2.11弯弯的拱桥 教案

2.11弯弯的拱桥
一、教学目标
1.科学知识
(1)知道拱桥的特点是外形美观，跨度较大。
（2)拱受力是通过拱圈把压力向下传到拱脚，向外传到拱座，因此拱桥有很强的承重能力。
2.科学探究
（1）会用控制变量的对比实验来探究拱桥的承重能力。
(2）能根据拱的形变来推想它的受力状况，并能进行恰当的描述。
3.科学态度
（1）认识到认真细致地观察和实验有利于探究活动的不断深入。
（2）通过观察赵州桥，体会到古人的创造能力，激发学生的爱国情怀。
二、教学指引
1.活动安排思路
活动安排
活动题目
活动内容与需要解决的问题
能力要求
活动1
搭拱桥
通过了解拥有1400多年历史、横跨37米
( http: / / www.21cnjy.com )宽的赵州桥，体会到古人的创造能力，激发学生的爱国情怀；此外还意图激起学生的好奇心：拱桥为什么那么结实呢 (再次提出问题）随后通过对比实验：用纸分别搭建梁桥和拱桥，比较它们的承重能力，发现拱桥的承重能力更强(解决是什么？)
观察和实验
活动2
拱的承重
通过有无拱座支撑的对比实验来研究拱的承重，根据实验结果和拱受力示意图，描述拱能承重的原因(解决为什么 )
观察、实验和描述
2.活动指引
任务驱动页
生活情境：一座漂亮的拱桥横跨在两座小山峰之间，下面是深深的山谷。
产生问题：为什么这座桥要建成拱形的呢？
驱动任务：引起学生对拱桥的研究兴趣。
活动1
搭拱桥
本活动分两个部分：一是围绕赵州桥进行讨论；二是用纸搭建梁桥和拱桥，并进行对比实验。
本活动开始的一段话和下面的配图，是围绕赵州
( http: / / www.21cnjy.com )桥展开的。“很多桥都建成拱形，河北赵县的赵州桥是我国古代石拱桥的杰出代表。它横跨在37米多宽的河面上，距今已有1400多年。建拱桥仅仅是因为美观吗 ”这段话旨在激起学生更多对拱桥的思考，让学生进行大胆的猜想，以培养学生的发散思维能力。而横跨37米和距今已有1400多年历史，这两个数据旨在引导学生关注其跨度和坚固程度(承重能力)两个方面，为接下来梁桥和拱桥的对比实验做好铺垫。
本活动中分别用纸搭建梁桥和拱桥，比较它们的
( http: / / www.21cnjy.com )承重能力。观察并记录实验结果，和同学交流发现。两幅图分别是三位学生用两个方形塑料水槽倒扣在桌面上为桥墩，用A4纸作桥面搭建梁桥和拱桥，并用铁垫圈进行承重实验。
琪琪的话“桥墩距离和用纸都要一样”点明了对比实验对于变量控制的要求。
活动2
拱的承重
本活动的目的是探究为什么拱桥的承重能力要好于梁桥，这是本课的难点。
首先，教科书解释了拱两端称
( http: / / www.21cnjy.com )为拱脚，由拱座支撑。这里，教料书没有提出拱桥的主体部分叫拱圈，是为了突出拱脚和拱座在承重方面的作用。教科书上的(红色)拱桥照片清晰显示了拱脚和拱座，目的是帮助学生观察和理解这两个结构。
然后提出问题：如果缺乏支撑拱还能承重吗
( http: / / www.21cnjy.com )？这里并没有提到拱脚说明接下来的实验重点是研究拱座的支撑作用。至于拱脚的作用可以在实验完毕后进行受力分析时一并让学生推测和描述。
教科书中的插图是三个学生在做对照实
( http: / / www.21cnjy.com )验，比较有无拱座支撑时拱受压的变化。这里选取的拱座是钩码盒，拱的材料是卡纸，这里选取卡纸的好处是：用卡纸做成的拱更容易保持形状不变，也可以承受更多的垫圈，让实验效果更明显。
对比实验结束后学生进行拱受力分析时
( http: / / www.21cnjy.com )，为了突破难点，教科书给出了拱的受力示意图，帮助学生理解。当然在此之前可以引导学生自己在头脑中想象拱的受力情况。
本活动还特别注重对学生描述能力的培养。教科书
( http: / / www.21cnjy.com )中提到了：“根据实验结果，结合下面拱的受力示意图，描述拱桥能承重的原因”，在这里教师要着重引导学生在描述时用到每个关键词。
教科书最后一句话“拱桥的外
( http: / / www.21cnjy.com )形完美，跨度较大；在建造时还能较好地做到就地取材”是对拱桥认识的延伸，与梁桥相比，除了外形美观，跨度大(说明承重能力强)，还能就地取材。