《桥》教学设计
教学目标:
1、认识桥的组成,知道桥的承受力与桥的形状有关。
2、探究不同形状桥面的承受力不同,知道改变桥面的厚度和桥面的宽度等也可以改变桥的承受力。
3、知道在科学探究中要以收集到的事实证据为基础,培养学生形成证据意识。
4、激发学生做一个桥梁设计师欲望,创造出各式各样的桥。
教学重点:
研究平板桥、拱形桥、斜拉桥承受力大小的差异,认识桥的承受力与桥的形状有关;探究同一种桥在改变条件后承受力不同。
教学难点
同一种桥在改变条件后承受力不同。
教具、教学环境准备:
多媒体课件、触控式电子白板、iPhone同屏、桥梁分组实验自制教具、卡纸、小号票夹、钩码、小车。
教学环节:
一、导入
播放视频:《艰辛的上学之路》
提问:看完视频你有什么感想?你能猜到这节课的任务是什么吗?
师:为这些孩子建一座合适的桥就是本节课我们要完成的任务。造一座什么样的桥?怎么做呢?我们先来学习一下桥的有关知识。
【设计意图:用贵州水城县的孩子因为没有桥只能坐危险的溜索过悬崖上学的视频,激发学生为这些孩子建一座桥的强烈意愿。自然的引入课题。】
二、介绍三种类型的桥
桥是很常见的建筑,生活中我们常常能见到各式各样的桥。
这些桥,它们的形状有什么共同特征?弯的,拱形的,我们称之为拱桥。
这几座呢?他们的桥面是怎样的呢?直线的,我们把桥面是平的、直的桥称为平板桥。
这三座桥他们有什么共同特点?我们把有绳索吊着桥面的桥称为斜拉桥。
【设计意图:从外形特征初步认识三种桥梁】
3、建三种桥梁
1、拱桥、平板桥、斜拉桥是三种常见的桥。虽然桥的种类不同,但是它们有着相同的组成部分,你能找出来吗?桥面、桥墩是桥的基本组成部分。
2、测承受力
现在大家对桥有了初步的认识。老师给每组发放了一张任务单,请打开它,小组成员一起看看接下来你们将要完成什么任务。看清楚每一个字,记住每一个要求。清楚你们的任务了吗?我要检查一下,我提问,知道的,就一齐答。
(1)要建一座跨度多少的桥?桥墩之间的距离就是桥的跨度,白板上的尺就是帮助你们控制跨度的。
(2)承受力要测几次?测出的数据要怎样?还要算出什么?如果放10个夹子桥塌了,桥的承受力是多少?9怎样就说桥塌了?
每个小组做的桥不一样,看清楚你们小组要做哪种桥,完成表格的小组举手示意我。
明白了吗?下面开始实验
3、汇报、分析数据
A大家能从数据中,得出什么结论呢?
不同类型的桥,能承受的压力是不一样的;平板桥的承受力很差,拱桥、斜拉桥的承受力比较好。(如果有学生给桥的承重排序,提到斜拉桥承受力最好,不立即纠正,通过之后的辨析问题,再解决。)
B通过对比不同类型桥梁的承受力,还能知道提高桥承受力有哪些办法。你知道是什么办法吗?
斜拉桥的承受力为什么好?平板桥和拱桥材料完全一样,为什么把桥面做成拱形,就能提高承受力?四年级我们学过一篇课文,叫人类的老师。
引导分析:
1、平板桥和拱桥材料完全一样,它们的承受力为什么不同?拱桥是怎样提高承受力的?【平板桥桥面没有支撑、拱桥的形状是薄壳结构可以均匀分散压力、平板桥仅靠桥面承受压力,拱桥的桥墩抵挡了来自桥面的压力,也就是拱桥的拱形能把压力分散到桥墩。】
2、斜拉桥是怎样提高承受力的【拉索拉住了桥面,承担了桥面一部分的压力;利用拉索和桥塔分分担了桥面压力】
【设计意图:本环节让学生先认识桥的基本结构,这里特别对学生强调“跨度”也是桥很重要的部分。实验部分教师着重引导学生分析:1、平板桥和拱桥材料完全一样,它们的承受力为什么不同?2、拱桥是怎样提高承受力的?3、斜拉桥是怎样提高承受力的?从而让学生得出将桥面做成拱形,或者给桥增加拉索可以提高桥承受力的方法。】
4、提高桥梁承受力的其他方法
测桥承受力的实验,告诉我们利用拉索、桥塔;利用拱形分散压力可以提高桥的承受力。接下来,我们要试着找出提高桥承受力还能有哪些方法。要求,小组合作,在不改变你们小组桥的类型的情况下,对你们的桥进行修改,尽可能多的找出方法?
