拱形的力量教學設計

《拱形的力量》是教科版科學教科書六年級上冊第二單元的第三課，學生透過前面兩課的學習已初步瞭解改變材料的厚度和形狀會增強抗彎曲能力。在本課中，提出了一種新的形狀──拱形。下面是小編爲你整理了“拱形的力量教學設計”，希望能幫助到您。

拱形的力量教學設計（1）

一、教學目標

1、科學概念

拱形能承受很大的力；

讓紙拱承受更大壓力，不僅抵住拱足一種方法；

2、過程與方法

深入思考，提出增強拱形承重能力的方法，並動手實踐探究，自己發現拱形的力量特點；

3、情感態度與價值觀

引導學生關注拱形結構在生活中的應用。

激發學生課後繼續探究拱形的承受力的濃厚興趣。

二、教學重難點

重點：設計實驗讓紙拱承受更大的壓力。

難點：如何更好地發揮出拱形承受的受力特點。

三、教學準備

學生材料：各種紙拱、墊圈、記錄單

教師材料：自制課件、演示用的凳子

四、教學過程

（一）情景匯入

1、課件出示：趙州橋（圖片）

還記得趙州橋嗎？橋洞什麼形狀？（拱形）

2、這座橋離我們這麼久遠，爲什麼還這麼牢固？（生髮言）

3、今天，我們就從“拱形的力量”上去找找答案。（板書：拱形的力量）

（二）探究新知

活動一：認識拱形

1、要研究拱形，我們先來認識一下拱形。

2、介紹拱形：紙拱上面最突起的部分叫做“拱頂”；下面與左面接觸的部分（即紙拱的這兩端）叫做拱腳，也叫拱足；兩拱足之間的距離叫“跨度”。

活動二：拱形承受壓力的測試

1、接下來，我們就用紙拱來代替石拱橋，墊圈代替橋上的重物，進行“趙州橋”承受壓力的模擬實驗。實驗前，有幾點想法與大家交流下：

（1）認真觀察，及時記錄。

（2）墊圈如何放？（①輕放②一個一個地放（實物演示/課件出示）③正中間）

（3）實驗中，如果紙拱褶皺了，還能繼續用嗎？（換紙拱）

（4）倒塌標準？（以紙拱碰到桌面爲準）

（5）老師遇到一個問題：墊圈放到第三個塌下去了，我們說這個拱形能承受幾個墊圈？

課件出示：溫馨提示1、2、3

2、現在，請同學們像老師這樣把紙先捲一捲再鬆開，做成一個拱形，放在紙板上。

3、材料員領取墊圈，開始分組實驗，教師巡視指導。

4、交流彙報。

（1）哪個小組願意把自己組的發現與大家一起分享？

（預設：拱形承受力不好；拱形承受力強；）

（2）說的具體些，墊圈放上去，紙拱怎麼樣了？

（預設：馬上塌了）

（3）紙拱的“拱腳”又有什麼變化？

（預設：很快向兩邊伸展開了）

活動三：挑戰——讓拱形承受更大的壓力

1、老師比較貪心，我想讓我們的紙拱能承受更大的壓力，你有沒有什麼好的方法？

2、小組討論，確定方法。（看看哪個小組的方法最多）

3、全班交流，各小組確定研究因素。

（預設：跨度；寬度；抵住拱足的數量……）

4、好，我們來比一比，看看哪個小組的紙拱最有本事。

5、材料員領取相應的材料和記錄單，開始分組實驗，教師巡視指導。

6、全班交流彙報。

（三）課堂小結

透過改進實驗，大家的紙拱承受壓力的能力都大大增強。全班都挑戰成功，祝賀你們。

拱形的力量教學設計（2）

教學目標：

科學概念：拱形由於可以透過材料向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受較大的壓力。

過程與方法：能根據拱形結構的形變來分析受力的狀況；能夠在實驗的過程中進行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多壓力的原因。

情感態度與價值觀：關注拱形結構與技術的結合及在生產生活中的應用；認識到不斷深入研究的重要性。

教學重點：

在結構性活動中構建“拱形由於可以透過材料向下和向外傳遞承受的壓力，所以能夠承受較大的壓力”的科學概念

教學難點：能根據拱形結構的形變來分析受力的情況。

教學準備：做拱形的紙（7），課件（教師用），鐵墊圈，塑料杯、鑷子。

教學過程：

一、談話引入，激發興趣

1、談話：上節課我們基於[各種形狀的鋼材]這一現象研究了形狀與抗彎曲能力的研究，誰能來說形狀與抗彎曲能力之間有什麼關係？爲什麼與平的橫樑相比，改變形狀後抗彎曲能力會增強呢？（預設：改變形狀後，雖然減小了紙的寬度，但卻增加了厚度，從而大大增強了紙的抗彎曲能力。）

