2、这些物体的形状可以叫做什么形状?
3、演示:圆顶形与拱形有联系吗?演示几个相同的拱形可以拼成一个半圆形。 4、提问:我们看到的这些物体为什么做成圆顶形?圆顶形承受压力的能力如何?
5、观察、实验、分析:观察剖成两半的乒乓球,看球壳的厚薄,捏一捏塑料皮的软硬。你们估计一下,把半个乒乓球扣在桌上,向下压它,它能承受多大的压力?现在我们在三个这样的半个乒乓球上摞书,看能摞多少本?实验演示。你们认为圆顶形承受压力的能力如何?试着解释一下,为什么半个乒乓球能承受这么重的书?
(适时提示:拱形的拱脚是要用力抵住的,圆顶形为什么不需要抵住?想一想,如果几个人手牵手围成一个圆,每个人都努力向外退,能走开吗?为什么?)
6、教师讲述:两个半球形可以组合成一个球形,球形也可以看成是若干个拱形的组合,球形各个方向上都是拱形的。球形的任何一个地方受力,力都可以向四周均匀地分散开来,所以球形比任何形状都更坚固。巨大的贮油罐做成球形就是这个道理。电灯泡为了更透光,玻璃壳很薄,但做成球形,它就比较坚固了。
三、塑料瓶形状的分析
1、谈话:在我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。我们来做一个“关于塑料瓶形状的研究报告”。你们可以先观察塑料瓶的各部分的形状,看哪些部位包含了拱形,与剖开的塑料瓶对比,试一试强度上的差别,写出发现。
2、小组研究,教师巡视。汇报交流。 四、认识生物体结构中的拱形结构
1、谈话:我们研究了人工设计的物体。我们自己身体中存在着拱形结构吗?人的肋骨是什么形状的?有什么好处?头骨是什么形状的?有什么好处?人的脚骨也是拱形的吗?它能使人的脚承受更大的重量且有弹性。
2、提问:
观察龟壳、贝壳、蛋壳等,说说这些形状对它们自身有什么意义? 3、小结:研究了拱形后,你们有什么感想?
板书设计: 圆形 拱形 环形 贮油罐、电灯泡 塑料瓶
肋骨、头骨、脚骨 龟壳、贝壳、蛋壳 【教学反思】:
关于《找拱形》这节课暴露出的学生的初始想法有两点。一是关于圆顶形与拱形的联系,学生有一种模糊的认识:圆顶形与拱形有联系,但具体是什么联系并不明确。所以我就摆出了一个拱形的模型,然后把拱形和圆顶形放在一起让学生观察。终于有学生说到了圆顶形和拱形一样上部都是拱起来的,还有学生说圆拱形从侧面看就是一个拱形,我就见机让同学发挥想像,我把拱形沿着拱顶和拱角中点连线为轴旋转就形成了一个圆顶形。以此来告诉学生圆顶形就是拱形的组合。二是关于球形结构坚固性的质疑。学生的初始想法“球形结构并不比圆顶形坚固”是出乎教师意料的,是课堂中的一个生成点,却也是来自学生最真实的想法。由于学生用于验证自己想法的证据并不科学,而且这里牵涉到物理学中“压力”与“压强”的知识,在本节课中不适合展开教学。我就让学生作了这样一个实验,把圆顶形和球形一起放在桌上,然后用力去压,结果学生发现了圆顶形相对于球形而言容易压扁。同时我还让学生把圆顶形的半个乒乓球和球形的整个乒乓球放在手里捏,学生也发现半个乒乓球比较容易捏碎。这样总算把学生刚开始认为圆顶形比球形坚固的想法给扭转过来了。
对于“塑料饮料瓶形状”的研究,涉及到的科学道理较多,很多同学都说出了很多的道理,刚开始还以为学生会讲不出其中的科学道理,结果学生都想的很全面,有的学生还想到了瓶口为什么要做成螺旋形状的,原因是因为运用了斜面的原理,可以省力,这一点我自已也没
