的高塔，它的搞風(fēng)能力與框架結(jié)構(gòu)的高塔有什么不同？ 四、鐵塔形狀和結(jié)構(gòu)的再思考。 塔為什么不容易倒？看看我們先前的猜想，哪些得到了證實(shí)？哪些需要修正補(bǔ)充？ 五、板書設(shè)計(jì)： 塔不易倒的秘密 底部越大越不易倒 底部越重越不易倒 空體比實(shí)體抗風(fēng)能力更強(qiáng) 地基陷于地下越多越不易倒 7、 橋的形狀和結(jié)構(gòu) 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 橋梁有多種不同結(jié)構(gòu)，有的橋梁把多種結(jié)構(gòu)合為一體。 ● 橋的形狀和結(jié)構(gòu)與它的功能是相適應(yīng)的。 過程與方法 ● 提高觀察、比較、描述和評價(jià)的能力。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 體會(huì)科學(xué)技術(shù)對社會(huì)進(jìn)步的作用。 ● 感受和欣賞橋梁的形狀結(jié)構(gòu)之美。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：吸管或竹片、粗線。 為全班準(zhǔn)備：木板或瓦楞紙板、繩子。 教師自己準(zhǔn)備：各種橋梁的圖片或影像資料。 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入新課 我國著名橋梁專家茅以升說過：“橋梁是一種自古有之，最普遍而又最特殊的建筑物?！? 二、美麗的彩虹橋－拱橋。 出示圖片，觀察比較這些拱橋，它們有什么相同和不同？各有什么優(yōu)點(diǎn)？（教師出示圖片讓學(xué)生觀察） 1、實(shí)驗(yàn)：用木棍做一個(gè)拱，然后兩個(gè)做對比，看是那一個(gè)面的受力更大。 2、（橋面在拱下方的拱橋，橋面可以拉住拱足，抵消拱產(chǎn)生的向外的推力。橋面被水平方向的力拉緊，還增加了橋面的抗彎曲能力。） 三、拉索橋 1、觀察拉索橋，它們的受力部分主要是哪些？ （學(xué)生說出自己的觀察結(jié)果和想法） 2、以實(shí)際例子說明（可結(jié)合我們家鄉(xiāng)的太平橋作說明） 觀察這些橋的結(jié)構(gòu)是怎樣的。拉索橋究竟有什么優(yōu)點(diǎn)？ 3、實(shí)驗(yàn)：模擬做一個(gè)拉索橋（這個(gè)由老師做演示實(shí)驗(yàn)） 在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生邊觀察邊思考問題，當(dāng)演示完成后回答。 （1）兩人同時(shí)用力拉繩把“橋”吊起來。我們朝什么方向用力？ （2）把繩子拉平直些，再拉平直些，感覺用力有什么變化？ 　四、結(jié)合我們的生活自己來制作橋 利用課余時(shí)間進(jìn)行，讓學(xué)生分組完成也要以獨(dú)立完成，再上交作品，由老師和同學(xué)們一起來評定其水平。 讓學(xué)生說出自己設(shè)計(jì)和制作橋的想法和原理是什么？ 自己設(shè)計(jì)的橋有什么特點(diǎn)，請做得好的學(xué)生演示講解，從而進(jìn)一步體會(huì)本單元的知識。 五、板書設(shè)計(jì)： 拱橋 拱的高度不同 拱的兩邊推力不同 拉索橋 8、用紙?jiān)煲蛔鶚颉? 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概念 ● 設(shè)計(jì)和建造橋需要綜合考慮許多因素，如造橋的要求，材料的特性和數(shù)量、形狀和結(jié)構(gòu)等。 過程與方法 ● 經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作、介紹交流的過程，體會(huì)設(shè)計(jì)的重要性。 ● 應(yīng)用形狀結(jié)構(gòu)的知識及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和制作。 情感、態(tài)度、價(jià)值觀 ● 發(fā)展樂于動(dòng)手、善于合作、不怕困難的品質(zhì)。 ● 發(fā)展尊重他人、認(rèn)真傾聽、敢于發(fā)表意見的品質(zhì)。 教學(xué)準(zhǔn)備 為小組準(zhǔn)備：舊報(bào)紙一張、膠帶、剪子、尺子。 教學(xué)過程： 一、檢查學(xué)生合作帶來的各種橋模型，請學(xué)生按照展覽要求先報(bào)名，再統(tǒng)一在講臺(tái)前參展。 二、請各在座的評委檢查制作的材料是否統(tǒng)一，然后討論分別從幾個(gè)方面去評價(jià)這些不同形狀的橋模型？教師提出要求，板書如下：我們的橋展示評獎(jiǎng)大會(huì)——最佳作品獎(jiǎng)，最佳評委獎(jiǎng)。最佳作品：描述分、比較分、承重分，總評分。單項(xiàng)獎(jiǎng)：省料獎(jiǎng)、美觀獎(jiǎng)、實(shí)用獎(jiǎng)、參與獎(jiǎng)。 三、準(zhǔn)備怎樣介紹自己的橋？下面的內(nèi)容可供參考： 設(shè)計(jì)的想法是怎樣形成的，出示設(shè)計(jì)圖或設(shè)計(jì)過程。應(yīng)用了哪些形狀方面的知識。應(yīng)用了哪些結(jié)構(gòu)方面的知識。我們的橋哪里受壓力，哪里受拉力……制作過程中遇到了什么困難，怎么解決的。哪些地方限于技術(shù)，做得不夠好。哪些地方是具有明顯的優(yōu)勢的。預(yù)計(jì)能承多少重量。