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《找拱形》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）知道圆顶形、球形等弧形结构与拱形有密切联系，可以承受很大的压力；
（2）了解生物体中存在着拱形结构；
（3）了解生活中有许多拱形结构的应用，发展观察、联想和逻辑推理能力。
2.过程与方法
（1）用已有知识对常见弧形结构承受力的特点作解释；
（2）用画力的方向让学生的思维显性化。
3.情感态度和价值观
（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）体验科学与技术相结合的乐趣。
【教学重点】
圆顶形、球形等和拱形有哪些相似的特点。
【教学难点】
对常见弧形结构承受力的特点作出解释。
【教学方法】
探究法
【课前准备】
乒乓球、塑料瓶
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、情景导入
今天，先让我们一起去逛逛美丽的中国吧！去 ( http: / / www.21cnjy.com )看看河北赵县的赵州桥、黄土高原上的窑洞、北京的国家大剧院、北京丰台区永定河上的卢沟桥、上海国际会议中心和国家体育场（鸟巢）等。每个地方都有不一样的特色，都有不一样的风景。这些建筑物与拱形有哪些相似的地方呢？（都是弧形结构）今天就让我们一起去找一找生活中的拱形所包含的科学原理吧！ 21世纪教育网版权所有
二、新课探究
弧形结构，是呈弧形展开的构造形迹或构造带的统称。弧形结构包括圆顶形、球形、拱形。
（一）认识圆顶形和球形
我们已经认识了拱形，首先让我们认识一下圆顶形和球形。例如锅盖、粮仓这样的形状就是圆顶形或半球形；足球、瑞典国家体育馆这些形状就是球形。21·cn·jy·com
（二）圆顶形和球形的承载能力
研究内容 圆顶形、球形的承载能力
实验材料 乒乓球、书本
实验步骤 1.观察乒乓球，看一看球壳的厚薄、软硬；2.在半个乒乓球上放书，看看能放多少本书？3.用手使劲捏、压一个完整的乒乓球，容易压瘪吗？
研究重点 圆顶形、球形和拱形有哪些相似的地方？
1.观察乒乓球
乒乓球壳并不厚，很薄；捏乒乓球皮，感觉比较软。但是当我们向下压时，感觉很硬。
三个剖开的乒乓球壳承载了一大摞书；整个乒乓球不容易压瘪，乒乓球原封不动。
2.为什么圆顶形和球形能够承载那么大的压力呢？
图示展示。拱形以拱顶和拱足中心连线为轴旋转，就成了圆顶形；球形是以拱足连线为轴旋转形成的。
因此：圆顶形可以看成拱形的组合；球形在各个方向上都可以看成拱形。
3.比较圆顶形和球形承载压力的特点
圆顶形承载压力的特点 球形承载压力的特点
圆顶形有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外的推力，所以能承受更大的压力。 球形任何一个地方受到的力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都要坚固。
讨论：还有哪些类似拱形的形状？
例如：悉尼歌剧院、杰佛逊纪念堂和南京展览中心等。
生活中的例子：小勺把上凹形的槽；纸碟上压的凸凹痕；电灯泡；发卡。
（三）塑料瓶的形状
分部分观察、用手捏的方法分析塑料瓶形状。
塑料饮料瓶的观察记录表
上部 中部 底部
形状 圆顶形 圆柱形，表面有环状的拱形 内凹，类似圆顶形
最厚的地方 瓶口 最薄的地方 瓶身
最硬的地方 瓶口、底部 最软的地方 瓶身
想一想：塑料饮料瓶的形状设计包含了哪些科学原理？
1.圆顶形受压均匀且很难变形；
2.圆柱形节省材料；
3.瓶子的花纹能起到防滑的作用。
（四）生物体中的拱形
人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑；拱 ( http: / / www.21cnjy.com )形的肋骨护卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形，它可以更好地承载人体的重量。还有龟壳、蛋壳、贝壳等都是拱形结构，可以很好地保护自身，具有承载外部压力大的特点。21教育网
