《抵抗弯曲》教学案例

《抵抗弯曲》教学案例教学目标：科学概念1、房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。2、增加梁的宽度可以增加抗弯曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗弯曲能力。过程与方法1、识别与控制变量；2、采集数据和记录数据，制作曲线图，运用数据进行分析得出结论，对现象作出合理解释。3、用推理和实验认识横梁立着安放的道理情感、态度、价值观：乐于探究不同厚度的纸和抗弯曲能力大小的关系，乐于通过小组合作积极主动完成实验；在科学探究的过程中体会到科学探究的严谨性和科学性的同时，亦能体验到探究的乐趣。初步感受到科学和生活的密切联系，进一步激发探究形状与结构的兴趣。教学重点：学生自主探究增加厚度与抗弯曲能力的关系。教学难点：运用图表和数据进行分析得出结论，并能对现象作出合理解释及引发学生自主探索。教学准备长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、竹片或尺子。实验记录表和画曲线图的格子纸。教学过程：一、情境引入，明确问题。师：飞云江大桥，位于104国道1949K+594～1951K+313处，南北横跨飞云江，北岸为瑞安市隆山乡三圣门村，南岸为瑞安市孙桥乡浦口村。全乡1720.79米，行车道宽10米，两侧人行道各1.5米。荷载汽车--20、桂--100。主孔跨径62米，全桥37孔。主航道5孔，每孔跨径62米，其余18孔跨径各51米，14孔跨径35米。低潮位净高25米，通航水深8米，可通500吨级船舶。两岸接线公路长工3.98公里，其中有六座中小型桥，1986年3月15日破土动工，1989年1月6日通车。总造价4000.91万元。（多媒体出示：飞云江大桥及夜景图）生：哇！太漂亮了。生：雄伟！……师飞云江大桥的建成，让瑞安南北两岸人民插上了腾飞的翅膀。我们今天学习的内容就和桥梁有关。（多媒体出示：桥梁）师：（出示一张白纸问）这是一座桥梁吗？生：不是，这是一张白纸。师：对，这是一张普通的纸。（出示两个同样大小的木块）这是两个？生：木块。师：我把两个木块放在展示台上，再把这张纸放在两个木块上，注意纸的边刚好和木块的两条线对齐，这样我就用一张普通的纸和两个普通的木块造出一座不普通的——生：桥。师：这是一座——生：纸桥。师：我们说，桥是用来把货物或人、畜等从此岸运到彼岸的，桥是用来运货的。（出示几个垫圈）这是几个垫圈，我们把它当做货物，看我在“桥”上放一个垫圈，“桥”就往下——生：弯曲了。师：如果我再往“桥”上放垫圈，“桥”就越往下——生：弯曲。师：如果再往“桥”上放垫圈，“桥”最后就越——生：坍塌了。师：说得很好，为了检测我们的这座“桥”的抵抗弯曲的能力，我们可在它的下面放一块橡皮，（演示）如果“桥”底碰到橡皮了，那么我们数数“桥”上放了几个垫圈，就是这座“桥”的抵抗弯曲的能力。下面我们来检测一下我们的“桥”的抵抗弯曲的能力。（演示：一个、两个）我们的“桥”抵抗弯曲的能力是两个垫圈。（师板书：2）师：现在，我们再增加一层纸，那么它的抵抗弯曲的能力会怎么样？生：它的抵抗弯曲的能力会增强。师：猜一猜，能放几个垫圈？生：5个。（师板书：5）师：现在，我们再增加一层，能放几个垫圈？生：9个。（师板书：9）师：我们再增加一层，能放几个垫圈？生：15个。（师板书：15）师：那么，同学们的意思是：纸的厚度增加，抵抗弯曲的能力也增加？（多媒体出示）生：是的。师：同学们的猜测是否正确，我们可以通过实验来验证。邓小平说：“实践是检验真理的唯一标准。”我们来看看工具盒有那些器材：四张纸，分别是一层、两层、三层、四层的；两个木块；一桶垫圈；一块橡皮和一张实验记录单。按记录单的要求实验。实验前我们先讨论:（多媒体出示）1、实验改变的是哪个条件?2、应控制哪些条件不变?3、弯曲程度怎样保持一样?4、怎样表示抗弯曲能力的大小?生:实验改变了纸张的厚度。生:应该控制“桥“的宽度不变。生:应该每次弯曲的程度保持一样二、实验探究“纸的厚度与抵抗住弯曲能力的大小”记录单（1）纸的厚度与抗弯曲能力大小的测试记录纸的厚度一层二层三层四层抗弯曲能力的大小预测实测我们发现，纸的厚度与抗弯曲能力的关系是学生开始实验。（各组完成实验后，先后把所得的实验数据填在了黑板上的表格里。）