六年级上册科学教案-2.1 抵抗弯曲 教科版

《抵抗弯曲》教学设计
教材背景：
《抵抗弯曲》是选自教科版小学《科学》六年级上册“形状与结构”单元的第一课。本课由学生常见的房子和桥梁的共同结构引出本节课研究的内容，引出“宽度、厚度增加，纸的抗弯曲能力会怎样”的问题，由此展开一系列关于形状和结构的研究。所以，作为本单元的起始课，《抵抗弯曲》的学习在知识和探究技能方面为本单元的后续研究奠定了基础。本课有两个活动：
第一，研究梁的抗弯曲能力与什么有关。在有关的因素中实验研究抗弯曲能力分别与梁的宽度、厚度的关系，发现厚度增加，梁的抗弯曲能力大大增加。
第二，研究横截面是长方形的横梁平着放好，还是立着放好。让学生用前面研究的结果进行解释，并用做简单实验的方法来证明。活动由教师指导下的研究变为学生独立的操作和研究。
教学目标：
1、科学概念。房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。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。
2、过程与方法。识别和控制变量，记录数据，分析数据并得出合理结论。用简单实验说明横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放的。
3、情感、态度、价值观。能够大胆假设又能在实验中小心求证。
教学重点：指导学生做好两个实验，让学生经历预测、实验、记录、分析数据，得出结论的过程。
教学难点：对科学实验的变量识别与控制
教学准备：
1.为小组准备：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、直尺。
2.教师自己准备：有关的建筑图片、记录单及电子汇总表、直尺、8本科学课本等。
教学过程：
一、创设情境，激趣导入
1、认识柱子和横梁
谈话：同学们，猜一猜这是哪儿？（对，是我们枝江的团结路桥）像这样一座桥是靠什么支撑的呢？（你们一下子就发现了这些竖着的柱子）其实支撑桥梁的除了这些直立的柱子，还有这些横着的材料，我们叫它们横梁。
2、横梁和柱子同时支撑着桥梁，当它们受到压力时，哪个更容易弯曲折断了？我们来做一个模拟实验
模拟实验过程：我们用两个长方体当桥墩，用这张卡纸当横梁，像这样搭成一座纸桥，用垫圈当重物放在纸梁上，看看当它们承受压力时，会怎样变化？你们认为垫圈放在什么位置好呢？（纸梁正中间，桥的中间是桥最薄弱的地方，如果这个地方都能承受，那么其他地方就没有问题了）怎样放？（隔这么远丢下去行不行？）（轻轻放，）你看到什么现象？（纸梁弯曲了）观察纸梁发生了什么变化？（弯曲了）继续往上轻轻放一个，纸梁怎样了？（坍塌了）坍塌了说明纸梁已弯曲到什么程度？（纸梁中部刚好接触到桌面）这张纸梁能承受几个垫圈的重量？为什么？（认识到所放重物数减一）
3、再看看柱子有明显变化吗？可见横梁比柱子容易弯曲。所以横梁的抗弯曲能力是建筑学上要研究的重要问题。板书：抵抗弯曲
二、提出问题，合理推测
1、怎样才能提高这张纸梁的抗弯曲能力呢？
学生猜测：改变材料、改变形状、增加厚度、增加宽度、减小长度……
（对于学生的猜测，要引导学生说想法，是增加还是减小，避免胡乱猜测）
如：改变材料，用坚固一些的材料来做。增加厚度，承载能力会更强一些。
2、同学们想到了这么多的办法，但我们一节课的时间有限，不可能全部研究，今天这节课我们选取改变宽度和改变厚度这两个因素来进行研究。
（板书：宽度、厚度，抗弯曲能力）
三、小组合作，自主探究
（一）制定研究计划
1、 以研究改变纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系，猜一猜，它们可能有着怎样的关系？（或者刚才有同学认为宽度增加，抗弯曲能力增加）是不是这样呢？怎样证明？（对，我们必须通过实验来寻找证据证明）怎么做实验，需要些什么？（两个桥墩、纸梁）前面我们认识过对比实验，想一想这是一个对比实验吗？（对比实验）在对比实验中怎样才能确保实验公平？（每次只能改变一个条件，其余的条件都不能改变。）那么在研究改变纸梁的宽度与抗弯曲能力关系的实验中，改变的一个条件是什么？（宽度）那其它条件还用改变吗？同样研究厚度与抗弯曲能力关系的实验它也应该是一个对比实验。那么，在这两个实验中，改变的一个条件是什么呢？怎样改变了？不改变的条件又有哪些呢？下面让我们以小组为单位开展研究，制定小组研究计划。
2、确定各小组研究内容，小组活动。
师：因为课堂时间有限，我们这样安排 1—4小组制定改变纸梁宽度与抗弯曲能力的关系研究计划，5—8小组制定改变纸梁厚度与抗弯曲能力的关系研究计划。
请小组长拿出实验记录单，组织组内同学讨论、交流并填写好研究计划单。
3、交流研究计划。根据学生的回答适时做出指导。（各收取一张计划单）
