六年级上第二章教案抵抗弯曲,形状与抗弯曲能力

2.1《抵抗弯曲》一、教学目标：1、认识房屋、桥梁结构中有“柱”、“梁”，知道梁比柱容易弯曲。2、在实验中分析数据并得出合理结论，了解增加梁的宽度和厚度可以增加抗弯曲能力。3、能够大胆的预测与细心的求证，在小组探究过程中，体会同伴之间合作的重要性。二、教学准备：小组：宽度成倍数关系的纸条，厚度成倍数关系的纸条，硬币，塑料尺子。教师：ppt课件。三、教学重点与难点：教学重点：认识梁，指导学生做好两个实验，通过预测、实验、记录、分析数据等手段，知道增加梁的宽度和厚度能加强抗弯曲能力。教学难点：梁的横放与纵放的比较认识。四、教学过程：（一）图片导入：1.今天我们来学习《抵抗弯曲》，首先观察下面的房子和桥梁，想想他们在形状和结构上有什么相同的地方？2.请大家想一想，如果他们在受到重压时，哪个更容易弯曲折断？3.确实，比较容易断裂的是横梁，今天我们就来研究横梁的抗弯曲能力与什么有关（二）自主研究1.你认为横梁受压后抗弯曲能力与横梁的哪些因素有关？学生猜测：材料、形状、厚度、宽度、长度、结构……同学们作出了许多的猜测，下面我们就要以纸板来作为横梁，研究横梁的抗弯曲能力，主要从两个方面来研究：一是横梁的宽度对抗弯曲能力的影响，二是横梁的厚度对抗弯曲能力的影响。2、探究过程：实验一：教师演示：宽度不变，增加厚度，抗弯曲能力测试。1)首先我们来研究“纸的厚度与抗弯曲能力的关系”，你认为厚度和抗弯曲能力有怎样的关系？下面我们就要来做实验。那么这个实验怎么做呢？想一下，“研究纸的厚度与抗弯曲能力的关系”时要注意些什么呢？注意：演示时教师强调不变的因素，（除了厚度可以改变之外，其他的都不变）让学生体会控制变量探究方法。2)学生更观察并做好实验记录3)教师引导学生作出实验结论，并记录实验二：学生自主探究（根据教师的指导，学生分组完成实验）：厚度不变，增加宽度，抗弯曲能力的测试。1)学生实验，教师指导2)认真观察实验现象，并做好实验记录。3)小组讨论，得出结论（三）师生共同总结1)针对实验做出合理的总结：增加宽度和厚度可以提高纸梁的抗弯曲能力2)增加厚度和增加宽度哪一个效果更明显呢？（四）拓展和升华1)生活应用。教室的横梁是竖着放好，还是横着放好？你能用今天所学的知识说说理由吗？你能用实验的方法证明你的设想吗？2)课外延伸除了增加厚度和宽度以外还有别的办法可以改变质量的抗弯曲能力吗？（五）随堂演练（附习题）：检测学生对本节课知识的掌握情况五、板书设计抵抗弯曲建筑结构：横梁和柱子宽度和厚度对抗弯曲能力的影响：2.2形状与抗弯曲能力教学目标：科学概念：改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。过程与方法：做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验，观察瓦楞纸板的结果，做出解释和提出问题。情感态度价值观：意识到小组合作做实验探究的必要性，乐于根据观察做出解释和提出问题。教学重点：做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验，探究形状与抗弯曲能力的关系。教学难点：解释为什么改变形状也能提高材料的抗弯曲能力。教学准备：垫圈，木板，塑料盒，瓦楞纸，大小相同的纸（每人三张），科学记录的。教学过程：一，复习导入。师：上节课，我们学习了《抵抗弯曲》，有两种方法可以使纸梁的抗弯曲能力增强，你们还记得是什么吗？生答：宽度，厚度。师，板书。二，引入瓦楞纸的初步研究。师：大家看我手中有一种特殊的纸，请大家仔细观察一下，告诉我为什么说它是特殊的。生答，中间有波浪形，上下还有两层纸。师：没错，中间一层是波浪形的，上下两层，一共是三层。（师板书模拟）。我们把这种纸叫做瓦楞纸。PPT生活中，你在什么地方看到过这种纸呢？生答。师：如果，老师现在把中间的波浪形铺平，我们一起来看看会变成什么样子吧。师展示，请同学来告诉我你看到了什么样的现象。生答：变大了，便薄了，更软了。师：那么你们能说一说嘛，为什么瓦楞纸会做成特殊的波浪形结构。生答。师：好，那么我们今天就一起来仔细的研究一下形状与抗弯曲能力之间存在着什么样的关系吧。