纸的厚度与抗弯曲能力大小的测试记录一层二层三层四层第1小组2102663第2小组2102887第3小组182888第4小组32052112第5小组21348115第6小组2123889老师2(实测)5（猜测）9（猜测）15（猜测）三、整理数据，分析总结学生讨论记录单（1），完成“我们的发现——”教师按照学生完成记录单（1）情况，发放记录单（2）：纸的厚度与抗弯曲能力关系图。教师小组指导学生画曲线图，并要求学生分析曲线图，试做出自己小组的解释。师：同学们实验做得非常好，小组讨论也非常认真，现在我们把实验中的一些发现来交流汇报一下，我们猜测：纸的厚度增加，抵抗弯曲的能力增加（多媒体出示）是不是真的如此？我们来汇报一下。第1小组：比较我们的预测和实测，我们发现：层数越多，抵抗弯曲的能力越大。分析曲线图，我们小组发现，抵抗弯曲的能力相差越来越大。第2小组：比较我们的预测和实测，我们发现：抵抗弯曲的能力，不是按纸的厚度成倍数增加的。分析曲线图，我们小组发现，抵抗弯曲的能力一次比一次多，层数一次多一层，垫圈的数量急剧增加，而且相差很大。第3小组：比较我们的预测和实测，我们发现：层数增加，测得的个数是相差很大的。分析曲线图，我们小组发现，前两个数的相差数，刚好是后两个数的相差数的一半。师：哇，你们组竟然有这种发现？师：你们小组的发现，让老师也感到非常惊讶。至于你们的发现，是不是科学，课后我们可以通过反复实验再进行验证，好不好？生：好！第4小组：比较我们的预测和实测，我们发现：虽然纸的厚度层层增加，但纸的抵抗弯曲的能力却不是层层增加的。分析曲线图，我们小组发现，猜测的数据和实测的数据相差很大。第5小组：比较我们的预测和实测，我们发现：猜测和实测大不相同，纸的厚度成倍地增加，不代表抵抗弯曲的能力也成倍地增加。分析曲线图，我们小组发现，曲线一直上升，而且四层时和其它相差特别大。师：哈哈，没想到你们组在数据和曲线图面前显得那么自信！师：同学们的汇报实在是太精彩了，我在看同学们实验的时候，这位同学不断喊“天哪！”“天哪！”，那是怎么回事？生：因为我实在是没想到，四层纸能放113个垫圈。师：看看我们预测的和实测对比一下，师：那我们就形成共识：纸的厚度成倍地增加，抵抗弯曲的能力急剧地增加。师:现在我的手上有一张塑料的凳子,凳子的塑料很薄,我们坐上去就很容易坐坏它,我们有什么办法增加它的抗弯曲的能力?生:可以把厚度加到很厚。师:这样凳子的成本就很高了，有没有降低成本又使凳子结实的方法呢？结合课室的横梁想一想。生：可以把凳子下面做一些横梁。师：这个同学很聪明，大家看看。（师把凳子转过来让学生看）三、深化知识，解释现象师：（出示塑料尺子）假如这把尺子是桥的横梁，它有两种放法，这种放法叫平放，（师双手捏在尺子的两头，用力往下压）看平放尺子的抵抗弯曲的能力是——生：比较弱的。师：还有一种放法叫立放，（师演示立放）看立放抵抗弯曲的能力和平放比——生：立放抵抗弯曲的能力比平放强。师：（多媒体出示：温州大桥的横梁）看这些桥梁是平放还是立放的？生：立放的。因为立放时，桥梁的厚度增加，抗弯曲的能力就增加了。而且我可以断定立放抵抗弯曲的能力会急剧上升。师：太棒了！能谈谈我们今天的收获吗？生：我们知道了桥梁立放比平放抵抗弯曲能力强。生：我们知道了增加物体的厚度可以急剧增加它的抵抗弯曲的能力。师：（出示一把塑料尺子）尺子的厚度成倍地增加，抵抗弯曲的能力？生：增加。师：（出示一块木板）木板的厚度成倍地增加，抵抗弯曲的能力？生：急剧地增加。师：如果我们把木板换成钢筋混泥土（手指教室的横梁），它的厚度成倍地增加，钢筋混泥土的抵抗弯曲的能力？生：急剧地增加。师：为什么立交桥的横梁要设计得那么厚？生：这样可以增加桥梁的抗弯曲能力。四、课外调查，知识延伸。师：通过今天的学习，你们有什么新的发现？生：学习了这课内容，使我懂得了日常生活中包含了许多知识，只要我们用心去观察，就有新的发现。师：现在，如果你是一位设计师，要你设计一座坚固的桥梁或房子，你怎样设计？生：我要把横梁立放，而且要增加横梁的厚度。师：不断增加横梁的厚度吗？生：是的。师：不断增加吗？生：是的。师：加得很厚很厚吗？甚至我们的教室都是厚厚的横梁，连人也没法活动，行吗？生：那肯定不行。师：想知道科学家、设计师是怎么解决这个问题的吗？下节课我们一起来探究。课后同学们也可以在身边找一找其他增强抗弯曲能力的方法。