想到的,虽然他说的不太准确,但这个学生居然还会运用斜面的知识来解释瓶口要做成螺旋形的,把前几面课上学的内容运用上来真的是很不容易的,所以我对他进行了表扬。还有就是关于瓶身为什么要做得很软很薄这个问题,刚开始很多学生都答不上来,原因是因为他们的思维都局限到本节课所上的内容上了,他们忽视了日常生活的经验,我就开始加以引导学生,告诉学生要从生产厂家来考虑这个问题,经我这么一说很多学生都明白过来了,做的薄是因为厂家想要节约成本。
《做框架》
【整体设计】
《做框架》一课是科学六上第二单元《形状与结构》的第五课。本课主要通过动手制作、实验活动,使学生认识和发现三角形框架是最稳定的结构,利用三角形的稳定性可以加固正方体框架。本课的教学思路如下:
1、初步认识框架。通过三角形板与三角形框架的比较及四边形框架的认识,让学生知道什么是框架。
2、制作简单框架。通过制作三角形、四边形框架及加固四边形框架,认识到三角形框架是一种稳定的框架,利用三角形的稳定性可以加固四边形框架。
3、制作正方体框架。先让学生认识到一个个简单框架可以组合成复杂的框架。正方体框架就是由许多个四边形框架组成的。然后让学生动手制作框架。
4、加固正方体框架。学生动手加固正方体框架,在活动过程中进一步认识框架结构的特点,掌握加固框架的技能。
5、进一步认识框架。通过对生活中一些物品及建筑物的认识,知道这些物品或建筑物都是框架结构的。同时认识到框架结构的其他特点。
本课的教学力求体现出如下特点:
1、注重学生的动手制作。本课是做框架,制作简单框架,加固四边形框架,制作正方体框架,加固正方体框架,通过这些活动不仅能有效培养学生的制作技能,业能让学生在动手做中逐步建构科学概念。
2、注重学生的思维发展。本课不仅强调学生动手做,但更强调思维发展,思考怎样做,为什么这样做。让学习活动有别于一般的制作课,进一步体现出科学课的特点。
3、体现概念建构的特点。在教学中,让学生经历从简单框架到复杂框架的认知过程,经历从框架模型回归到生活实际的过程,概念逐步的建构形成。
4、体现“设计与技术”的特点。本课是“设计与技术”课的典型,既有设计的要求,又有制作的任务。因此教学中尽可能的让学生经历知识和经验的综合、设计方案的初定、预期目标的估计、工具手段的选择、方案之间的比较、最终方案的确定、操作制造的实践、评价总结的交流等过程。
【教学目标】 科学概念:
1.科学概念:三角形框架具有稳定性,利用三角形框架可以加固框架结构。
2.过程与方法:利用三角形稳定性的原理,指导学生设计、制作一个可以支承重物的框架结构。
3.情感、态度价值观:体会小组合作的乐趣与优势,进一步增强学生合作意识。 过程与方法:
认识三角形的稳定性在框架结构中的作用。 情感、态度、价值观:
利用三角形的稳定性,设计制作一个可以支承重物的立体框架。 【教学重点】
认识三角形的稳定性在框架结构中的作用。 【教学难点】
利用三角形的稳定性,设计制作一个可以支承重物的立体框架。 【教学准备】
1.学生实验准备: 橡皮筋、短竹棒、长竹棒、实验记录表。
2.教师实验准备:橡皮筋、短竹棒、长竹棒、正方体框架一个、课件。 【教学过程】 一、导入。 1、出示三角形木板,这是什么?出示三角形框架,这又叫什么?两者的主要区别是什么?我们把这种空心的、一根根材料搭成的东西叫框架。板书:框架
2、这个是三角形框架,那这个呢?(出示四边形框架。) 二、做简单框架。
1、这样的框架你们会做吗?用小棒与橡皮筋做材料,怎么做?四个人做两个框架,怎样做得又好又快?(完善课题:做框架)
指导要点:①橡皮筋与两根小棒的捆绑方法。②小组合作。 2、学生制作,老师巡视指导。
3、说说制作中有什么感受与发现?板书:三角形 稳定 四边形 不稳定 4、要让四边形框架也稳定一点,怎么办?
