1、拱形的力量教学设计教学目标：在亲历拱形承受物体重力的研究过程中，能根据观察拱形受到压力后发生形变的现象推想：拱形受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，产生外推力。知道抵住拱足，就能承受更大的压力。提高思维能力。通过对赵州桥的认识，了解拱形在生活中的应用，体会到科学技述的巨大力量。提高学生科学探究的兴趣. 养成边实验边记录边思考的科学学习习惯。教学重点 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。 教学难点 利用材料设计合理的实验,亲历科学探究，推想拱形能提高承重能力的原因。教学准备 教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用） 。绘画纸裁成长 1
2、6cm、宽7cm 的小纸条，铁垫圈、垫板、冬瓜（8-10 组） 。 学生准备：宽 7 厘米长 16 厘米拱纸 4 条、垫圈若干、实验记录单、木块、教 学 过 程 设 计 说 明一、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.学生谈初步看法5.揭示课题：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.教师演示制作纸拱。2.介绍拱形：纸拱上面最突起的部分叫做“拱顶”
3、 ，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）第一环节导入（略写部分）教材是从观察一个石拱门展开的，在教材基础上将其丰富，出示一组建筑图片，学生很容易发现这些建筑中共性的问题采用拱形设计。这样既能够激发学生的研究兴趣，也能尽快进入研究的主题：拱形。如果学生对拱形没有任何的前概念基础，教师可以慢慢将白纸弯曲成拱形与照图片上的拱形对照：直接告诉他们像这样的形状叫拱形。第二环节（详写部分）3.纸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.以小组为单位做纸拱
4、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.学生实验6.学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。（板书： ）三、使拱形承受更大的压力 1.如何让纸拱承受更大的压力？ 2.学生谈自己的想法。预设 1 把拱顶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
5、）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，这部分是本课的重点，教案应该详细一些。对于纸拱的承重力的测试既是对前面科学实验的简要回顾，明确科学实验方法、记数方法等，同时又在观察纸拱变形的过程中初步感受到，变形的原因是纸拱受压后拱足外推。为下一步的研究做好铺垫。进而提出怎样使拱能承受更大的压力？促进学生思维的合理发展。第三环节（详写部分）这是本课的难点，学生的想法可能会不同，教师应尽可能地预设出来，根据课堂上出现的不同情况采取不同的措施。预设 1、2 这两种情况是学生对提出的问题不够理解，认为只要不让拱塌下来即
6、可，显然失去了对比实验的科学性。因此如果课堂出现类似情况，教师应先把问题抛给学生：这样做合理吗？你们有什么建议呢？做好在生生互动中明确这两种做法都改变了原来的拱形，是不合理的。预设 3：学生可能不会理解“抵住”这个词。措施：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？11.学生尝试解释12.教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而 产生让“拱足”向两边外推的力，这个外推力是怎么来的？13.学生谈自己的想法。预设 4 压力可以向各个方向传递。预设 5 向下的压力可以向两边传
7、递。14.出示课件小结：（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。向下压的力传向两边，所以， “拱足”才会向两边移。 ）（ ）抵住这个外推力它就能承受更大的压力。讨论：只要无限的增加两侧抵住拱足的木块，拱形的承重力也会无限的增加？四、搭建一个冬瓜拱桥1.谈话：老师带来特殊材料的拱：（冬瓜）挑战承重力。承载重物砝码。2.各组领取材料，进行活动。3.3 分钟检查成果。4.优胜的小组谈成功的经验。五、长寿的石拱桥课件介绍有关赵州桥的资料1.出示课件：赵州桥介绍：赵州桥建于隋代由著名匠师李春设计和建造，距今已有 1400 年的历史提问：观察它的设计你有什么发现？2.学生利用本课研
8、究结果对其进行解释。教师让学生试一试帮助理解“抵住”的意思，从而保证探究的有效性。预设 4、5：课件呈现本课科学概念的表述有一定难度 学生表达的不会非常科学，清楚。但是通过一系列的实验探究、细致观察，学生已经初步形成感性认识。在通过形象直观的课件展示和教师解说，科学概念就水到渠成地在学生头脑中建立了。根据学生的认知水平可适时补充内容：（引出极限、 “限载”的含义）在实际的生活中拱形建筑、桥。当拱顶上承受重力的地方压力过大，达到极限时，就会发生断裂、塌毁。第四环节（略写部分）挑战冬瓜拱富有趣味性，但在操作中学生不是简单的玩，需要他们相互配合，发挥集体力量，挑战承重力，激发他们想到必须用力去抵住拱
9、足，而这个力，越大越好。即是对前面所学知识的一个应用，也让他们对科学六、拓展延伸我们的古代人民就利用聪明才智巧妙的利用了拱形的力量，作为更富有创造精神的现代人在我们的生活中又是如何利用拱形的呢？请大家课后收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。板书预设：拱 形 的 力 量抵住拱足增强承重能力概念的理解更为深入。第五、六环节（略写部分）科学概念的形成并不代表课堂的结束。科学目标是三维的，既要关注科学概念、过程与方法，又要关注情感态度与价值观。本节课要关注拱形结构与技术的结合及在生产生活中的应用，培养学生的民族自豪感。引导学生尝试对赵州桥的力学结构作出解释，这不仅仅实现了学生运用已学的科学概念进行解释其它现象，而且体现了科学技术与人文关怀。外推力 外推力压力
