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六年級上冊科學第二單元《形狀與結構》教案 第一課 抵抗彎曲 【教學目標】 科學概念 ● 房屋、橋梁結構中有“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)并得出合理結論。 ● 用簡單實驗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、價值觀 ● 能夠大膽假設又能在實驗中小心求證。 教學準備 為小組準備：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。 教師自己準備：有關的建筑圖片。 【教學過程】 一、質疑導入新課 在三年級時，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？（學生自由表述自己的想法和意見） （1）圖片導入了解：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構特點來認識。用板凳來比喻柱和梁，用板凳來比喻房子和橋梁，學生就容易理解房子和橋梁結構的共同點了，因為它們在結構上都和板凳是類似的。 （2）通過對比讓學生認識到，柱子承受的壓力是要把柱子壓短、壓碎，這當然是很不容易的。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。 在同學們的學習生活中用得最多的就是紙，那么你們在學習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。 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？同學們猜想一下如果加大紙的厚度，紙的抗變曲能力會怎樣呢？（小黑板出示） 2、通過同學的猜想會提出問題，在這個過程中教加強引導，把學生的注意力集中到：影響彎曲的因素上 3、針對學生的疑問教師指導學生制定實驗計劃與實施中注意的問題。 （1） 注意實驗應控制哪些量不變。怎樣表示紙的抗彎曲能力的大?。? （2） 表格設計：表1 紙的厚度 抗彎曲能力的大小 預測 實測 4、并根據(jù)所得數(shù)據(jù)制成曲線圖進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。（本課時對學生實驗技能的得要培養(yǎng)） 5、最后得出結論：增加厚度可以明顯地加強其承受重量的能力。 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，通過今天的學習，請同學們說說這樣安放的理由。并用實驗來證明自己的理由。 四、課堂小結 提問歸納本節(jié)課學習的要點，指名這生回答教師給予更正完善。 2、形狀和抗彎曲能力 【教學目標】 科學概念 ● 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系的實驗。 ● 觀察瓦楞紙板的結構，作出解釋和提出問題。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 意識到小組合作做實驗進行探究的必要性。 ● 樂于根據(jù)觀察作出解釋和提出問題。 教學準備 為小組準備：實驗用的大小相同的紙若干張、鐵墊圈、膠水、包裝箱瓦楞紙板。 教師自己準備：一些不同形狀的鋼、鋁型材樣品或相關圖片。 教學過程： 一、復習導入 通過上節(jié)課的學習我們知道增加物體的厚度可以明顯地加強材料的抗彎曲能力，但這樣就要增加材料的用量。同學們還能為工程師想想其它的辦法嗎？ 二、瓦楞紙的研究 我們平時看到的很多物品的包裝都用到一種紙，同學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 同學人平時也接觸過這種紙，現(xiàn)在老師也為大家準備了這種紙。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、實驗一：我們利用解剖的方法，觀察瓦楞紙的結構是怎樣的，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？準備怎樣繼續(xù)研究？) 三、 形狀與抗彎曲能力 通過上面的實驗我們得出了一個最關鍵的問題就是：估計一下，什么樣的形狀有好的抗彎曲能力？ 1、實驗要求：不改變紙的長度，把紙折成不同形狀，預測并實際測試它們的抗彎曲能力。 2、測度記錄： 形 狀 預測抗彎曲能力 實測抗彎曲能力 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 通過學習我們用事實證明了，哪些結構和情況下材料的抗彎曲能力可以得到明顯的增強，指明學生加答教師補充完整。 五板書設計： 3、拱形的力量 【教學目標】 科學概念 ● 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、價值觀 ● 認識到邊實驗邊思考，對不斷深入研究的重要性。 教學準備 為小組準備：做拱形的紙，鐵墊圈若干。 教師自己準備：相關的圖片資料。 學生自己準備：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。 教學過程： 一、 激趣導入 讓學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，強度也不是很好的年代。其原因在那里？同學們原意和老師一起來解開這個千古之謎嗎？ 二、 拱形承受壓測試。 1、 實驗：做一個紙拱，試試它能承受壓力嗎？ 2、 學生分組進行實驗(要求學生做好分工與記錄) 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，形狀有什么變化。 4、 分組表述自己的實驗結果。 三、 讓拱形承受更大的壓力。 提出問題讓學生自主解決： 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、 學生組實驗：要求學生做好工，并注意哪些量是要求不變的。 四、 長壽的石拱橋 通過資料讓學生感受我國歷史上豐富多彩和發(fā)達的造橋工藝。 板書設計： 4、找拱形 【教學目標】 科學概念 ● 圓頂形、球形等有和拱形相似的特點，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構承受力的特點作解釋。 ● 發(fā)展觀察、聯(lián)想和邏輯推理能力。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 感受科學技術對我們生活的影響。 教學準備 為小組準備：完整的和對半剖開的乒乓球，完整的和剪開的塑料飲料瓶。 教師自己準備：類似拱形、圓頂形和球形的物品或相關圖片，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系？ 二、認識圓頂形、球形，研究它們承受壓力的特點。 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？演示幾個相同的拱形可以拼成一個半圓形。 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、實驗、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。你們估計一下，把半個乒乓球扣在桌上，向下壓它，它能承受多大的壓力？現(xiàn)在我們在三個這樣的半個乒乓球上摞書，看能摞多少本？