（1）请这个组的小组长上台介绍一下你们组的计划。他们小组是这样改变宽度的，你们认为行吗？其它小组有没有不一样的？指名说（你们哪儿填得不一样）。为了使实验效果更明显，我为大家准备了3厘米、6厘米、12厘米宽的同样长度与厚度的卡纸。
（2）展示一个组的厚度研究计划表，学生观察改变与不变的条件填对了没？他们这样改变纸的厚度行不行？有不同的填法吗？在这里，我们为大家准备了1倍厚、2倍厚及4倍厚的同样长度和宽度的卡纸。
（3）看老师给你们提供了这样的材料，符合桥柱的要求吗？两边的高度怎样？
（4） 在这里还要提醒大家，为保证实验公平放纸梁时，请注意将纸梁两端与桥柱两边对齐。垫圈一定要怎样放（轻轻放，放中间，一个一个往上放。）
（二）学生操作实验
1、提醒实验注意事项：
现在我们可以公平、公正的进行实验了，实验之前，温馨提示：
1、先预测后实测。
2、小组分工合作，认真进行实验操作，记录员及时记录数据。
3、对实验数据进行分析，得出发现。
4、实验完成后收拾整理好实验材料。
2、分组实验，收集数据。（各小组领取实验器材，轻拿轻放）各组实验完成后，小组长将实验数据输入到前面的电子表格中。
（三）分析数据，得出结论
1、观察这张表格一，
（1）从左往右看，纸的宽度在怎样变化？（纸的宽度逐渐增加，每次比前一次多一倍，后一次是前一次的两倍）（2）随着宽度的变化，纸梁承载的垫圈个数又有什么变化呢？（3）每一小组的实验数据都是这样的变化规律吗？（4）根据表中数据的变化规律，你能得了什么结论？（纸的宽度增加，抗弯曲能力也会增加）是这样吗？这是从左往右看，如果从右往左看呢？你觉得还可以怎样归纳更科学？
板书：宽度增加，抗弯曲能力增加。
2、再观察表格二，方法同上。
师：继续观察改变厚度与抗弯曲能力实验记录表，（1）纸的厚度在怎么变化，承载的垫圈数又是怎么变化的？（2）你能得出什么结论？谁能说得更完整一些。（板书）
板书：厚度 增加，抗弯曲能力也会增加。
3、对比两组实验数据，完善实验结论
（手指黑板）观察两组实验我们得出的结论，基本相同，但我们对比两组实验的平均数据，还是很有区别的。再看看根据两组实验的平均数据制成的统计图，紫色代表的是宽度实验的平均数据，红色代表的是厚度实验的平均数据，想一想，怎样修改我们的实验结论使它更完善？（鼓励学生用不同的语言表达）
（厚度增加，抗弯曲能力会大大增加。厚度增加，抗弯曲的能力显著增加。
增加纸梁的厚度比宽度更有效。）
为什么增加厚度会使纸梁的抗弯曲能力有如此大的改变了？你们想过没有？（我们这四张纸不是简单的叠放，中间是连在了一起，这样会使纸的抗弯曲能力大大增加。其实不仅桥上有横梁，房顶、我们坐的凳子、椅子上都有横梁或类似横梁这样的结构。像房顶上的横梁，它是钢筋混凝土结构的，中间有钢筋起着承重作用，混凝土不仅承重，也起着连接的作用）
四、联系实际，解释运用
1、如果你是一名“小小建筑师”，用这样一个长方体来做横梁（课件出示长方体）你会怎样设计（是平着放还是立着放）？
2、出示直尺，能用直尺代替长方体横梁设计一个实验验证一下吗？
咱们现场用尺子来设计一个实验验证一下。（用手折尺子，平着折很容易，竖起来不容易弯。并解释原因）
五、全课小结，拓展延伸
1、这节课你学会了什么？（学习知识、方法等全方位的总结）
（想一想，我们今天是怎样研究纸梁的，先制定研究计划单，再动手实验，并分析数据，得出结论）
2、前同学们还想到改变材料，改变形状等方法来增加纸梁的抗弯曲能力，课后同学们可以用我们今天学到的方法去研究研究。
改变纸梁的宽度与抗弯曲能力的测试记录
纸的宽度
一倍宽
二倍宽
四倍宽
抗弯曲能力的大小
预测
实测
改变纸的厚度与抗弯曲能力大小的测试记录
纸的厚度
一倍厚
二倍厚
四倍厚
抗弯曲能力的大小
预测
实测
改变纸梁的宽度与抗弯曲能力的测试记录
纸的宽度
一倍宽
二倍宽
四倍宽
抗弯曲能力的大小
预测
实测
改变纸的厚度与抗弯曲能力大小的测试记录
纸的厚度
一倍厚
二倍厚
四倍厚
抗弯曲能力的大小
预测
实测
第　　小组改变纸梁的宽度与抗弯曲能力关系的研究计划表
研究的问题
改变纸梁的宽度与抗弯曲能力有什么关系？
我们的猜测
改变的条件：（ ）
不改变的条件：（ ）
A、纸梁的长度 B、纸梁的宽度 C、纸梁的厚度
D、柱子间的距离 E、柱子的高度 F、放垫圈的位置、方法
G、纸梁弯曲的程度
怎样改变
这个条件：
第一次用（ ）纸做横梁；第二次用（ ）纸做横梁；第三次用（ ）纸做横梁。
第　　小组改变纸梁的厚度与抗弯曲能力关系的研究计划表
研究的问题
改变纸梁的厚度与抗弯曲能力有什么关系？
我们的猜测
改变的条件：（ ）
不改变的条件：（ ）
A、纸梁的长度 B、纸梁的宽度 C、纸梁的厚度
D、柱子间的距离 E、柱子的高度 F、放垫圈的位置、方法
G、纸梁弯曲的程度
怎样改变
这个条件：
第一次用（ ）纸做横梁；第二次用（ ）纸做横梁；第三次用（ ）纸做横梁。