2.2 形状与抗弯曲能力 教学设计

《形状与抗弯曲能力》教学设计
教材分析
增强材料抗弯能力的另一种方法是改变材料的形状，这种方法的道理根源于改变材料的宽度和厚度。现在来研究材料的形状与抗弯曲能力，可以让学生认识到为什么改变形状就可以改变抗弯曲能力了。本课有两个活动。
第一，研究形状与抗弯曲能力的关系。用同样的纸做成像条形钢材那样的各种形状，测量它们的抗弯曲能力，并与平展的纸比较，认识改变材料形状可以改变其抗弯曲能力。更进一步的道理，教科书用资料形式给出，学生可以通过阅读来理解。
第二，研究瓦楞纸板的形状结构。瓦楞纸板有三层或五层，中间一层或两层是波浪形的，这几层薄纸板黏合在一起形成一个整体。这种结构使瓦楞纸板的强度大大增加，比把三、五层薄纸板平粘在一起强度大多了。研究瓦楞纸板不但可以加强对第一个活动的认识，而且可以让学生有新的发现或产生疑问，从而引导学生的认识向较复杂的形状结构前进。
学情分析
学生在上一节课的基础上已经知道，可以通过增加宽度和厚度来增强纸的抗弯曲能力，也可提出“改变形状可以增强纸的抗弯曲能力”的猜想。经过前期学习，能够自主设计实验方案，对数据的分析也具有了一定的水平。但在实际操作中他们更多的是关注实验结果，而忽略实验的过程。分析问题的能力有待提高。
教学目标
科学概念：
改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。
过程与方法：
1.做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验。
2.观察瓦楞纸板的结构，作出解释和提出问题。
情感、态度、价值观：
1.意识到小组合作做实验进行探究的必要性。
2.乐于根据观察作出解释和提出问题。
教学重难点
重点：做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验，探究形状与抗弯曲能力的关系。
难点：解释为什么改变形状也能提高材料的抗弯曲能力。
评价任务
1.通过做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验认识改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。
2.观察瓦楞纸板的结构，能够作出解释并提出问题。
教学准备
为小组准备：实验用的大小相同的纸若干张、铁垫圈、胶水、包装箱瓦楞纸板。
教师自己准备：一些不同形状的钢、铝型材样品或相关图片。
教学过程
一、复习导入
在前一节课中,我们研究了纸的抗弯曲能力,我们发现纸的抗弯曲能力与哪些因素有关呢？(厚度和宽度)
在生活中，我们经常能看到有些钢材或者铝材做成“T”、“U”、“工”字等形状，你能在生活中找到它们吗？（课件出示相应图片）
为什么钢材要做成这些形状？这些形状与抗弯曲能力有关吗？这节课我们就来研究——形状与抗弯曲能力。(板书课题)
二、新授
（一）探究形状与抗弯曲能力
1.我们用纸张来做模拟实验,在这张纸长度不变的基础上,同学们能折出哪些形状呢？
按照学生说的把形状画在黑板上。(板书：形状)
2.请同学们来预测一下这些不同形状的纸的抗弯曲能力。
3.我们已经进行了预测,那我们接下来要进行实测了,在实测时应控制哪些条件不变呢？同学们可以想一下在前一节课的实验中我们是控制哪些条件不变的，和我们这里有相同之处吗？(板书：实测)
注意：两边的高度不变,垫圈放的位置要在中间而且要轻轻的放,实验时纸梁架空的距离不变。
4.学生分组实验：进行实测并记录：学生实验的同时教师巡视每个小组。
5.汇报实验结果：两种情况已经测好的同学请举手,现在我们一起来交流一下实验的情况,请几个小组来汇报一下你们的实验结果。（板书：实验数据)
6.教师提问：看了这些数据,你发现了什么？(发现了改变纸的形状可以增强纸的抗弯曲能力。)或者提问：纸的形状改变了,它的抗弯曲能力怎么样呢？