2、老師今天還帶來了一些具有悠久歷史的建築圖片，在這些建築在設計上都運用了一種形狀？請大家仔細看是什麼形狀？（播放課件：拱橋、拱門……）學生介紹發現——拱形（預設）

3、一問：這些建築都採用了拱形設計會是什麼原因？

4、學生談初步看法（預設：形狀與抗彎曲能力的關係）。

5、揭示課題：今天我們就一起來研究一下拱形是不是真的能增強抗彎曲能力，它的承重力到底有多大？[拱形的力量]

二、拱形與橫樑承受壓力的比較測試

1．怎麼研究呢？是不是增強了抗彎曲能力還需要跟什麼作個比較？

2．用同樣厚度的紙條，分別搭一個拱形的紙橋和平橋，它們承受墊圈數量情況會有什麼不同嗎？

4．演示實驗，並記錄（重複）。

5．從實驗中[有什麼發現]？這些資訊說明了什麼？[解釋]

6．二問：爲什麼同樣的紙片，拱形能承受更大的壓力？

7．學生髮表觀點（並畫示意圖）

8．看來剛纔的實驗我們認爲是進一步支援了我們同學的觀點，是吧？剛纔在測試拱形承受力的實驗中，誰還有其他什麼發現？它的形狀發生了什麼變化？

9．學生彙報交流，紙拱受壓時拱足向兩邊推開。師介紹拱形：下面與紙板接觸支撐拱的部分叫做“拱足”（板書標出拱足）教師引導分析：墊片在拱頂的壓力是向下的，而產生讓“拱足”向兩邊外推的力是怎麼來的？（並畫示意圖）

10．面對這種的一種現象，你又想怎樣繼續研究？爲什麼會想到這個問題？

三、使拱形承受更大的壓力

1、用物體抵住拱足能不能增強紙拱的承重能力？怎麼做？

2、學生小組討論，制定實驗方案。

3、如果用兩本書抵住後真的增強了它的承受力，接下去你們還想怎麼做？

4、實驗、並記錄。

5、學生彙總數據。

（1）分析、觀察數據，對比拱足被抵住前後數據的變化，[有什麼發現]？

抵住拱足的書本越多，能承受的墊片就越多。

（2）[怎麼解釋？]用物體抵住拱足能增強紙拱的承重力；

6、三問：爲什麼抵住拱足能增強紙拱的承重力？

7、學生嘗試解釋（追問：還是因爲改變形狀的原因嗎？透過今天的研究，你對於結論的得出又有什麼新的看法？）

8、小結：（拱形承載重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產生外推力。抵住這個力，拱就能承受很大的重量。）

9、思考：是不是無限的增加兩側抵住拱足的書本，拱形的承重力也會無限的增加？

四、搭建一個瓜皮拱

1、談話：說得真不錯，爲了表示獎勵，今天老師送大家一個禮物，想要嗎？

2、課後活動：冬瓜拱承重力挑戰。並思考其中的原因。

五、鞏固落實

1、看教材，回顧所學

2、完成作業本，並記憶關鍵知識點

六、拓展延伸

我們的古代人民就利用聰明才智巧妙的利用了拱形的力量，作爲更富有創造精神的現代人在我們的生活中又是如何利用拱形的呢？請大家課後收集生活中見到的拱形，並將它們記錄下來。

拱形的力量教學設計（3）

教學目標：

知識方面：

理解科學概念：拱形受到壓力時，能把向下的力向下和向外傳遞給相鄰的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的壓力。

能力方面：

能夠邊實驗邊思考，逐步深入地研究一個問題。能根據觀察到的拱形產生的形變推想它受力的狀況。

情感態度價值觀方面：

讓學生了解拱形在生活中的應用，同時體驗科技的力量、創造的快樂。

教學重點：

學生在實踐探究中能根據拱形的形變來分析拱形受力的狀況。

教學難點：

學生能根據拱形受力後形狀的變化，分析出拱形受力的狀況。

教學準備：

學生：拱紙3條、墊圈30個、實驗記錄單、螺帽若干個

教師：拱紙10條、平紙3條、墊圈30個、實驗記錄單、螺帽25個、課件

教學過程：

一、課前回顧 複習舊知

1、橫樑的抗彎曲能力與什麼有關？

2、紙樑的寬度、厚度與抗彎曲能力有什麼關係？

3、爲什麼改變形狀能提高材料的抗彎曲能力？

二、創設情景 匯入新課

1、匯入：同學們，（師出示一張紙）看老師手中的這張紙。（把它平放着，用手托住紙的.兩端將紙平放在兩手之間，紙塌下去了）它連自身的重量都承受不起，這樣柔軟無力的紙你能用什麼辦法讓它至少能承受自身重量不塌下去嗎？然後思考如何讓一張紙承受更大的壓力呢？