师板书并PPT课题。三，利用折纸，来让学生知道形状是如何改变的。师：老师现在手上有一张白纸，我们从侧面看他的宽，是“一”字形（板书），那么，你们有没有办法在不改变纸梁长度的情况下，来改变他的形状，减少宽，并且增加它的厚度呢？我们可以试一试除了波浪形之外其他的形状，折好之后，将他们的侧面的宽，也像老师一样用简单的线条画在你们的科学实验单上，好开始。师：下面请同学将你们的成果画在黑板上。我们可以通过这些简图，发现纸梁的（宽）减少了，但是（厚）增加了，那么形状改变，是否可以增加抗弯曲能力呢，需要我们的实际测试。（板书，形状改变，宽减少，厚增加）四，实验前准备师：我们一起来说说实验流程。1，建梁2，压重物3，观察比较4，收集数据并记录5，根据数据分析师：给大家半分钟来默读实验要求。变的条件：形状不变的条件：纸板的长度两柱之间的距离两个柱子的高度垫圈位置垫圈大小放垫圈方式弯曲的程度注：计数时最后一个垫圈要减去五，实验前预测并实验师：我们为了节省实验时间，要求每个小组纸测试一，U和波浪形这三个形状的纸梁，在测试之前，我想请一名同学简单预测下，你觉得一字形纸梁会承受多少个垫片。师：U形呢？能说说你为什么会认为就会比一字型的多吗？为什么？生回答师：那么会不会是这样呢，我们就一起来测试，并完成你们手中的科学实验单。六，实验数据分析师：我们请每组来汇报你们的实验结果。师：我们一起来分析一下我们所得到的数据，虽然每个形状的数据不同，但我们只分析不同形状和一字型的对比。谁来读一下，一字型数据分别是多少，再来读一读U型的分别是多少。你能试着分析一下为什么U型要比一字型的垫片数量多吗？生答。师：为什么U型比一字型抗弯曲能力强，他们相比，改变的是什么？生：形状改变了，宽减少，厚度增加，承受垫片数量就多，抗弯曲能力就变强。师：再请一名同学分析一下波浪形和一字形的比较。七，实验小结师：咱们同学的实验分析的都非常的棒，下面我们来看看实验小结。（PPT）请一名同学来帮我们大家进行小结分析。师板书：承受垫片多，抗弯曲能力增强。八，联系生活，解决问题。我们知道了形状与抗弯曲能力之间的关系，再回来看一看瓦楞纸，试想下，如果我们将铺平的瓦楞纸增加到普通瓦楞纸厚度，需要怎么做？生答，加纸。师：你们觉得这样做，材料怎么样？方便吗？那么，形状改变了还具有什么好处呢？板书，省材料，轻便。我们一起来看一看生活中常见的一些材料，说一说为什么要做成这些特殊的形状呢？（PPT）九，课程小结。今天，我们只是做了几种材料的测试，实际上圆形是一种更为特殊的形状，我们就留到下一节课继续一起研究，下课。2.3拱形的力量教学目标：科学概念●拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法●根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。情感、态度、价值观●认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。教学重、难点：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。一、激趣导入二、拱形承受压测试。让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？同学们原意和老师一起来解开这个千古之謎吗？1、实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？2、学生分组进行实验(要求学生做好分工与记录)3、要求：测试纸拱能承受多大压力。观察纸拱随着压力的增强，形状有什么变化。4、分组表述自己的实验结果。四、长寿的石拱桥五、全课总结通过资料让学生感受我国历史上丰富多彩和发达的造桥工艺。师：这节课你有哪些收获？学生畅所欲言，各抒己见。教后反思：三、让拱形承受更大的压力。提示：看看拱形在重压下是怎样变形的？怎样是它不变形呢？拱形承重的秘密是什么？四、搭一个瓜皮拱提出问题让学生自主解决：1、怎样使纸拱能承受更大的压力。2、提示：根据拱形受压变形的现象，寻找克服变形的方法。3、学生组实验：要求学生做好工，并注意哪些量是要求不变的。