《拱形的力量》教学设计
郴州市九完小 邓 旭
一、【教材分析】
《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状——拱形。拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构有的书又叫推力结构，它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。教材精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——在获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点。
二、【学情分析】
通过本单元前两课的学习，学生对增加材料厚度和改变材料的形状可以增加物体抗弯曲能力的探究已产生了非常浓厚的兴趣，在这氛围下相信进一步探究拱形，学生们的热情会更加高涨。
三、【教学目标】
科学概念
1、拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。
过程与方法
2、根据学生原有的逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①激趣导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课程结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。
3、能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。
情感、态度、价值观
1、让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。
四、【教学重点、难点】
1、弄清拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。
2、拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。
五、【教学准备】
1、教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用）。铁垫圈、螺帽若干，垫板（三层板裁小长21cm、宽10cm大小），自制搭拱积木（二至三组）。
2、学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。
六、【教学过程】
一、激趣引入：
师：请同学们看一张图片，这一张图片是什么？（课件一）
生：鸡蛋
师：鸡蛋，大家都认识。
师：今天老师也准备一个鸡蛋，真正的鸡蛋。
师：今天老师用鸡蛋做一个有趣的游戏，在做游戏之前，我请全班推选一名最强壮、最有力气的同学上来和老师一起完成这个游戏。
师：游戏是这样的，把鸡蛋放在手心中，五指并拢。在鸡蛋上均匀地用力。我给你一分钟时间，看看你能不能在一分钟之内，把鸡蛋弄碎。下面的同学猜测一下，这位同学握住一个这么薄的鸡蛋会出现什么的结果呢？我们拭目以待。我一喊开始，下面的同学为他喊加油！好吧！
师：开始，加油！加油!加油! 师：鸡蛋弄碎了吗？ 生：没有
师：你感到吃惊吗？ 生：吃惊 师：你想有什么问题问老师吗？
生：就是想知道一个小小鸡蛋为什么没碎？ 师：我想这个同学的疑问也是大家的疑问。
师:通过这节课的学习，我想大家对这个问题有一个答案。 师：下面，请同学们跟随老师的步伐一起来研究拱形中的学问《拱形的力量》
揭示课题《拱形的力量》
二、新授
师：（1）请同学们观察几张图片（课件三--八）
师：（2）这些建筑在形状上有什么共同之处？（课件九）
生：拱形。
师：猜一猜：为什么这么多的建筑物都有带有拱形的呢？（课件十）
生：拱形抗弯曲能力强。
生：可以承受很大的压力。
师：是这样的吗？
师：下面我们来做个实验：测试纸拱承重能力
师：做这个实验需要的材料：1张卡纸，若干垫圈。
师：做这个实验的步骤：
1、做拱形时，把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形。
2、垫圈必须轻轻地放在中间。
3、拱足距离相同。
4、观察纸拱是怎样变形的。
5、实验操作完后，整理好实验器材。 师：请同学们按照实验步骤结合拱形示意图开始实验吧！ 师：实验做完了吗？哪组同学来汇报实验结果。
师：刚才在做实验时发现纸拱有什么变化？
生：有。
生：“纸拱”向两边伸展。
师：请大家再在上面加一个垫圈，观察一下是不是有新的变化，纸拱随着压力的增大，你发现它的形状有什么变化？
生：拱形的足伸展得更大了，最后就平了。
师：哪个部分承受着垫圈的重力？(拱顶)
师：你能解释这种现象吗？“纸拱”为什么会向两来伸展开去？ （课件演示：垫圈的重量压在了拱上，拱的全部重力传到两个拱足，这个力向下，向两边传去，使拱足在垫板上向外滑动，拱就伸展开了。）师：拱形承载重量时，能把压力向下、向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。
师：通过刚才的实验知道了纸拱受力变形的原因，你有什么办法使纸拱不容易变形，能承受更大压力？承受几个垫圈你能预测一下吗？用实验检测下看行不行。
生：用东西抵住拱足。承受4个垫圈。
三、让拱形承受更大的压力
师：怎么使纸拱承受更大的压力？你打算怎么做？先将自己的方案写下来，再汇报。
师：（教师演示课件说明:拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。）
师：从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！
师：那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义）
师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。
四、拓展延伸
师：同学们，今天我们都做了一回拱桥设计师，玩得很有兴致，探究得很有力度，我们通过实验探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。对了解生产、生活中的拱形，起到一定的作用。
师：找一找我们身边有哪些拱形结构？
五、分享学习体会： 这节课，你有什么收获？
师：其实我们生活中，还有很多的拱形形状的物体。比如在我们的身体内就存在着拱形的物体。大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。
六、课堂测验：
（一）、知识广场
1.拱形受力时 能把压力（ ）和（ ）传递给相邻的部分。拱形各个部分受到压力时会产生（ ），如果能抵住拱形的 （ ），拱就能承受巨大的压力。
2.赵州桥就是根据拱形能增加（ ）的原理造成的。
（二）、问题城堡；
你认识哪些建筑物属于拱形建筑？它们都是什么材料制成的？
古代城墙的城门、石拱桥等。 它们一般是用石头制成的。