那么看到什么样的现象,就表示承受力提高了呢,你们的抽屉里有一个工具盒,如果有需要,可以用里面的材料。
发现两种方法的小组举手;发现三种的有没有?四种呢?谁来说一说你们组用来什么方法。通过什么现象说明方法可行的?同屏、拍摄【三个桥面叠加、减小跨度、增加桥墩、增加拉索数量、增加桥拱、弯折桥面……】
【设计意图:本环节让学生对自己的桥梁进行第一次改进,尽可能多的找出提高桥承受力的方法。这里融入了“工程设计”的理念。需要学生调动之前在“形状和结构”单元所学的知识,并能把理论方法变成实际操作。
“不改变桥的类型”这一条件很好的避免了学生只思考建造斜拉桥。学生的思考方向转移到对桥面、桥体进行改造。】
三、挑战
1、咱们54班的孩子真是太棒了!发现了这么多提高桥承受力的方法!有信心接受终极建桥挑战吗?
限时5分钟,小组合作搭建一座跨度更大——20厘米,能承受装有四个钩码小车的桥。真正的桥梁专家建桥前都会绘制设计图,请大家讨论、绘制设计图,再完成搭建,桥的种类不限,发挥出你们的创造力吧。小组长上来领小车,时间只有五分钟,成功完成挑战的小组举手告诉我。
同屏、拍摄,这些桥都成功完成了挑战,我们一起看看,这座桥用到了哪些提高承受力的方法?
2、分析思辨
A这么多种桥都成功了,你们真的很棒!不过本课最重要的任务为视频中的孩子建一座桥还没有完成。他们需要在峡谷上的建桥,你们觉得选哪座桥合适呢?为什么?
B选择增加桥墩的小组很多,为什么你们大多数都用了这种方法?【桥墩的承受力很大】
C增加拉索,桥拱也可以提高承受力,为什么你们不优先选择这些方法?【麻烦、困难、不方便】
其实生活中,在条件允许的情况下是优先用桥墩的,因为建桥墩的技术要求比较低。现实中我们也不能随意的缩短桥的跨度,我们给桥增加一个桥墩,一个跨度大的桥就变成?两个跨度小的桥,就相当于是减小跨度
D在乡间沟渠、小河建桥,选择哪种桥合适?大江、跨海呢?我们建桥的时候,除了考虑提高承受力,还要考虑哪些因素?
学生说一说在在乡间沟渠、小河、大江、跨海等地方适合建造哪些桥。并谈谈建桥除了考虑承受力还需考虑地形、气候、用途、造价、技术等条件。
【设计意图:本环节的挑战活动,旨在让学生理解生活中,在条件允许的情况下是优先用桥墩的,因为建桥墩的技术要求比较低。斜拉桥适合跨度大,地形不适合建桥墩的地方。再让学生联系视频钟的实际地理条件(峡谷)选择一座合适的桥。
思辨的环节增加了让学生理解现实中不能随意的缩短桥的跨度,给桥增加一个桥墩,一个跨度大的桥就变成两个跨度小的桥,就相当于是减小跨度。】
四、拓展:
1、播放短片《中国桥梁》,让学生感受中国造桥技术世界第一。
2、设疑:古代人是怎么在宽阔的水面建桥的?【图片展示连拱桥】
学生课后收集古代连拱桥的资料,感受先人智慧。
【设计意图:本环节让学生感受中国造桥技术的伟大,对古代中国就掌握先进的造桥技术产生自豪感。】
板书设计:
建桥粱
桥的基本组成
提高桥承受力的方法
桥面
利用拉索、桥塔
桥墩
利用拱形分散压力
跨度
增加桥墩
减小跨度
增加拉索
叠加桥面
弯曲折叠桥面
增加拱的数量