1、 4.4.找拱形找拱形 【教材简析】【教材简析】 本课选自教科版小学科学六上第二单元第 4 课，通过前 2 课的学习，学生已 经知道增加梁的宽度和厚度可以增加抗弯曲能力，改变材料的形状也可以改变材 料的抗弯曲能力。而通过第 3 课的学习，学生已经知道拱形承受压力的特点。本 课进一步发展学生对拱形的认识，研究圆顶形、球形等与拱形相似的弧形结构承 受力的特点，认识生活用品中的拱形及生物体中的天然拱形。 本课主要包括以下三方面内容： 1.认识圆顶形和球形等是具有与拱形相似特点的弧形结构，在形状上可以看 成是拱形的组合，并通过实验探究了解圆顶形和球形承受力的特点。 2.认识生活用品中的拱形。主要让学生
2、通过观察、分析塑料饮料瓶形状结构 的设计，分析其中所包含的科学道理。可以提高学生观察、分析能力，体会到科 学技术与生活的密切联系。 3.了解生物体中的拱形结构。与生命世界的学习联系，加深对生物体结构与 功能关系的认识。 本课就紧紧围绕这三个方面，扩展学生对拱形的认识，发展学生的观察、联 想和逻辑推理能力，培养学生的动手实践能力。 【学情分析学情分析】 通过本单元第 3 课的学习，学生已经基本掌握拱形承受力的特点，并具备一 定的知识迁移能力，这为之后分析圆顶形、球形承受力的特点打下基础。但学生 很难入手去寻找圆顶形、球形与拱形的联系，对比较抽象的圆顶形和球形的受力 特征也很难完整贴切地概括出来。
3、 【教学目标】【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.知道圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。 科学探究目标科学探究目标 1.能通过空间想象寻找圆顶形、球形和拱形在形状结构上的联系。 六上形状与结 构 单元教学设计 2.能通过实验探究观察分析圆顶形、球形的承重情况，概括出它们承受力的 特点。 3.能利用表格数据，进行简单地逻辑推理。 科学态度目标科学态度目标 1.能多角度、多思维地思考分析问题。 2.体验科学与技术结合的乐趣。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 1.了解生物体构造与其生活的联系。 2.体会到科学技术与生活的密切联系。 【教学重难点】【教
4、学重难点】 重点：通过探究发现圆顶形、球形以及各种弧形结构的受力特点。 难点：能用已有的知识对弧形结构承受力的特点作合理的解释。 【教学教学准备】准备】 教师：多媒体课件，类似拱形、圆顶形和球形的物品或相关图片 小组：完整的和对半剖开的乒乓球；完整的和剪开的塑料饮料瓶；若干根相 同的硬纸条。 每组一个圆环 （主要在实验时能更好地起到抵住拱足的作用。 ） 【教学过程】【教学过程】 一、复习：引入新课（预设一、复习：引入新课（预设 3 3 分钟）分钟） 1.谈话：上节课，我们已经学习了拱形的力量，拱形结构承受重力时有 什么特点？ 2.你还见过哪些拱形的物体或建筑物？（预设：衢江大桥拱形吊索桥，拱形
5、 古城门、拱桥、大棚） 3.拱形是一种弧形结构，在我们周围还有许多弧形结构的物体，它们是否与 拱形有相似的特点呢？这节课就让我们一起来找找找生活中的拱形。（出示课题） 二、探索：圆顶形与拱形的联系（预设二、探索：圆顶形与拱形的联系（预设 1515 分钟）分钟） 材料准备：每组 3 个对半剖开的乒乓球、6 根相同的硬纸条、一个圆环、垫 圈若干 1.课件出示圆顶形物体图片（安全帽、锅盖、中国国家大剧院等） 提问：这些物体是什么形状？有什么特点？ 小结：这种类似于半个球的形状称为圆顶形。（板书：圆顶形） 2.出示半个乒乓球，提问：这是什么形状？（圆顶形）学生分组观察剖开的 乒乓球： 看一看、捏一捏它
