1、 3.3.拱形的力量拱形的力量 【教材简析】【教材简析】 本课是教科版的形状与结构单元第三课内容。学生通过前两课的学习已 了解改变材料的厚度、宽度和形状会增强其抗弯曲能力。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。 教材精心设计了两个体验和实验活动，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
2、受力的特点。我们可以根据新版教材的设计思路进行重新解读。 问题聚焦:通过生活中拱形类建筑的观察以及结合学生之前对形状与抗弯曲 能力的认识，把问题聚焦到“研究纸拱的抗弯曲能力”上来。 探索板块，通过测试纸拱的承重能力实验和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，引导学生认识拱形承重的特点。 通过研讨活动，学生可以进一步认识到拱形承载压力的特点，并认识到拱形 承重能力与抵住拱足的关系。 拓展部分，通过搭一个瓜皮拱或者其他材料（泡沫、木头等）的拱，从丰富 具体的体验活动中感受到拱形的承重特点。纸拱是很比较容易搭建的拱，做一个 瓜皮拱（或其他材料的拱）不但有趣，而且当学生小心翼翼地把很
3、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。与前面实验相比，前者是更理性的探究， 后者是更感性的制作，相辅相成。 【学情分析学情分析】 在之前的学习中，学生了解改变纸的宽度、厚度或者形状会改变纸的抵抗弯 曲的能力。同时对这类探究活动产生了浓厚的兴趣，也习得了基本的探究此类问 题的方法。在这这些前提下进一步探究拱形，学生们的热情会更加高涨、也基本 形成了探究的思路，但对于设计实验方案明确具体步骤仍然需要加强。 六上形状与结 构 单元教学设计 同时，学生刚接触拱形这个形状，对这个形状的并不了解，有的会直接称其 为半圆。让
4、学生根据形状的变化来分析力的走向也是有一定难度。 【教学目标】【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.拱形受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分。 2.抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。 科学探究目标科学探究目标 1.通过重复实验和深入地研讨分析，让学生根据观察到的拱形产生的形变来 推想它受力的状况。 2.能利用表格收集整理证据，用简图来记录和展示自己的思维过程。 科学态度目标科学态度目标 1.能对拱形的承重特点的探究活动表现出浓厚的兴趣。 2.认识到边实验边思考，对不断深入研究的重要性。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 1.了解拱形在生活中的应用。
5、2.通过动手搭瓜皮拱，感受科学技术运用于生活的魅力。 【教学重难点】【教学重难点】 重点：明白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：拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。 【教学教学准备】准备】 教师： 课件、瓜皮拱、钩码、搭建拱形装置（有条件） 小组： 做拱形的卡纸、铁垫圈、用于抵住拱足的书、作业本活动记录表、准 备建拱形的泡沫塑料。 【教学过程】【教学过程】 一、聚焦：通过欣赏拱形建筑提出问题（预设一、聚焦：通过欣赏拱形建筑提出问题（预设 3 3 分钟）分钟） 材料准备：拱形建筑图片课件 1. 课件播放拱形建筑的图片，学生欣赏，感知拱形在
6、建筑上的广泛应用，时 初步认识拱形结构。 2.提问：那么多建筑都设计成拱形仅仅是为了美观吗？到底有什么秘密？ （预设：拱形结构牢固、抗弯曲能力强） 3.揭示课题：拱形的力量（板书） 二、二、探索探索：测试纸拱的承重能力（预设：测试纸拱的承重能力（预设 1 17 7 分钟）分钟） 实验一：比较纸拱桥与纸平桥的承重能力 （演示实验） 材料准备：卡纸、铁垫圈、作业本活动记录表 1.教师出示一座拱桥，一座平桥，学生猜测承重能力。 2.出示作业本第 14 页表一，明确实验要求。 3.学生上台放垫圈，测试两座桥的承重能力，并记录实验数据。 4.小结：拱桥比平桥可以承受更大的压力。 实验二：观察纸拱受力时的
7、形状变化 材料准备：卡纸、铁垫圈、纸拱受力简图 1.观察纸拱受力时形状变化。 2.学生用箭头画出受力形变的简图。 预设： 3.学生汇报交流，教师小结。 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，产生了外推力。 实验三:让纸拱承受更大的重量 材料准备：卡纸、铁垫圈、抵住拱足书本、作业本活动记录表 1.分组讨论：怎样使纸拱承受更大的重量？（预设：用重物抵住拱足，阻止 其向外推变形。） 2.出示作业本第 14 页表二，明确实验要求，分组实验，记录数据。 3.各小组汇报交流实验结果。 拱顶 拱足 教师小结：拱形受压时会产生一种向外推的力，抵住拱足就等于抵住了这个 力，拱
8、就能承载更大的重量。 三、交流三、交流研讨研讨：拱形承重的秘密（预设：拱形承重的秘密（预设 1212 分钟）分钟） 材料准备：纸拱受力简图 1. 学生在前面简图的基础上，分组画出拱形承重时的特点。 2.全班交流展示小组的想法 3.总结：拱形受压时会产生一种向外推的力，抵住拱足就等于抵住了这个力， 拱就能承载更大的重量。 四、四、拓展拓展：搭建一个拱形（预设：搭建一个拱形（预设 8 8 分钟）分钟） 材料准备：搭建拱形演示装置（或西瓜皮、南瓜皮）、每组一套搭建拱形泡 沫材料 1.各小组仿照课本 32 页搭建拱形。 2.思考泡沫（瓜皮）拱为什么能够承受重物，不会垮掉？ （预设：因为泡沫（瓜皮）拱把受到的力向下向外传递给相邻的部分，拱形 各部分相互挤压，结合得更紧密，所以不会垮。） 【板书设计】【板书设计】 3.3.拱形的力量拱形的力量 【作业设计】【作业设计】 1.寻找生活中与拱形相似结构的物品或建筑。 2.课后尝试用其他材料搭建拱形。（选做） 抵住拱足可以承受更大重量