5、为什么加了斜杆后四边形框架就稳定了?(预设:一条斜杆把四边形框架分成了两个三角形框架,而三角形框架是稳定。)
6、为什么三角形框架比较稳定呢? 7、出示教具,演示分析: (1)三角形顶端受到向下的压力时,如果没有底边这根杆子,两条斜杆有什么变化?(向外扩),而底边杆子则可以将向外扩的两条斜杆紧紧拉住。
(课件分析)当三角形顶端受压力时,底边杆子对斜边产生一个拉力,起到拉的作用。 (2)当三角形的两条斜杆受到向下的压力时,又会怎么样呢?谁能结合老师的演示来进行解释呢?
(课件分析)当三角形两边斜杆受压力向内挤,底边杆子对斜边产生一个推力,起到推的作用。
(3)三角形正是通过三边互相之间的推和拉的作用保持它的稳定性。 8、四边形中加的斜杆具有这样的力量吗? 出示教具,演示分析。
9、小结:我们可以利用三角形框架的稳定性来加固四边形框架。 三、做一个坚固的正方体框架 (一)做正方体框架
1、如果把许多个这样三角形或四边形框架组合起来,可以做成什么?出示正方体框架,这是什么?它是由一些什么框架组成的?
2、你准备怎样制作正方体框架?
指导要点:把做好的两个框架利用起来,先把三角形框架拆去一个角,加上一根杆子,做成一个四边形框架。再把加固的斜杆去掉,也做成一个四边形框架。然后用四根小棒把两个四边形框架连接起来就可以了。
3、小组分工合作做一个正方体框架,教师巡视指导。 4、评价学生制作的过程。 (二)加固正方体框架 1、明白任务:
(1)你觉得这个框架坚固吗?边说边放书测试,追问这样的框架坚固吗? (2)你有办法让正方体框架更坚固呢?
(4)今天我们来一个比赛,让正方体框架承受12本书的重量。 (5)比赛要有规则,我们来制订一下比赛规则。(预设:承重相同,材料越少越好。材料相同,承重越多越好。)
2、设计方案。
(1)小组讨论,斜杆加在什么位置?加几根? (2)用铅笔和尺在记录纸上画出来。 3、制作调整。
(1)完成设计后,请一个同学凭设计图纸来老师处领取加固用的斜杆。 (2)学生分组制作。
(3)教师巡视指导。对制作好的小组,提醒其进一步修正。 4、评价总结。
(1)抽几个小组展示交流加固方案、测试承重、分析优点。
(2)比较这么多成功的框架,你们觉得哪个小组最好?为什么? 四、总结拓展。
1、生活中你看到过类似框架搭成的物品或建筑吗?课件出示有关框架结构的物品或建筑,帮住学生进一步认识框架结构。
2、谁能解释这些大型建筑或设施上为什么都采用三角形框架?除了结构稳定外,框架结构还有什么好处?(节省材料、减轻自身重量)
3、小结:框架结构正是因为有这么多的特点,所以建筑上运用很广。课外再去找找还有哪些地方运用了框架结构。
【教学反思】
1. 从教材上看,本课是一节制作课,但又不是单纯的制作课,编写者更强调动脑筋,思考怎样做框架,为什么这样做;
2. 难点方面,还要细化,我感觉本课是要求学生通过分析不同形状的框架的受力情况来认识三角形的稳定性和斜杆的作用,而框架受力的分析涉及到结构力学的问题,这对于学生来说是比较抽象的,不易理解,因此框架受力的分析是难点;
3. 我感觉在“三角形稳定性的研究”中教师的主导作用过多,学生被教师牵着在一步一步往下探究,其探究的内需力没有很好的能到激发,建议要作调整,将学生的内需力激发出来,有意愿去研究三角形的稳定性,最好能够设计一个情景,出现学生想做的框架有三角形的,也有四边形等其他形状的,学生们也各自据理力争,有内在需要通过实验去检验这些框架到底谁的稳定性最佳,我个人觉得这里是一节课亮点出现的最好时机,可以好好思考思考,预设一个非常棒的构思;