三、拓展延伸
国家体育场（鸟巢）坐落于奥林匹克公园建筑群 ( http: / / www.21cnjy.com )的中央位置，地势略微隆起，高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量，而且给了它戏剧化的弧形外观。汇聚成网格状——就如同一个由树枝编织成的鸟巢。www.21-cn-jy.com
国家大剧院中心建筑为半椭球 ( http: / / www.21cnjy.com )形钢结构壳体，整个壳体风格简约大气，其表面由18398块钛金属板和1226块超白透明玻璃共同组成，两种材质经巧妙拼接，呈现出唯美的曲线，营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。2·1·c·n·j·y
四、课堂小结
圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。
五、课堂练习
（一）判断
1.圆顶形、球形等和拱形有共同的特征，可以承受很大的压力。（√）
2.蛋壳、龟壳、贝壳都是拱形结构，可以很好地保护自身。 （√）
3.球形是以拱足连线为轴旋转形成的。 （√）
4.瓶子设计成这样的形状就是因为美观。（×）
（二）填空
1.球形任何一个地方受力，力都可以向四周（均匀）分散开来，所以球形比任何形状都要（坚固）。
2.在我们的周围也有很多利用弧形的例子，例如（勺把上的凹槽）、（电灯泡）。
3.生物体中的拱形有（龟壳）、（贝壳）和（蛋壳）等。
六、家庭作业
查阅资料，说一说世界上还有哪些建筑物是拱形结构的？
【板书设计】
找拱形
圆顶形和球形
塑料瓶的形状
生物体中的拱形
【教学反思】
“找拱形”在学习“拱形的力量” ( http: / / www.21cnjy.com )探究活动中，通过实验研究认识了拱形受力的特点。本课“找拱形”就是要在圆顶形、球形、不规则弧形结构中找出拱形的特征和异同，使学生对拱形结构的认识进一步扩大和加深。试图引导学生在“解释圆顶形、球形承受压力特点”“推理塑料饮料瓶形状设计中的科学道理”“寻找生物体中的拱形”等探究活动中用已有知识解读物体的形状与结构，对弧形结构的物体作出合理的解释，发展学生的联想和逻辑推理能力。 21cnjy.com
学生可以举出很多生活中的拱形结构， ( http: / / www.21cnjy.com )先观察乒乓球的特点，帮助学生理清它们与拱形的关系，然后进一步探究它们的受力情况。观察到三个半乒乓球能承受三十本以上的科学书，学生感叹承受压力之强时，抛出问题“为什么轻轻的乒乓球能够承受如此大的重量？”，进一步分析圆顶形为什么能承载如此重量，是因为有与拱形相似的结构特点，最后总结“因为它是拱形的组合”，拱形受力后会向下向外传递力，抵住拱足就能抵消外力，承载重压。【来源：21·世纪·教育·网】
在课堂最后，寻找生活中的拱形。对于 ( http: / / www.21cnjy.com )人体，学生是既熟悉又陌生，并没有深入去了解过，接触的也只是乌龟、鸡蛋、贝壳等一些常见物体。课堂让学生看一看、摸一摸人体当中的拱形，并小组交流达成共识，如从上到下，头骨、耳廓、牙齿、下巴、肋骨、脊柱、关节、足弓等部分的拱形以及他们的作用等都做相关的总结介绍，希望通过人体模型的呈现能更直观地讲授课本知识，提高学习兴趣。
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《找拱形》练习
一、填空题
1.（ ）可以看成是拱形的组合。
2.（ ）、（ ）等都有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。
3.（ ）在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要（ ）。