實驗演示。你們認為圓頂形承受壓力的能力如何？試著解釋一下，為什么半個乒乓球能承受這么重的書？（適時提示：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，如果幾個人手牽手圍成一個圓，每個人都努力向外退，能走開嗎？為什么？） 6、教師講述：兩個半球形可以組合成一個球形，球形也可以看成是若干個拱形的組合，球形硌個方向上都是拱形的。球形的任何一個地方受力，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固。巨大的貯油罐做成球形就是這個道理。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度的例子很多。我們來做一個“關于塑料瓶形狀的研究報告”。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，試一試強度上的差別，寫出發(fā)現(xiàn)。 2、小組研究，教師巡視。匯報交流。 四、認識生物體結構中的拱形結構 1、談話：我們研究了人工設計的物體。我們自己身體中存在著拱形結構嗎？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：研究了拱形后，你們有什么感想？ 板書設計： 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 【教學目標】 科學概念 ● 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構。 過程與方法 ● 用三角形框架來加固框架結構。 ● 設計、制作一個可以支承重物的框架結構。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 體驗動腦、動手合作做框架的必要，獲得成功的喜悅。 教學準備 為小組準備：筷子或塑料吸管、橡皮筋、剪子。 教師自己準備：框架結構建筑的圖片或影像。 教學過程： 一、導入新課 現(xiàn)示各種框架結構的圖片(可選視頻材料) 二、研究簡單框架 1、實踐體會 利用筷子捆一三角形框架和長方形框架。觀察經(jīng)們受到力的作用時有什么不同？ 哪一個容易變形？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。 三、做一個堅固的正方體框架 1、請同不思考如何制作一個堅固的方體框架。 2、制作一個較復雜的結構，應當先畫草圖，計算材料。 3、做一個堅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？框架中有多少個三角形？ 5、考驗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 五、板書設計： 制作的原則 做成的形狀 穩(wěn)定 承壓大 用料少 6、建高塔 【教學目標】 科學概念 ● 上小下大、上輕下重的物體穩(wěn)定性好。 過程與方法 ● 用簡單材料獨立地探究物體不容易倒的秘密。 ● 應用知識和經(jīng)驗制作不容易倒的“高塔”。 ● 把探究的結果與最初的假設相比較。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 體驗合作與交流，尊重自己和他人的制作成果。 教學準備 為小組準備：幾個大小不同的塑料瓶、沙、吸管、膠帶、水。 教學過程： 一、導入新課 出示關于塔的圖片資料，讓學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，它們在形狀和結構上有什么相同的地方？ 二、物體不容易傾倒的秘密。 1、 猜想是哪些結構特點使鐵塔高聳入云又不容易傾倒？把我們的猜想寫下來。 2、 實驗證明：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、利用老師要求準備的材料做一個塔，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，它的搞風能力與框架結構的高塔有什么不同？ 四、鐵塔形狀和結構的再思考。 塔為什么不容易倒？看看我們先前的猜想，哪些得到了證實？哪些需要修正補充？ 五、板書設計： 塔不易倒的秘密 底部越大越不易倒 底部越重越不易倒 空體比實體抗風能力更強 地基陷于地下越多越不易倒 7、 橋的形狀和結構 【教學目標】 科學概念 ● 橋梁有多種不同結構，有的橋梁把多種結構合為一體。 ● 橋的形狀和結構與它的功能是相適應的。 過程與方法 ● 提高觀察、比較、描述和評價的能力。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 體會科學技術對社會進步的作用。 ● 感受和欣賞橋梁的形狀結構之美。 教學準備 為小組準備：吸管或竹片、粗線。 為全班準備：木板或瓦楞紙板、繩子。 教師自己準備：各種橋梁的圖片或影像資料。 教學過程： 一、導入新課 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？（教師出示圖片讓學生觀察） 1、實驗：用木棍做一個拱，然后兩個做對比，看是那一個面的受力更大。 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？ （學生說出自己的觀察結果和想法） 2、以實際例子說明（可結合我們家鄉(xiāng)的太平橋作說明） 觀察這些橋的結構是怎樣的。拉索橋究竟有什么優(yōu)點？ 3、實驗：模擬做一個拉索橋（這個由老師做演示實驗） 在實驗中學生邊觀察邊思考問題，當演示完成后回答。 （1）兩人同時用力拉繩把“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、結合我們的生活自己來制作橋 利用課余時間進行，讓學生分組完成也要以獨立完成，再上交作品，由老師和同學們一起來評定其水平。 讓學生說出自己設計和制作橋的想法和原理是什么？ 自己設計的橋有什么特點，請做得好的學生演示講解，從而進一步體會本單元的知識。 五、板書設計： 拱橋 拱的高度不同 拱的兩邊推力不同 拉索橋 8、用紙造一座橋。 【教學目標】 科學概念 ● 設計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、形狀和結構等。 過程與方法 ● 經(jīng)歷設計、制作、介紹交流的過程，體會設計的重要性。 ● 應用形狀結構的知識及經(jīng)驗設計和制作。 情感、態(tài)度、價值觀 ● 發(fā)展樂于動手、善于合作、不怕困難的品質。 ● 發(fā)展尊重他人、認真傾聽、敢于發(fā)表意見的品質。 教學準備 為小組準備：舊報紙一張、膠帶、剪子、尺子。 教學過程： 一、檢查學生合作帶來的各種橋模型，請學生按照展覽要求先報名，再統(tǒng)一在講臺前參展。 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方面去評價這些不同形狀的橋模型？教師提出要求，板書如下：我們的橋展示評獎大會——最佳作品獎，最佳評委獎。最佳作品：描述分、比較分、承重分，總評分。單項獎：省料獎、美觀獎、實用獎、參與獎。 三、準備怎樣介紹自己的橋？下面的內(nèi)容可供參考： 設計的想法是怎樣形成的，出示設計圖或設計過程。應用了哪些形狀方面的知識。應用了哪些結構方面的知識。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，做得不夠好。哪些地方是具有明顯的優(yōu)勢的。預計能承多少重量。