2、還記得我們學過的課文《趙州橋》嗎？

課件展示美麗的趙州橋圖片及多幅拱形建築圖片。提問：觀察這些圖片在形狀上有什麼特點？（拱形）“這座趙州橋離我們這麼久遠，爲什麼還這麼牢固呢？學生觀察，發表各自建議。談話：是這座趙州橋裏面有拱形嗎？還有很多建築物也設計成拱形，如天安門城樓、法國鐵塔、相城中心商貿城、悉尼大橋等，爲什麼人們要把建築物設計成拱形呢？”拱形真的有這麼大的力量嗎？（板書課題：拱形的力量）今天就讓我們一起來研究一下“拱形的力量”（板書）

三、動手操作 驗證假設

1、師：要了解拱形的力量有多大，我們不妨拿一張拱紙和一張平紙來做個比較，（出示拱紙、平紙）

2、師：（1）這兩張紙的材料和大小都一樣，跨度都是12釐米，現在如果在紙的中間輕輕地放墊片（出示墊片），你們估計一下哪張紙的承重能力強一些？

（2）檢驗一下，以碰到這個面爲標準。請數好。

3、相同材料和大小的紙，哪種形狀的承重能力強一些？

4、現在你的腦海中冒出了什麼問題？

爲什麼拱形紙的承重能力比較強呢？你能做出自己的解釋嗎？

5、剛纔大家只關注紙能承受幾顆墊片，忽略了它在承重過程中形狀的變化，看一看當老師在兩種紙上各放1個墊片時，平紙和拱紙的形狀各有什麼變化？放2個、3個墊片呢？

6、學生彙報：平紙向下凹，拱紙的腳（拱腳）向兩邊推（伸展）開去。

如果再在上面加一個墊片，平紙往下凹得更厲害了，拱腳也向兩邊推（伸展）得更開了。

7、（1）靜止的拱腳向兩邊推開，說明肯定對它施加了一個力，我們把這個力稱爲外推力，那麼這個外推力來自於哪裏呢？（墊片向下的壓力）

師出示懸空的墊片，這樣嗎？壓在拱紙上的墊片對拱紙產生了一個向下的壓力。

（2）墊片的壓力是向下的，而“拱紙”的拱腳怎麼會向兩邊推（伸展）呢？誰能解釋一下這種現象？（向下壓的力傳向兩邊，所以，“拱腳”纔會向兩邊推。）

8、小結：

（1）動畫演示（拱形受力狀況）。

（2）出示文字（拱形承載重量時，能把壓力向下向外傳遞給相鄰的部分，產生外推力。）

四、總結提高 理論昇華

當我們把檯曆紙彎曲成拱形的時候，兩邊用書抵住，再放上硬幣，大家猜一猜又會發生什麼樣的奇蹟呢？學生動手操作，發現拱形結構能承受較大的力。

深入組內，觀察學生的實驗過程。

總結：當我們使用相同材質的紙板時，我們把拱腳的位置墊得越高，這個拱形能夠承受的壓力就越大。

課件展示，圖示解析：當拱形受到一個壓力的時候，它就會把這個壓力分解成向下的壓力和向外的推力，此時當我們抵住這個力，拱形就能承載很大的重量。拱形是所有結構中唯一一個產生外推力的結構，所以拱形結構又叫推力結構。

五、搭建一拱 參與體驗

1、師：剛纔研究的拱都是老師發給大家的，想不想親自動手來造一個拱呢？（投影：齊心協力來造拱）。

2、10個學生爲一組搭建一個拱。

3、其他同學自由選擇：

①看同學造拱，參與討論。

②改進或繼續拱紙的研究。

4、拱的承重測試。

5、對做得好的學生獎勵拱形結構的知識小卡片。

六、探索奧祕 拓展延伸

同學們，今天我們探究拱形的力量，探究得很有力度，我們透過實驗探究，弄清拱形能承受更大的力的祕密。對了解生產、生活中的拱形，起到一定的作用。其實我們生活中，有很多的拱形形狀的物體（課件展示）。還有在我們的身體內就存在着拱形的物體。（課件展示）大家可以在下課之後去發現我們身邊存在的拱形。看能不能用學到的科學知識解釋它們。

七、課外作業

製作一座紙橋

之前我們已經學習了抵抗彎曲的方法，還有橋的不同種類，課下請同學們結合所學過的知識，組內研究並製作一座橋。