4.人的头骨近似于（ ），可以很好地保护大脑；（ ）的肋骨护卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个（ ）——足弓，它可以更好地承载人的重量。
5.塑料瓶的上部是（ ），中部瓶身是（ ），底部一般向内凹进去，类似（ ）。
二、选择题
1.下列（ ）没有运用拱形原理。
A.乒乓球
B.赵州桥
C.安全帽
D.金字塔
2.圆顶形和拱形的相似点是（ ）
A.它可以看成是拱形的组合
B.它在各个方向上都可以看成是拱形
C.承重时拱脚要用力抵住
D.任何一个地方受力，力都可以向四周均匀的分散开
3.人的脚能承受较大的重量，主要是因为（ ）
A.脚骨为拱形结构
B.脚骨的数量多
C.脚部肌肉发达
D.脚的力量大
4.下列说法正确的是（ ）
A.乒乓球不具有拱形的特点
B.塑料瓶最厚的地方是瓶身
C.塑料瓶的设计就是为了美观
D.圆顶形、球形等和拱形有共同的特征，它们都可以承受很大的压力
5.悉尼歌剧院与国家大剧院的共同特点是（ ）
A.内部空间很大但没有柱子
B.外观上都很漂亮
C.建筑时间很接近
D.建筑面积一样大
三、简答题
1.圆顶形、球形和拱形有哪些相似点？
2.生物体中应用了拱形原理的有哪些？这些形状对生物本身有什么意义？
3.人体中应用了拱形原理的地方有哪些？作用是什么？
《找拱形》练习答案
一、填空题
1.圆顶形
解析：圆顶形可以看成是拱形的组合。它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。
2.圆顶形 球形
3.球形 坚固
解析：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。
4.球形 拱形 拱形
5.圆顶形 圆柱形 圆顶形
解析：塑料瓶的上部是圆顶形（有 ( http: / / www.21cnjy.com )的是明显的圆锥形，瓶口是圆柱形）。中部瓶身是圆柱形，表面有环状的拱形，竖着的拱形或其他凸凹形状。底部一般向内凹进去，类似圆顶形。
二、选择题
1.D
解析：乒乓球、贝壳和安全帽都是运用了拱形的原理，而金字塔是塔式结构。
2.A
3.A
解析：人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好地承载人的重量。
4.D
解析：乒乓球是一个球形，它在各个方向上都可以看成是拱形；塑料瓶最厚的地方是瓶口，最薄的地方时瓶身；塑料瓶的设计与瓶子承受力的需要有关。21世纪教育网版权所有
5.A
解析：悉尼歌剧院、中国国家大剧院它们的一个共同特点是内部空间很大但是没有柱子，这正是它们形状和结构的优点所在。21教育网
三、简答题
1.圆顶形可以看成是拱形的组合。它有拱 ( http: / / www.21cnjy.com )形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。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。21cnjy.com
圆顶形、球形等和拱形有共同的特征，它们都可以承受很大的压力，又被称为弧形结构。
2.生物体中的龟壳、贝壳、蛋壳等都运用了拱形结构。它们可以承受很大的压力对自身起到保护作用。
3.人体的结构非常巧妙。人的头骨近似于球形 ( http: / / www.21cnjy.com )，可以很好地保护大脑；拱形的肋骨护卫着胸腔中的内脏；人的足骨构成一个拱形——足弓，它可以更好地承载人体的重量。21·cn·jy·com
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教科版 六年级上册
找 拱 形
情景导入
赵州桥
走进美丽的中国
窑洞
国家大剧院
卢沟桥
情景导入
国家体育场（鸟巢）
都是弧形结构
它们与拱形有哪些相似的地方呢？
上海国际会议中心
