折形状
一、教材分析
本课是苏教版《科学》教材五年级下册《形状与结构》单元中的第1课。本课通过引导学生学会如何折叠和弯曲,以改变形状来增强材料的承受力,知道蛋壳的形状能够承受很大的力。从而向学生渗透浅显的材料科学知识,为学生解释生活中的各种现象和为本单元以后几课的学习打下基础。同时通过本课的学习,初步训练学生能对常见事物的本质属性进行抽象、概括,并形成科学概念的能力。本课以及本单元的后续各课教学中要结合生活相机向学生介绍些先进的科学技术知识(特别是材料科学的知识),引导学生把课堂的学习与社会实际结合起来,使学生大开眼界,从而自小就培养他们爱科学、学科学的兴趣,以及关心他人、关心社会的意识。
本课学生的探究重点是把纸折成不同形状,研究它们的承受力,引导学生发现纸的形状与它们的承受力大小有关,如果把物体的形状改变成三角形、圆柱形、拱形等,都可以增加其承受力。
建构主义理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得的。因此教学中老师应该为学生创设学习的“情境”。具体到本课的教学我们可以从引导学生观察周围的物体,研究各种形状的特点和作用入手,先从动植物中得到启示。可以选取仙人掌、海螺、牡蛎、海胆等让学生体会到这些结构能够抵抗外来的压力;其实人类正是在和大自然的接触过程中,受到了启发,并且在搞清楚了其中的科学道理后,才能有意识地广泛应用在生产和生活之中的。
在学生产生探究内需的时候可以鼓励学生设计出不同形状(如:三角形、方形、圆柱形、六边形)的纸筒,先预测在竖立的纸筒上可以放多少本书,再实测,从而发现折成不同形状的纸筒,承受力的大小也不同,从而体会物体形状和承受力的关系。注意做这个实验时,纸的大小、厚薄要一样,建议可以用比较结实的包装纸。教学中还利用看似普通的蛋壳、纸筒支架试验,让学生发现它们的承受力非常大,简直令人难以置信,进一步体会物体形状和承受力的关系。
最后指导学生进一步观察身边的各种各样的物体,明白哪些地方应用了前面所学的科学道理。也可以让学生利用已学的知识为自己设计一个台灯,要求既新颖又坚固而且美观。
本课也是该单元的起始课,而本单元是对学生进行技术素养培养的良好契机。因此教学中要让学生通过对生活中的结构的观察把所学的知识与现实生活联系起来。课文中的形状其实可以理解为结构。本课中学生要了解他们身边的各种结构,并且明确各种结构具有不同的特点。
二、预期学习结果
认识常见的四种形状。
能够识别一些物体的主要形状。
能够通过实验探究物体形状和承受力大小的关系。
知道改变物体的形状,承受力的大小会改变。
知道改变形状增大承受力的方法在生产生活中具有广泛的应用。
三、教学重点与难点
重点:探究物体形状与承受力大小的关系。
难点:使蛋壳的切口尽量平直。
教学准备
教师准备:台灯、房屋、帐篷、等图片,四种几何形体实物。
学生准备:图画纸、胶带、剪刀、厚书、鸡蛋等。
教学过程设计
一、激趣导入。(7分钟)
师:(摸出鸡蛋)瞧,这是什么?(鸡蛋),它是什么形状?
生:椭圆形的。
师:如果老师把鸡蛋放在掌心使劲捏,蛋会破吗?我们一起来试试。请同学们拿出准备好的鸡蛋照老师的样子把它放在掌心捏捏看,(不能用手指抠,要均匀用力)。
师:你的鸡蛋破了吗?
生:没有。
师:可能和鸡蛋的什么有关系?
生:可能和鸡蛋的形状有关系吧。
5、(出示课件中的图片)谈话:自然界里有各种各样的物体,他们有着各种各样的形状。你能说出下列物体是有哪些形状构成的吗?这样的形状有什么好处?