4. 知道了三角形稳定性好的基础上,教师要做的就是给出任务,让学生自己来动手改造四边形框架,从而认识斜杆,并了解斜杠的作用,注意,一定要尽可能多的让学生来解释加入斜杆的原因,课件在其后出示,包括上面的“三角形框架受力”课件也是如此;
5. 设计的“立方体框架加固比赛”(书上是正方体框架)是非常好的,但我建议是小组比赛,锻炼合作能力,(其实这也是一种考验,不是每个小组都能非常好的合作的)同时时间也会节约很多;
6. 在“做一个坚固的正方体框架”中,书本上的两个问题很值得学生思考——“加固这个框架可以在什么位置加斜杠?如果正方体框架承载了向下的压力,哪些地方可以不加斜杠?”,如果从节约的原则出发,其正方体的上、下两个面上的斜杆可以不加,对框架的稳定性影响不大,但事实是否如此,可以自己动手试试,我感觉可能还是会有很大的影响的,因为我们搭的正方体,尤其是学生搭的,不可能是理想中的稳固的正方体,其边总有长短差异,
出现正方体框架倾斜,不能完全直立,如果在上面压重物,就有可能出现重物向下的压力向侧面倾斜,这是要考虑到的,因为你的比赛规则是先看承重多少,后看材料的多少;
7. 最后就是材料了,有结构的材料对学生的探究当然很重要,因此,小棒要尽可能做到大小、粗细和长短一致,为学生提供最好的探究材料,以保证学生探究的有效性和科学性。
《建高塔》
【教学目标】
科学概念:上小下大、上轻下重的物体稳定性好。
过程与方法:用简单材料独立地探究物体不容易倒的秘密。应用知识和经验制作不容易倒的“高塔”。把探究的结果与最初的假设相比较。
情感、态度、价值观:体验合作与交流,尊重自己和他人的制作成果。 【教学重点】上小下大、上轻下重的物体稳定性好。
【教学难点】应用知识和经验制作不容易倒的“高塔”。
【教学准备】小组准备几个大小不同的塑料瓶、沙、吸管、胶带、水。 【教学过程】 一、引入新课
出示关于塔的图片资料,让学生感受到塔的神奇与生活中的具大作用。提出问题:这样高大的塔要承受哪些方面力的作用呢?观察这些铁塔,它们在形状和结构上有什么相同的地方?
二、物体不容易倾倒的秘密。
1、猜想是哪些结构特点使铁塔高耸入云又不容易倾倒?把我们的猜想写下来。 2、 2、用实验证明你的猜想。 ①塑料瓶怎样放最不容易倾倒?
②怎样做,使塑料瓶最不容易倾倒? 2、学生分组解决问题。
3、要想使物体不容易倾倒,可以用些什么方法? 三、建造不容易倒的高塔
1、利用老师要求准备的材料做一个塔,并尽量使它不容易倾倒。比一比谁做的塔又高又稳定。
2、分组操作:
测量高度,哪组的塔最高?如果这是一座真正的高塔,它的搞风能力与框架结构的高塔有什么不同?
3、铁塔形状和结构的再思考:塔为什么不容易倒?看看我们先前的猜想,哪些得到了证实?哪些需要修正补充?
【板书设计】 塔不易倒的秘密 底部越大越不易倒 底部越重越不易倒
空体比实体抗风能力更强 地基陷于地下越多越不易倒 【教学反思】
学生对塔铁特点的认识很清晰,能比较容易找出铁塔不倒的原因。在设计高塔时,学生的思维很活跃,有些学生知道可以用吸管扩大底部的面积,还有同学在塑料瓶的连接处也用上吸管,使塔连接处更加牢固。
《桥的形状和结构》