6、的薄厚、软硬？ 试一试，三个这样的乒乓球壳倒扣在桌面上能承载几本书的重量？ 交流：观察实验中的发现 3. 提问：圆顶形的乒乓球为什么能承载这么大的压力？它与拱形有哪些相似 的地方？ 4. 分组实验：探究不同数量的拱条组合的承重能力 材料：圆环、6 根硬纸条、垫圈 思考：圆环的作用？（抵住拱足、从圆环的形变推测产生外推力的大小） 在实验过程中注意什么？（倒塌的标准、垫圈放置的位置） 学生实验，完成记录表格如下： 实验方法 承受垫圈个数 第一次 第二次 第三次 平均数 一个拱形 两个拱形组合 三个拱形组合 更多的拱形组合 我们的发现： 交流汇报：通过实验，我们发现了什么？ 小结：数量越多的拱条组合
7、在一起能够承受的重量就越大，产生的外推力 也越小。 提问：在这些不同的组合中，力是怎样传递的？能不能画一画示意图? (设计意图：通过画示意图，理解组合的拱条越多，受到的压力就可以向更多 的方向分散开来，所以能够承受更大的压力) 推测： 如果用更多的拱条组合起来， 那就是什么形状？它的承重能力怎样？ 会不会产生外推力？（“手拉手游戏”或思考“圆顶形物体底部是否需要套 一个圆环？”）现在你能说说圆顶形承受力的特点了吗？ 小结：圆顶形可以承载更大的压力，它可以看成拱形的组合，受到压力时 可以把力向四面八发分散开来，而且不产生外推力。 三、球形与拱形的联系（预设三、球形与拱形的联系（预设 6 6 分钟
8、）分钟） 1.出示一个完整的乒乓球，像它这样的形状我们把它叫做“球形”。（板书： 球形） 2.学生体验用手使劲捏、压一个完整的乒乓球 提问：为什么我们使劲地挤压乒乓球，而乒乓球却纹丝不动呢？球形跟拱形 又有什么相似之处？它与圆顶形比承重能力哪个更强？ 3.学生分组研讨 4.小结：球形在各个方向上都是拱形。球形的任何一个地方受力，力都可以向 四周均匀分散开来。所以，球形比任何形状都更坚固。 5.说说在生活中还有哪些球形的物体或建筑物？ 过渡：球形、圆顶形都可看做是拱形的组合，那么在生活中还有这样类似拱形 的结构吗？ 四、生活物品中的拱形（预设四、生活物品中的拱形（预设 1010 分钟）分钟） 1
9、.学生汇报自己在生活中找到的拱形物品。 2.看来我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。 （出示塑料瓶）这是生活 中非常常见的塑料瓶，它的形状设计包含了哪些科学道理？ 3.学生分组观察，完成书本 P35 表格记录，说说其中包含的科学道理。 五、生物体中的拱形（预设五、生物体中的拱形（预设 6 6 分钟）分钟） 1.提问：人们利用拱形、圆顶形、球形的特点创造了很多人造物体，我们自 己身上有拱形结构吗？说说它们的作用。 2、观察：乌龟、贝壳、蛋壳，这些形状对它们自身有什么意义？ 3、还有哪些生物体中存在着拱形结构？（小麦秆、葱的管状叶、西瓜等等） 【板书设计】【板书设计】 4.找拱形 不产生外推力 【作业设计】【作业设计】 1.圆顶形可以看成（ ）的组合，它具有拱形（ ） 的特点，又没有拱受压时向（ ）推的力。 2.下面（ ）物品没有利用到拱形原理。 A、圆顶屋顶 B、赵州桥 C、金字塔 3.人的脚能承载较大的重量，主要是因为（ ）。 A、脚骨的数量多 B、脚部的肌肉发达 C、脚骨组成拱形结构