新课探究
弧形结构
圆顶形
球形
拱形
弧形结构，是呈弧形展开的构造形迹或构造带的统称。
球
形
拱
形
圆
顶
形
新课探究
认识圆顶形和球形
锅盖
粮仓
这些形状就是圆顶形或半球形。
足球
瑞典国家体育馆
这些形状就是球形。
新课探究
圆顶形和球形的承载能力
研究内容
实验材料
实验步骤
研究重点
圆顶形、球形的承载能力
乒乓球、书本
1.观察乒乓球，看一看球壳的厚薄、软硬；2.在半个乒乓球上放书，看看能放多少本书？3.用手使劲捏、压一个完整的乒乓球，容易压瘪吗？
圆顶形、球形和拱形有哪些相似的地方？
新课探究
观察乒乓球
乒乓球壳并不厚，很薄；捏乒乓球皮，感觉比较软。但是当我们向下压时，感觉很硬。
新课探究
三个剖开的乒乓球壳承载了一大摞书
整个乒乓球不容易压瘪，乒乓球原封不动
新课探究
为什么圆顶形和球形能够承载那么大的压力呢？
拱形以拱顶和拱足中心连线为轴旋转，就成了圆顶形。
球形是以拱足连线为轴旋转形成的。
新课探究
因此：
圆顶形可以看成拱形的组合；球形在各个方向上都可以看成拱形。
新课探究
比较圆顶形和球形承载压力的特点
圆顶形承载压力的特点 球形承载压力的特点
圆顶形有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外的推力，所以能承受更大的压力。
球形任何一个地方受到的力都可以向四周均匀地分散开来，所以球形比任何形状都要坚固。
新课探究
讨论：还有哪些类似拱形的形状？
悉尼歌剧院
杰佛逊纪念堂
南京展览中心
新课探究
生活中的例子
小勺把上凹形的槽
纸碟上压的凸凹痕
电灯泡
发卡
新课探究
塑料瓶的形状
分部分观察、用手捏的方法分析塑料瓶形状
最厚的地方 最薄的地方
最硬的地方
最软的地方
新课探究
上部 中部 底部
形状
塑料饮料瓶的观察记录表
圆顶形
圆柱形，表面有环状的拱形
内凹，类似圆顶形
瓶口
瓶身
瓶口、瓶底
瓶身
新课探究
想一想：
塑料饮料瓶的形状设计包含了哪些科学原理？
1. 圆顶形受压均匀且很难变形。
2. 圆柱形节省材料。
3. 瓶子的花纹能起到防滑的作用。
新课探究
生物体中的拱形
人的头骨
人的肋骨
人的足骨
人的头骨近似于球形，可以很好地保护大脑。
拱形的肋骨护卫着胸腔中的内脏。
人的足骨构成一个拱形，它可以更好地承载人体的重量。
新课探究
还有龟壳、蛋壳、贝壳等都是拱形结构，可以很好地保护自身，具有承载外部压力大的特点。
拓展延伸
国家体育场（鸟巢）坐落于奥林匹克公园建筑群的中央位置，地势略微隆起，高低起伏的波动的基座缓和了容器的体量，而且给了它戏剧化的弧形外观。汇聚成网格状——就如同一个由树枝编织成的鸟巢。
拓展延伸
国家大剧院中心建筑为半椭球形钢结构壳体，整个壳体风格简约大气，其表面由18398块钛金属板和1226块超白透明玻璃共同组成。两种材质经巧妙拼接，呈现出唯美的曲线，营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。
课堂小结
圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。
课堂练习
一、判断
1.圆顶形、球形等和拱形有共同的特征，可以承受很大的压力。（ ）
2.蛋壳、龟壳、贝壳都是拱形结构，可以很好地保护自身。 （ ）
3.球形是以拱足连线为轴旋转形成的。 （ ）
4.瓶子设计成这样的形状就是因为美观。（ ）
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课堂练习
二、填空
1.球形任何一个地方受力，力都可以向四周（ ）分散开来，所以球形比任何形状都要（ ）。
2.在我们的周围也有很多利用弧形的例子，例如
（ ）、（ ）。
3.生物体中的拱形有（ ）、（ ）和
（ ）等。
均匀
坚固
勺把上的凹槽
电灯泡
龟壳
贝壳
蛋壳
家庭作业
查阅资料，说一说世界上还有哪些建筑物是拱形结构的？
板书设计
找拱形
圆顶形和球形
塑料瓶的形状
生物体中的拱形
