《搭支架》教学设计
教学目标:
知识与技能:
1、经历研究各种支架稳固性的过程,知道不同的结构变形程度不同,三角形结构不容易变形。
2、初步学会设计测试支架结构稳固性和增大其牢固程度的方法。
3、了解三角形结构在生产和生活中的广泛应用。
过程与方法:
1、会搭建平面支架并能够比较不同结构的稳固性。
2、会用所学的知识加固立体支架。
情感态度价值观:
1、体验自主设计、自主发现的乐趣;
2、感悟小组合作的重要性。
教学重点与难点
重点:知道不同的形状的结构稳固性不同。
难点:加固立体支架。
教学过程:
一、生活情景创设
1.谈话: 图上的建筑认识吗?(艾菲尔铁塔,建于1889年,至今已有100多年的历史了,是法国巴黎一座标志性建筑之一。)
2.提问:眼前的埃菲尔铁塔给你留下了怎样的印象呢?请你用一个字来形容?
【高】:是啊,塔高300米,约15座6层楼楼房叠起来那么高。在埃菲尔铁塔建成之前,世界上没有哪座塔的高度能超过200米,而它竟高达300米。
【美】:从铁塔的一侧望过去,像个倒写的英文字母“Y”,初到法国的人都想在埃菲尔铁塔前留个影。
【大】:知道吗?建造埃菲尔铁塔总共用了7000吨钢铁呢!
师:多么雄伟的建筑啊!
【点评:这一部分从现实生活中的埃菲尔铁塔图片导入,起到了两个作用:一个是蕴含着铁塔的建筑美,让学生感谢为我们创造美的人;另一个是渗透着这么一个问题,如此笨重的铁塔为什么屹立了这么久还岿然不动呢?自然地引导学生来进行探究。】
二、在活动中取证
1.提问:如此笨重的铁塔为什么屹立了100多年了还岿然不动呢?让我们来仔细观察埃菲尔铁塔的塔身,它有什么特点呢?
2.提问:(1)一根根钢铁搭成了许多什么形状呢?
(2)为什么要搭成三角形的架子呢?
(3)三角形有什么作用呢?
(4)三角形和什么比起来比较牢固呢?
3.讲述:是吗?科学讲究的是证据,所以说了不算,得想办法来验证你们的假设。谁有办法?
4.生讲述
5、师:办法好吗?好,这节课我们就用搭支架的方式来研究这个雄伟的艾菲尔铁塔。【板书:搭支架】
6、认识支架(出示三角形支架)这个就是支架,你会搭吗?你认为哪种支架最稳固?
7、搭支架
(大屏幕出示要求:)
a、小组分工合作,每人负责完成一种形状的支架。(组长负责分工)
b、全部用橡皮筋连接、固定
c、搭好后用手拉拽,比比谁最结实、稳固?
d、把实验结果填在实际稳固性一栏。
要求明白了吗?比比哪组最先完成。好,现在开始。
8、谁说一下你们组的发现?(三角形最稳固、结实,所用材料最少)
9、小结:对,用手拉一拉,我们不难发现,三角形的支架最稳固、结实,仔细看一看,它所用的材料也是最少的。看来,我们刚才的猜测完全正确。
[点评:我们应给学生留有自己思考、活动的空间,不能什么事都替他们做了,什么事都替他们想了。这里,就给学生提供了充足的时间、空间以及丰富的有结构的材料。让学生根据自己提出的问题,亲自动手制作各种不同形状的塑料支架来进行验证。学生在活动中经历,在经历中理解了:原来确实是三角形的支架是最稳固的,其它形状的支架都容易变形。]
三、学科学、用科学
1.讲述:刚才,大家用灵巧的双手搭出了稳固的三角形,你们能想办法让那些容易变形的支架也变得稳固、结实吗?
2.讲述:好,运用你的智慧,运用你的方法,开始干吧
3.讲述:把你们已经加固的支架高高地举起来吧。请你来说,其他小朋友先放下。你的这个支架比以前牢固吗?你是怎样加固它的呢?为什么这样它就会变得稳固呢?哦,加一些塑料管,使本来这个图形变成由三角形组成的图形。(这种方法叫架梁,也就是通过架梁的方式增加其三角形结构,使它变得稳固。)其他同学也是这样做的吗?有没有不一样的加固方法呢?哦,这个还是个立体的呢!
[点评:更好地解决现实生活中的问题,学生能灵活运用所学的知识解决生成的问题,是科学探究“学以致用”所追求的目标。在这一时间段内,学生熟练地用所获取的直接经验和间接经验,很好地加固了不牢固的支架,同时也加固了自己所学的知识与技能。]
四、课堂中的生活
1.讲述:大家都很聪明,通过自己动脑动手把容易变形的支架变成由三角形构成的支架就稳固了。在我们周围,你们见过哪些地方也有三角形的支架呢?
2.讲述:老师也来说一个,你们接着往下说。
3.投影:像这些物体中也都有三角形的结构。
4.小结:看来,只要留心观察,我们就会发现生活中更多的三角形的结构。现在我们再看看艾菲尔铁塔,为什么设计师埃菲尔会用到大量的三角形呢?