7.结论：改变形状，抗弯曲能力增强。(板书：改变形状，抗弯曲能力增强)
进一步解释：让同学再观察一下改变形状的纸,出示一张没有改变形状的纸和改变形状的纸相比较,我们发现纸的什么改变了？(宽度减小了,厚度增加了)我们在前一节学到过增加厚度比增加宽度更能加强抗弯曲能力。薄薄的一张纸把它的形状改变以后,它的抗弯曲能力大大增强了,我们的生活中有很多材料也是通过改变形状来改变抗弯曲能力的。出示钢材,为了节省钢材,把它们做成了这样各种形状,虽然材料节省了,但抗弯曲能力仍旧很强。
（二）瓦楞纸板的研究
今天材料比较多,老师用一个纸箱子装了过来,我发现纸箱上还藏着个秘密呢！现在我给每个小组发一小块这样的纸板,你们可以感觉一下,并观察一下,看看有什么发现吗？（发现纸板的抗弯曲能力很强,它由三层组成。中间层是把一张纸做成了很多个小半圆形连接在一起的。）
包装箱用的这种纸板叫瓦楞纸板。接下来同学们可以把瓦楞纸板剥开看看各部分的结构是怎么样的？各部分的软硬怎样的？教师提问：为什么中间层要做成“波浪型”呢？这样有什么好处吗？
本来是一张平整的纸,把纸的形状改变了也就是大大增加了它的厚度,从而大大的增强了纸的抗弯曲能力。结合上节课的学习我们知道增加物体的厚度可以明显地加强材料的抗弯曲能力，但这样就要增加材料的用量。我们这里是改变了形状也能够加强材料的抗弯曲能力。这样可以减少材料的用量了,这是一个加强抗弯曲能力的好办法。有时为了进一步增强抗弯曲能力,也把瓦楞纸板做成五层,甚至七层。
三、总结
同学们，这节课我们学习了形状与抗弯曲能力，通过改变一张纸的形状，测试抗弯曲能力。你学习了之后，有什么收获吗？希望同学们今后像科学家一样进行探究活动，能有更多既节省材料，有增强抗弯曲能力的发明和创造。
教学反思
本课教学尽力追求科学学习的生活性和探究性，努力去培养学生综合的科学素养。
1.科学“生活性”的有效体现。我从“生活中各种形状的钢材”这样具体的生活情境，激发出本节课探究的重任——形状与抗弯曲能力有关吗？课的引入到孩子们自己提出探究的问题，显得非常自然！在借助“纸”完成探究之后，我再次让孩子们来回顾：为什么钢材要加工成各种形状？首尾呼应，有效构建了一个完整的生活情境。孩子们在这个具体的生活情境中也就更容易理解其中的科学道理了。科学从生活中来，在具体的生活情境中完成探究，同样不能忘记让科学回到生活中去。所以最后，我借助上课盛放器材的纸包装箱这一实物及瓦楞纸板的深入观察，让科学回归了孩子们的生活。生活化的科学课堂不但是孩子们容易进入的课堂，同样也是老师容易准备的课堂，因为体现了生活化，我的材料准备非常的简单，这样一节课，材料的准备时间在10到20分钟之间就可以完成，成本在5元左右（就是几张纸的价钱）。我想科学教学要体现实效性，材料准备的简洁性和可操作性是必须要重点考虑的。
2.科学“探究性”的充分体现。基于探究是科学学习的核心这一重要理念的考虑，我在本课的实施过程中，让学生自己观察，自己提出问题，自己猜想假设，自己设计实验方案，自己通过实验测试的出事实数据，自己进行解释分析，最后的出科学的结论。真正做到了放手让孩子们自行探究，经历科学探究的全过程，构建属于自己的知识结构，同时在探究的能力上有所提高。但放手让孩子们探究并不是放任自由，必要的引导和讨论必须做的扎实有效，所以我在课堂上非常注重讨论的展开，引导孩子们在动手前的深入思考和计划。
3.良好科学素养的培养。探究的习惯培养对学生整体科学素养的提高起到决定性的作用！行动前思考的习惯，小组合作分工的习惯，安静探究的习惯，交流的习惯，整理材料的习惯等等。我在上完这节课的时候，不经意间其实已经引导孩子们整理好了所有的器材，这不禁可以大大减轻老师的负担，同时也非常有助于孩子们良好习惯的培养。我觉得是非常有价值的！
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