六年级上册科学教案-2.3 拱形的力量 教科版

《拱形的力量》教学设计
教材说明：
《拱形的力量》是义务教育小学科学教科版六年级上册“形状与结构”单元的第三课。本单元是从不同形状结构的物体和它能承受力大小的视角，引导学生探究常见的形状和结构。前两课主要探究条形材料的抗弯曲能力与形状的关系，学生已经知道改变纸的宽度、厚度或者改变纸的形状都可以改变纸的抗弯曲能力。本课选取生活中常见的拱形结构，希望学生在实践探究中不断发现问题，了解拱形受力的状况，找到拱形能承受较大压力的原因，提出增强拱形承重能力的方法。学生能初步感受到生活中的许多小事物蕴含着大道理，科学技术与我们的生活紧密相关。
教学目标：
1、认识拱形结构，知道拱形结构的承重能力比横梁要强。
2、能根据实验观察发现拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况，再根据拱形的受力状况，提出增强拱形承重能力的方法，并付之于实践探究。
3、能在合作探究中不断地思考，逐步深入地研究关于拱形的问题。
4、能初步感受到生活中的许多小事物蕴含着大道理，科学技术与我们的生活紧密相关。
教学重点：
学生在实践探究中能根据拱形的形变来分析拱形受力的状况。
教学难点：
学生能根据拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况。
教学准备（分为12个合作小组）：
这每组提供拱纸2条、硬币30个、 科学书若干本。
教学过程：
一、谈话引入：
出示课件，看这样一些图片，你认为这些地方为什么都会做成拱形呢？
拱形有什么作用？今天我们就从“拱形的力量”上去找找答案。
出示课题：拱形的力量。
二、平纸与拱纸承重能力的比较
1、师：要了解拱形的力量有多大，我们不妨拿一张拱纸和一张平纸来做个比较，（出示拱纸、平纸）
2、师：（1）这两张纸的材料和大小都一样，跨度都是10厘米，现在如果在纸的中间轻轻地放垫片（出示垫片），你们估计一下哪张纸的承重能力强一些？
3、相同材料和大小的纸，哪种形状的承重能力强一些？
4、现在你的脑海中冒出了什么问题？
为什么拱形纸的承重能力比较强呢？你能做出自己的解释吗？
5、约定拱纸各部分的名称：拱足，拱距，拱顶。
6、刚才大家只关注纸能承受几颗垫片，忽略了它在承重过程中形状的变化，看一看当老师在两种纸上各放1个垫片时，平纸和拱纸的形状各有什么变化？放2个、3个垫片呢？
7、学生汇报：平纸向下凹，拱纸的脚（拱脚）向两边推（伸展）开去。
如果再在上面加一个垫片，平纸往下凹得更厉害了，拱脚也向两边推（伸展）得更开了。
三：设计一个承载能力更大的拱。
1、出示一些材料，请你利用面前的材料设计出一个承载能力更大的拱。
2、学生讨论实验方案。
3、小组合作完成实验。
4、学生汇报实验方案和结果。
汇报实验结果于黑板.
同学们都非常能干，这一张张实验单上都闪烁着大家智慧的光芒，如果你们还能找出这些实验数据背后隐藏的秘密，那就更了不起啦！
5、师小结，从实验中能够发现哪些有关拱形力量的知识。
拱形的力量与哪些因素有关？
6、归纳(演示动画)：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，产生外推力。如果能抵住这个外推力，拱形就能承载很大的力量。
7、抵住了外推力，它的承重能力是不是会无限制增加呢？你怎么知道的？
不会无限制增加。因为随着重量的增加，拱形的受力点会向下凹或者断裂，引起拱形倒塌。
8、举例：（出示图片）知道这个事儿吗？
这是2007年8月13日，湖南凤凰县的一座大桥发生了坍塌事故。这座桥即将竣工，当时工人们正在拆脚手架，大桥突然倒塌，有几十人死亡。在调查中人们发现，倒塌的原因之一是桥墩内没有钢筋，可见拱桥承重能力的强弱和它的材料密切相关。如果把今天用的纸换成石块、钢筋混凝土，那么拱的承重能力将大大增加。