正是由于三角形结构最稳固、结实,所用材料也最少的优点,减轻了塔自身的重量,同时增加了他的稳固性,所以使高300米的埃菲尔铁塔能历经100多年依然矗立。
(1)师:你们想不想也来搭一座高塔呢?今天让我们也来当一名设计师。
(2)布置任务:请看题(投影出示):吸管10根,可用线、大头针、橡皮泥连接(根据需要,可单独使用,也可组合使用)。搭建一个任意形状的模型,最高点要求能承载50克的钩码, 高度越高越好。
1、师(帮助审题):比什么?(只是比高吗?这题有个隐含的前提:稳定牢固足可承载50克钩码的前提下,越高越好,钩码可勾挂也可摆放(演示),能承载钩吗的高度为有效高度(也就是说钩吗能在一定高度的位置摆稳后,支架如果不垮塌,不变形,然后从支架底部量到钩码摆放的位置就是这个支架的有效高度)
2、时间有限分工合作如何安排?(讨论画图(计算准,材料才能充分利用做得更稳固更高),动手做(以一人为主,分工合做(如剪切(下料)、连接(讨论实验)、组装(要注意先后顺序)分头同时进行))
3、学生进行设计讨论和制作。(组织策略:巡视指导,重点指导设计画图,鼓励不同方法,提醒制作细节,帮助组织分工合作)
4.讲述:可以开始比赛了吗?提醒一下:可以用直尺检测塔高,用作业本当重物,有胆大的待会儿尽管派代表来拿钩码当重物,你们能完成工程的建筑与检测吗?开工!
5.讲述:小朋友,时间马上到了,还没检测的应该立即检测了!
6.竞赛成绩展示汇报。
讲述:时间到,塔搭成了吗?把你们的高塔向大家展示一下吧!
7、今天我们就学习到这里,没有完成的小组课后继续完成你们的作品,搭建不稳固的想办法让你们的结构变得稳固,好吗?
[点评:在常态下获取的经验更有助于运用于生活。通过开放式的学生小组合作搭一座高塔,让学生在比较自由的空间协作、互助,在接近常态的情况下进行。通过学生间的相互交流与碰撞,让学生明白动手之前要先动脑;其次,任何事的成功离不开周密的计划,从而让学生养成正确的科学态度与方法。同时,学生在创造过程中会或多或少地获得一些非常珍贵的个人的经验,或是知识性的,或是技能性的,或是情感态度等方面的,这将大大提高学生的生活能力。]
三、总结全课
10根吸管经我们精心搭建,变成稳固的支架,这是充分利用了三角形比其他形状更稳定、牢固、省材料的特点,其实建筑工程师也是利用上述三角形的特点建桥梁、电视塔、高压输电线塔的,我们今天也做了一回工程师。这些建筑除了运用三角形在结构上的这些优点外,还运用了物体上轻下重,上窄下宽使物体重心下移从而稳定的原理。请同学们多观察,看看生活中还有哪些这样的建构上的运用。
三、利用所学知识加固立体支架
1、刚才我们一起搭了几种不同形状的平面支架,看这个结构中有平面支架吗?(有)是什么形状的能找出来吗?(四边形的平面支架)
2、其实平面支架组合起来就是立体支架。
3、这个支架你认为它结实吗?为什么?(不结实,因为没有三角形)。
4、好,我们试一试往结构上方放一瓶水看看能否承受住。
5、教师演示。
6、看来同学猜得没错,确实不行,那么你们有办法使这个支架能承受一瓶水的重量甚至更多的重量吗?(加吸管使之变成三角形)。
7、好,现在就请各组派一名同学把刚才搭的平面支架送到前面来,同时领取新的材料。
8、刚才同学说加吸管,怎么加呢?现在每组都有一张像大屏幕这样的设计记录表,先给一分钟读题,请每组根据题的要求讨论设计方案,然后把你们的想法直接画在纸上。
9、展示设计方案,说说设计的理由(请2个小组代表)。
10、根据各组的设计的方案,进行制作。(提要求,不准放重物)。
11、检测。
12、汇报交流:为什么承受的结果会不一样呢?
13、通过这个活动你发现什么?(发现不稳定的结构,通过架梁的方式使它变得更稳固)大屏幕出示文字
四、了解支架在生活中的应用
1、在生活中,你还在那些地方看见有三角形的结构?请举例说一说。
2、出示一组凳子的图片:问学生三角形这么好,那为什么这些凳子没有三角形结构?(学生回答可能跟其他因素有关)
3、师总结其实我们的设计师在设计一个物体时,要考虑很多方面,比如结构力学,建筑学,还有美学,结构考虑的因素只是一个方面,还是根据具体来设计的。
五、拓展建塔
1.讲述:好,利用桌上的塑料管,我们来比一比哪组搭的塔最高,承受重物最多,接受挑战吗?
2、 提出要求:
(1)待会儿我们发言时就要语言准确简练让每个人都听明白,还要响亮,让每个人都听清楚。好吗?(明白、清楚)
(2)我们科学课上的活动比较多,有时要讨论,有时要动手做实验,难免会有动静。现在我们约定一下:教师拍手三下,我们就全部立刻停下一切活动,也像老师那样拍手三下,并面对老师坐正。因为这时老师肯定有重要的话要说,只有这样,每位同学才能把老师重要的话听清楚。我们来练习一下。(关键词:全部、立刻、坐正)能不能做到?能做到的同学说明他的反应敏捷。我待会儿冷不丁拍下手,就能看出谁的反应快谁的反应慢。
板书设计:
搭支架
三角形 稳定 不易变形