2.3 拱形的力量 教学设计

《拱形的力量》教学设计 教材分析 拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构又叫推力结构，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。本课有两个活动。 第一，测试纸拱的承重能力。用纸拱做实验研究拱形的承重特点，材料好找、简单易行。实验中不断想办法控制拱变形的问题，使纸拱不断承载更大的重压。通过实验引导学生认识拱形承重的特点。 第二，搭一个瓜皮拱。纸拱毕竟是一个不会轰然垮掉的拱，做一个瓜皮拱不但饶有趣味，而且更能感受到拱形的承重特点。当学生小心翼翼地把很滑的、小块的瓜皮搭成一个拱，看到这个拱并未垮掉甚至还能承重时，他们对拱形承重的特点会感受很深，会惊叹拱形的“力量”大。两个活动相比，前者是更理性的探究，后者是更感性的制作，相辅相成。 学情分析 学生对本单元前两节课《抵抗弯曲》和《形状与抗弯曲能力》学习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，对再研究拱形结构一定会有更高兴趣。 教学目标 科学概念： 拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。 过程与方法： 根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。 情感、态度、价值观： 认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。 教学重难点 重点：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。 难点：理解拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。 评价任务 1.通过实验推想拱形承重的秘密。 2.能利用所学知识搭一个瓜皮拱感受拱形的力量。 教学准备 为小组准备：做拱形的纸，铁垫圈若干。 教师自己准备：相关的图片资料。 学生自己准备：搭瓜皮拱的瓜皮、小刀。 教学过程 一、谈话引入，激发兴趣 1.谈话：老师带来了具有悠久历史的建筑图片（播放课件：比萨斜塔、拱门……）这些建筑在设计上有什么共同之处？ 2.学生介绍发现———拱形（预设）。 3.建筑都采用了拱形设计会是什么原因？ 4.生谈初步看法。 5.示课题：古老的建筑经过岁月考验，如此完好，坚固。必然有着一定的科学道理。（板书：拱形的力量） 二、测试拱形承受的压力，分析拱形受力特点 1.师演示制作纸拱。 2.介绍拱形：纸拱上面最突出的部分叫做“拱顶”，下面与纸板接触支撑拱的部分叫做“拱足”（板书标出拱顶、拱足） 3.拱承受压力的情况怎么样？ 学生预测能放几个垫圈。教师演示。 明确实验时应注意的问题： （1）纸拱形状变化到什么程度我们认为它不能再承重了？ （2）最后如何计算纸拱承受了几个垫圈？ 4.小组为单位做纸拱并测试纸拱最多可以承受几个垫圈的重力。 要求学生：细心观察在放垫圈的过程中拱的形状发生了怎样的变化？ 5.生实验。 6.生汇报交流实验结果。 纸拱受压时拱足向两边推开。压力大拱足向两边移动的距离更大了。 三、使拱形承受更大的压力 1.何让纸拱承受更大的压力？ 2.生谈自己的想法。 预设1：把纸拱的下面放一个支撑物。 预设2：把拱足粘住。 预设3：抵住拱足。 3.提出问题：用物体抵住拱足能不能增强纸拱的承重能力？想怎么做？ 4.学生小组讨论，制定实验方案。 5.如何让我们得到的实验结论更科学？在实验时我们还应注意些什么？ 6.学生汇报交流实验方案。 7.教师出示实验建议。（根据学生的建议情况加以补充） 8.分组实验（教师巡视指导）。 9.学生汇总数据（木块数、承受垫圈数）。分析： （1）整体观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，得出结论。 用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力。 （2）观察每个小组的数据，还有什么新发现？ 抵住拱足的木块数越多，能承受的垫片就越多。 10.为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力 ... ...