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《拱形的力量》教学设计
香铺中心小学 李大平
教学目标：
知识方面：
理解科学概念：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。
能力方面：
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推想它受力的状况。
情感态度价值观方面：
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。
教学重点：
学生在实践探究中能根据拱形的形变来分析拱形受力的状况。
教学难点：
学生能根据拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况。
教学准备：
学生：拱纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽若干个
教师：拱纸10条、平纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽25个、课件
教学过程：
一.课前回顾 复习旧知
1、横梁的抗弯曲能力与什么有关？
2、纸梁的宽度.厚度与抗弯曲能力有什么关系?
3、为什么改变形状能提高材料的抗弯曲能力?
二、创设情景 导入新课
1、导入：同学们，（师出示一张纸）看老师手中的这张纸。(把它平放着，用手托住纸的两端将纸平放在两手之间，纸塌下去了）它连自身的重量都承受不起，这样柔软无力的纸你能用什么办法让它至少能承受自身重量不塌下去吗？然后思考如何让一张纸承受更大的压力呢？
2、还记得我们学过的课文《赵州桥》吗？
课件展示美丽的赵州桥图片及多幅拱形建筑图片。提问：观察这些图片在形状上有什么特点？（拱形）“这座赵州桥离我们这么久远，为什么还这么牢固呢？学生观察，发表各自建议。谈话：是这座赵州桥里面有拱形吗？还有很多建筑物也设计成拱形，如天安门城楼、法国铁塔、相城中心商贸城、悉尼大桥等，为什么人们要把建筑物设计成拱形呢？”拱形真的有这么大的力量吗？（板书课题：拱形的力量）今天就让我们一起来研究一下“拱形的力量”（板书）
三、动手操作 验证假设
1、师：要了解拱形的力量有多大，我们不妨拿一张拱纸和一张平纸来做个比较，（出示拱纸、平纸）
2、师：（1）这两张纸的材料和大小都一样，跨度都是12厘米，现在如果在纸的中间轻轻地放垫片（出示垫片），你们估计一下哪张纸的承重能力强一些？
（2）检验一下，以碰到这个面为标准。请数好。
3、相同材料和大小的纸，哪种形状的承重能力强一些？
4、现在你的脑海中冒出了什么问题？
为什么拱形纸的承重能力比较强呢？你能做出自己的解释吗？
5、刚才大家只关注纸能承受几颗垫片，忽略了它在承重过程中形状的变化，看一看当老师在两种纸上各放1个垫片时，平纸和拱纸的形状各有什么变化？放2个、3个垫片呢？
6、学生汇报：平纸向下凹，拱纸的脚（拱脚）向两边推（伸展）开去。
如果再在上面加一个垫片，平纸往下凹得更厉害了，拱脚也向两边推（伸展）得更开了。
7、（1）静止的拱脚向两边推开，说明肯定对它施加了一个力，我们把这个力称为外推力，那么这个外推力来自于哪里呢？（垫片向下的压力）
师出示悬空的垫片，这样吗？压在拱纸上的垫片对拱纸产生了一个向下的压力。
（2）垫片的压力是向下的，而“拱纸”的拱脚怎么会向两边推（伸展）呢？谁能解释一下这种现象？（向下压的力传向两边，所以，“拱脚”才会向两边推。）
8、小结：
（1）动画演示（拱形受力状况）。
（2）出示文字（拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，产生外推力。）
四、总结提高 理论升华
当我们把台历纸弯曲成拱形的时候，两边用书抵住，再放上硬币，大家猜一猜又会发生什么样的奇迹呢？学生动手操作，发现拱形结构能承受较大的力。
深入组内，观察学生的实验过程。
总结：当我们使用相同材质的纸板时，我们把拱脚的位置垫得越高，这个拱形能够承受的压力就越大。
课件展示,图示解析：当拱形受到一个压力的时候，它就会把这个压力分解成向下的压力和向外的推力，此时当我们抵住这个力，拱形就能承载很大的重量。拱形是所有结构中唯一一个产生外推力的结构，所以拱形结构又叫推力结构。
五、搭建一拱 参与体验
1、师：刚才研究的拱都是老师发给大家的，想不想亲自动手来造一个拱呢？（投影：齐心协力来造拱）。
2、10个学生为一组搭建一个拱。
3、其他同学自由选择：
① 看同学造拱，参与讨论。
② 改进或继续拱纸的研究。
4、拱的承重测试。
5、对做得好的学生奖励拱形结构的知识小卡片。
六、探索奥秘 拓展延伸
同学们，今天我们探究拱形的力量，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。其实我们生活中，有很多的拱形形状的物体(课件展示)。还有在我们的身体内就存在着拱形的物体。(课件展示)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。
七、课外作业
制作一座纸桥
之前我们已经学习了抵抗弯曲的方法，还有桥的不同种类，课下请同学们结合所学过的知识，组内研究并制作一座桥。
板书设计： 拱形的力量
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发表于 2012-12-21 11:03:02
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