3.建桥梁
【教学目标】
1. 课前能够收集有关桥梁的图片和资料,并加以整理分析;能够就斜面角度的大小与用力关系提出假设,设计实验,进行观察记录,揭示规律;初步学会设计一座桥。
2. 知道桥梁是由桥梁、桥墩等组成的;知道拱形桥、吊桥是承受力大而又结实的桥梁;知道斜面的角度影响拉力的大小,角度越小所需的拉力越小。
3. 经历建桥梁的过程,体验造桥的艰辛和快乐;意识到科学技术在桥梁建设中的作用。
【教学重点】
能根据具体问题情景设计出桥梁的相关高度,并能进行适当的推理和估算。
【教学难点】
明确斜面的角度越小越省力。
【教学准备】
教师材料:课件。
学生材料:建桥材料、重物。
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、交流调查结果,揭示前概念
(课前布置学生通过网络从桥的名称、形状、用途、材料等方面进行调查)
1. 学生交流调查的情况。
2. 师小结。并出示拱形桥、平板桥、吊桥几种桥的图片小结。
3. 介绍桥的各部分名称
师:你知道桥的各部分名称吗?我们以拱形桥为例。(介绍桥面、桥墩、引桥)
4. 你觉得设计一座桥要考虑哪些因素?
5. 师:同学们已经对桥有了大体的了解,如果让你来设计一座桥,你敢挑战一下吗?
[设计意图:通过让学生课前的调查,主要是让学生对桥的建造的过程有一定的认识,从而对桥形状有进一步的了解,从而为下面自己设计桥打下基础。]
二、主题引入,从数学解决问题的角度探究桥墩的高度
多媒体出示:有一条河宽40米,现在水位离河堤3米,河上每天要来往很多很多船,目前有一条最大的船高9米,人们想在河上修一座拱形桥,这座桥上面可以通车,下面要过船,小设计师们?你能帮忙设计一下吗?
1. 引导学生小组讨论打算先设计哪个部分?你是怎样考虑的?
集体交流:明确先设计桥面到河堤的高度,保证船能通过。
2. 引导小组讨论:打算设计多高的桥?可以画简图。
汇报交流。师借助电脑操作辅助。
明确:现在的水位离河提是3米,现在船的高度是9米,如果涨潮时,保证船也能过去,就要从河提往上算,要保证船过去,最少现在得是多少米,学生回答(16米),再加上桥梁上面的部分,一座桥的要用几十年,为保证以后也能实用,你想想桥要设计多高?
[设计意图:这部分内容主要从生活经验和数学角度进行计算桥梁与水面的高度,重点让学生明确在设计桥梁的高度时,还有考虑水位最高时桥下仍能行船,培养学生全面考虑问题的能力和激发起学生的探究欲望。]
三、探究新知,从科学探究的角度探究斜坡的启示
师:有一位学生打算设计拱形桥,他这样设计这座桥可以吗?为什么?请发表你的建议?
预设:学生会想到汽车上不去。
师:那应该怎样设计?
生:斜面
师:你对斜面的长短有要求吗?
对汽车了解的男同学们,你知道汽车行驶时动力的大小,也就是轻松还是费劲,主要是指汽车的哪个部位?(发动机)
师:是的,设计一座桥,要考虑到的因素很多,设计师不只是画图而已,除了会计算,有时还需要科学的数据,你愿意为今天的设计找到科学的依据吗?
好,下面我们就来进行一次模拟实验。
二、实验器材
出示:3块斜面,量角器、20厘米高的“桥墩”。
除了这些,我们还需要什么?
生:小车。
师:是的,老师有个问题,用小车做这个实验,你觉得车上用不用装货物?
我们还需要一个发动机(出示测力计)
师边演示,边讲解做法:测力计就相当于小车的发动机,现在这个发动机是1牛,也就是说,过会实验中,小车在斜面上匀速行驶时,如果测力计指针超多1牛或者等于1牛,那就说明,这个斜面,对于小车就是有困难的,我们还要用量角器量出此时斜面与桌面的角度,如果测力计一直小于1牛,那就说明这个斜面是可以使用的,不管能不能使用,我们都要记下测力计的数字,之后我们一起来分析。
猜测
这边有长度是40厘米、50厘米、70厘米三种斜面,你猜一猜,哪些斜面是试用于1牛顿的小车行驶的。
小组组别
斜面长(cm)
桥梁高(cm)
斜面与桌面角度
小车所受拉力(N)
是否满足条件
3.明确实验过程
师:谁能结合这份记录单,在简单说说实验过程。
明确:
斜面长:根据斜面上表明的。估计对有疑问的斜面进行选择。
桥梁高(cm):是不变的量,都是20厘米。
斜面与桌面角度:用量角器测量,注意起始线和中点要对齐,尽量靠在桌子沿上。板子有厚度,要测量板子里面和桌子里面的角度。
小车所受拉力(N):小车要放在一个位置上,测力计要在0刻度上,要与小车水平,并匀速行驶,每次测试3次。
(边回顾,边课件出示)
学生实验
汇报交流
交流反馈:你们的实验结果是什么?
师小结:我们从斜面的长、斜面与地面的角度,以及规定小车的拉力几个方面又一次探究了斜面省力的科学知识,你知道斜面与桌面形成的角度最小是多少?(大于0度),但有时根据现实情况,不能做到斜面与桌面的角度最小,但斜面一定能会让车相对比较省力的过桥,绝对不会出现爬不上坡的现象,是吗?同学们,现在请动起手来,根据专业的科学知识,完成刚才上面的设计图。
[设计意图:在这个教学环节中,主要是让学生从科学的角度设计实验方案并对实验结果进行思考。针对实验结果,要引导学生有效的思考,明确斜面越长,角度越小,也就越省力。]
7.小组完成设计图纸。
四、交流反馈,课堂小结
1. 交流反馈。
比较哪个小组的桥梁最最省力。启发学生说出判断的理由。
课堂小结:设计一座桥梁,我们知道了从用途设计它的形状,再到后续的建设,工程是繁琐的,今天我们只是从最浅层的视角,认识桥的设计,认识斜面省力这一科学知识,希望同学们在以后的学习中,能更深入,更科学的学习,做一名更专业、更科学的小小设计师。
【板书设计】
3.建桥梁
桥 形状不同:平桥、拱桥、斜拉桥
坚固度不同:斜拉桥最坚固