《搭支架》教学设计
学情分析
五年级学生学过近三年科学课,他们愿意合作交流,能自己动手实验探究,但学生解决问题的能力不高,这就需要我们科学教师引导。本课就是在学生认识形状与承受力关系的基础上,引导学生通过实验和动手制作活动,研究形状与承受力、结构与稳固性的关系。学生通过自主探究活动,也会提高自身的科学素养。
教学目标
过程与方法:
学会用三角形增大支架牢固程度的方法,会设计和制作立体支架。
知识与技能:
知道不同的形状结构,稳固性不同,知道三角形结构不容易变形。
情感态度价值观:
体验自主设计、自主发现的乐趣,意识到小组合作的重要性。
教学准备
1.吸管制备一个正方形(图1)。
2.稳固支架设计图(每位学生一份)(图2)
3.学生实验器材6组,每组含支架1个,剪刀1把,吸管6根,大头针25个(图3)。
4.承重测试用钩码3盒。
5.评分单1份。
教学设计
一、引入
世界上物质的形状都是有几个基本的形状组成的。这是什么形状?
产生变化,引出形状的稳定性。
确定三角形稳定的概念
让这个正方形稳定。有三角形存在。两个全部由学生来安装演示。(注意使用大头针的安全教育。)
设计意图:学生对三角形稳定性已有的经验和认知是重要的教学前提。给学生提供一根短点的吸管,是为了让学生意识到只要在相邻两边构建一个小的三角形,不一定要在对角线上,就可以让形状维持稳定。为后面的复杂立体情况,解决生活中的实际问题做简单铺垫。
三、稳固支架
师:出示图片并谈话道:“前几天,老师在网上买了一个这样立体的架子,使用了一段时间,发现问题来了,怎么了? 稍微挂点重物它就变形了(图1)。
图1:生活中歪扭的支架
师:让我们来解决这个问题,但是我的这个架子太大了,带过来实在不方便,为了便于大家研究,我带来了一个这样的模型(出示图2吸管架模型)
图2:支架模型
师:它目前的承重力怎么样?(把一个光盘轻轻地放在吸管架上,刚放上上去,吸管架就倒了)接着谈话:“接下来,我们就要增加它的承重力,最后要能承受得起一盒勾码的重量,想不想来挑战一下?”
设计意图:从一个需要解决的实际问题出发,学生在一个真实的情境中对问题展开探究,建立可以在课堂中开展的模型,帮助学生在探究过程中寻找问题解决的方法,提高学生研究精神,实践能力。
师:做任何的设计之前都得有方案,我们的最终目标是提升架子的承重力。我们先来看一看最后评分标准,根据标准同学们可以交流设计并把自己的想法画在设计图上(课件出示评分标准)。
3.1评分标准:
①作品承载1盒砝码得60分,每增加一个勾码加5分
②每减少一根吸管的用量加5分
③规定时间(20)分钟完成,提前1分钟加1分,超时10分钟成绩无效
3.2材料提供:6根14.5cm长的吸管(长短可处理),大头针16根,剪刀一把。
了解了比赛任务后,学生开始交流设计方案
设计意图:帮助学生在独立思考,自主设计,指导学生将自己的想法记录下来,有利于学生形成良好的科学思维和研究习惯,同时对学生的设计不作过多评价,允许学生多个答案存在,通过对后期支架的承重测试来帮助学生自己发现问题,优化方案,解决问题。
师:很多组都在问我是不是可以开始了,我看大多数组都好了,现在是xx时,到xx时比赛结束。完成的小组由组长带着作品到我这进行承重力测试,并计算材料和时间得分(出示评分单)。
组别
材料得分
速度得分
支架承重得分
总得分
1
2
3
4
5
6
(学生分组实验,教师巡视指导。完成的小组依次进行承重力测试,计算材料和时间得分并算出总得分,记录在评分单中。)
四、分析数据,交流成功经验
师:实验做完了,到了我们总结讨论的时候了,(出示承重力最高分和最低分作品,注意保持支架稳定,方便学生观察)现在老师手里是今天承重力测试最高分和最低分作品,对比一下,成功或失败的原因是什么?
生:成功组三角形结构比较多。
师:多在哪里?
(学生交流分析发现:支架的每个腿上,每个面上都有两个三角形结构,这样的设计承重力更强。)
师:我们再来看看材料最高分是哪一组?速度最高分是哪一组?
(教师一一点评表扬,肯定不同组的优势,优化一些有缺陷的设计,同时选出综合得分最高的组作为应用于生活实践中的范例。)
师:刚有的同学一直在很不甘心,还想继续设计,如果给你机会再测一次,你怎么改进?这张记录纸就送给你们,方案2可以作为你再次的优化延伸。
设计意图:学生分析数据,对比失败和成功的支架案例,直观地分析出成功和失败的原因,总结出增加承重力的科学方法,自主构建知识经验,在体验和反思中得到进步。在记录纸一号方案下方还有二号方案,作为对学生一号方案的优化改进,学生尝试为实现理想效果而改进方案,发展出更好的设计,形成最终的解决方案,总结收获,反思不足。
师:通过刚才的实验,现在让你帮我改进老师买的架子的稳定性,你有什么方法?(课件再次出示架子实物图。)
(请学生在课件实物图上画出自己的改进方案。)
设计意图:从生活中来,回到生活中去,解决现实中的问题,同时可以作为学生课堂学习效果的评价检测。
图3:学生解决方案(其余各面也均加两个三角形)
联系生活
师:同学们在生活中还观察到哪些应用三角形稳定性的例子?
生:桌子、埃菲尔铁塔、蜘蛛网......。
师:同学们在生活中很善于观察,现在我们以桌子为例(课件出示八仙桌图片),联系我们刚刚的实验,你能说出为什么这样设计吗?
生:每个面,每条腿上都有两个三角形,这样可以显著增加桌子的稳定性及承重力。
师:还有谁要补充吗?
生:每个面上的三角形都很小,这样在保证稳定性的同时还可以节约成本。
设计意图:联系生活中的应用,帮助学生识别并准确提取有助于得到结论的信息,说明每个面,每条腿上都有两个三角形的设计在生活中确实有其存在的意义。