明确：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合的更加紧密。拱形受压会产生一个向外推得力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。模拟实验：利用拱形的特点，人们用小块的砖、石材也可以建造很大的拱。方法：把半圆形的西瓜皮切成5块，注意切口的方向，然后小心搭建一个西瓜皮拱。问题：我们能解释西瓜皮拱为什么不跨吗？2.4找拱形教学目标：科学概念：1、圆顶形、球形等弧形结构与拱形有紧密联系，可以承受很大的压力。2、生物体构造中存在着拱形结构。3、生活中有许多拱形结构的应用。过程与方法：1、用已有知识对弧形结构承受力的特点作合理的解释。2、发展观察、联想和逻辑推理能力。3、用画力的方向让学生的思维显性化。（说明：教师在课堂上不仅要给学生提供活动表象的东西，更要引导学生在感知基础上对表象进行想象、联想、再造，并与逻辑思维的方式结合，并且能够表达出来。用画图的方式有助于学生隐性的思维显性化）情感态度与价值观：1、关注生物体构造与其生活的联系和科学技术在生产生活中的应用；2、体验科学与技术结合的乐趣。教学准备：教师准备：完整的乒乓球1个；剖成对半的乒乓球3个；裂开的半个乒乓球1个；鸡蛋2个；演示课件；重物。学生准备：记录单；剖成对半的乒乓球1个；教学过程：一、复习导入，明确拱形的概念。1、出示拱，知道怎么样才叫拱。（意图：了解学生前概念,巩固概念。）2、观察力的分布，用箭头来表示力的方向。（意图：为尔后的画圆顶形受力分布图搭好脚手架，打好基础。）3、桥本身也有重量。（意图：生活中、生物体中除了抵抗压力之外，设计成抵抗自身重量也占了很大比例，下文中的圆顶形就属于此例。）4、（课件出示）小结。二、揭题，深入。1、寻找日常生活中的拱形结构。2、寻找证据判断是否拱形。3、出示国家大剧院的俯瞰图，用半个乒乓球验证。明确圆顶形概念。4、明确圆顶形与拱形的联系并寻求证明。生观察半个乒乓球，体验厚薄等5、圆顶形承受压力的活动。（意图：学生体验圆顶形承受很大压力的能力，情感深入。）6、小组合作绘制圆顶形结构的受力原理。（意图：用图画的方式有助于学生隐性的思维显性化，使思维的过程明朗化。）7、交流汇报，采用科学答辩形式。（意图：科学辩论赛，使学生思维发生碰撞，加深理解。）三、生活中、生物体中的拱形。1、研究了两种特殊的拱形结构。寻找生活中、生物体上的拱形结构。解释原因。2、寻找更特殊的拱形（球形）。（意图：向球形迁移，发展理性思维。）3、出示鸡蛋，体验蛋的坚固性。（意图：经历感性到理性再到实践的科学过程。）4、小结：球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。2.5做框架学习目标：1、认识生活中的框架结构，了解框架结构的特点。2、理解体验斜杠的“推”和“拉”的作用。3、设计、制作一个可以支撑重物的立方体框架结构，发展动手动脑能力，体验自主设计、自主发现的乐趣，意识到小组合作的重要性。学习重点：能够用实验数据作为依据支持自己对问题的解释。学习难点：理解斜杠的“推”和“拉”的作用。课前准备：教师：课件，三角形、长方形、立方体的模型等。学生：三角形、长方形、立方体的模型、橡皮筋、筷子。学习预设：一、创设情景，导入新课1、出示国家体育场的图片（课件出示）。（1）认识吗？这是什么？（鸟巢结构）（2）问：你了解了国家体育场哪些信息？（2008年第29届奥运会开幕式、闭幕式均在那里举行，场内没有一根立柱，安排了8万个固定座位，2万个临时座位。）（3）这么一个庞大的建筑为什么屹立不倒？这种结构是采用了新工艺、新钢材，设计合理，非常牢固的，值得信赖的，像这样的结构在建筑史上把它叫做框架结构。2、类似这样结构的建筑物还有很多，老师在网上也收集了一些图片，我们来一起欣赏一下。（1）要求：在观察的过程中，注意分析这些建筑物有什么共同的特点？（2）欣赏，回答问题（不密封、空心的、中间可透风、骨架一样的等）（3）这些建筑物像骨架一样的构造，我们就叫它框架结构。3、引出课题（板书课题：做框架）二、小组合作，体验探究1、三角形稳定性的研究：（1）再次欣赏图片，要求仔细观