6、讲述:(出示几何形体)物体有各种形状,但大多数物体是由圆锥体、圆柱体、立方体、球体等几种形状构成的。
二、探究不同形状的纸的承受力。(23分钟)
1、谈话:(出示一张纸)老师想用这张纸托起一本科学书(教师操作),可总是失败,你们有什么好办法帮助老师吗?
2、学生回答。
3、谈话:刚才同学们说把纸折成底边是三角形、方形、六边形、圆形纸筒等。(板书三角形、方形、六边形、圆形)。那么我们这些形状的纸谁的承受力最大呢?你能预测一下吗?
4、学生预测。
5、记录好预测结果:(教师板书)
6、谈话:刚才仅仅是我们的预测,那是不是这样的呢?我可以通过实验来证明我们的想法。那么你们觉得做这个实验需要用哪些材料?能否用老师给你准备的材料折成各种形状的纸筒并比较哪一种形状承重力最大?
7、学生设计实验方案。
8、交流评价设计实验方案。
9、教师提问学生实验注意事项,并补充要求:
(1)在这形状时纸筒形状的上下边要粘一样大(1厘米),胶带要把缝隙粘牢固了,不能留缝。
(2)重物要对准纸筒的中间,使重物在纸筒形状上保持平衡,然后才能松开手,
(3)为了使实验的标准相同,放在上面的重物也应该是相同的。我们用书本作为重物。如果在某一个形状上放了3本本子,它塌下去了。那么,这个纸筒的承受力是多少呢?两本。
(4)要用相同大小、相同质量的纸,只有形状改变,每一种形状的纸筒只作一个。
(5)每一个纸筒只能做一次实验,受损不准。
10、学生实验,并做好记录。
11、学生交流各种形状的承受力。
12、提问:通过刚才的实验,说明了什么?
13、教师小结:通过实验我们知道,薄薄的纸,如果改变形状,的确可以托起重物。科学家反复实验,发现薄的材料用不同方式折叠和弯曲,可以提高材料的承受力,其承受力大小也不同。
四、拓展应用(7分钟)
1、教师演示:(出示蛋壳)薄薄的鸡蛋壳好像弱不禁风,猜猜多少本本子能将它压塌呢?
2、学生预测。
3、老师演示蛋壳的承受力。(学生分组)
4、提问:鸡蛋碎了吗?
5、学生汇报实验结果。
6谈话:大家刚才都很投入,下面我们轻松一下。
7、老师想表演一个杂技,鸡蛋载人,请同学看一下鸡蛋是不是真的,现在选一名演员,你敢站在鸡蛋上面吗?猜一猜能碎吗?就是碎了也没关系,老师请你们喝鸡蛋汤。
8、鸡蛋碎了吗?
9、结合杂技表演以及鸡蛋壳的实验你有问题要问老师吗?
10、学生提问:为什么薄薄的蛋壳能承受那么大的力呢?
11、学生回答
12、谈话:
鸡蛋的形状是凸曲面,这种形状能把外来的力均匀地分散开来,所以能承受比较大的重力。科学家们根据这个道理,发明了表面弯曲、形如蛋壳的薄壳建筑结构,如悉尼歌剧院,既漂亮有坚固、节省材料。
13、播放视频。
三、了解各种形状在生活中的运用。(3分钟)
1、讲述:(出示图片)的物体是根据什么原理做成的,为什么要这样设计?
2、学生汇报交流。
3、你还知道哪些物体是根据改变形状增大承受力的原理设计的?
4、教师结束语:把这些科学原理运用到生活中,大大提高了我们的生活质量,通过本科学习,希望同学们在生活中注意观察物体,改变原来的形状使它们更加适用,坚固,有好的设计及时与科技辅导员老师沟通,可以参加青少年科技大赛好不好?
板书设计:
折形状
纸筒形状
承受力
预测
实际
各种形状 承受力
预测 实际
三角形
正方形
六边形
圆筒形