教科版科學(xué)六上《拱形的力量》word教案

九江市永修縣艾城中心小學(xué)魏燕琴

【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科學(xué)教科書六年級上冊第二單元的第

三課，學(xué)生通過前面兩課的學(xué)習(xí)已初步了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。拱形結(jié)

構(gòu)是一類專門重要的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用廣泛。拱形結(jié)構(gòu)有的書又叫推力結(jié)構(gòu)，

它的特點是把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力，是所有結(jié)

構(gòu)中唯獨產(chǎn)生外推力的結(jié)構(gòu)。研究拱形的承重特點更具趣味性和挑戰(zhàn)

性。教材精心設(shè)計了幾個體驗和實驗活動，讓學(xué)生了解到拱形的結(jié)構(gòu)

特點是把受到的壓力分解成向下和向外的推力，通過提出問題——嘗

試——總結(jié)體會——改進實驗，再嘗試——在獲得成功的探究過程中

找到拱形承擔(dān)龐大壓力的緣故，認識拱形受力的特點。

【學(xué)情分析】

學(xué)生在學(xué)習(xí)這課時，有這么幾個知識點作為基點：１、學(xué)生差

不多學(xué)習(xí)了工具和機械，２、學(xué)生差不多學(xué)習(xí)了“形狀與抗彎曲能力”

這一課，明白改變形狀抗彎曲能力得到大大地提高。

通過本單元前兩課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對增加材料厚度和改變材料的形

狀能夠增加物體抗彎曲能力的探究已產(chǎn)生了專門濃厚的愛好，在這氛

圍下相信進一步探究拱形，學(xué)生們的熱情會更加高漲。

【教學(xué)目標】

科學(xué)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。

假如能抵住拱形的外推力，拱形就能承擔(dān)更大的壓力。

過程與方法：

通過探究紙拱的承擔(dān)能力的活動，了解拱形承重的隱秘。

情感、態(tài)度、價值觀：認識到邊實驗邊摸索，對不斷深入研究

的重要性。學(xué)生了解拱形在生活中的應(yīng)用，同時體驗科技的力量、制

造的歡樂。

【教學(xué)重點】弄清拱形能夠向下和向外傳遞承擔(dān)的壓力，設(shè)法

保持拱形的形狀，使它承擔(dān)更大的壓力。

【教學(xué)難點】拱的受力原理和如何更好地發(fā)揮出拱的受力特點。

【教學(xué)預(yù)備】

教師預(yù)備：相關(guān)的圖片資料，做拱形嶄新的紙若干張，課件。

鐵墊圈、螺帽若干。

學(xué)生預(yù)備：做拱形嶄新的紙若干張，硬幣20個、鐵墊圈。每生

帶四五本書用于抵住拱足。、

教學(xué)活動過程

一、激趣引入，引出問題：

1、多媒體出示城際鐵路永修段彩虹橋圖片。

師提問：

（1）、這是哪里？(永修鐵路彩虹橋)

（2）、是什么形狀?（拱形，引出課題）

（3）、猜想一下什么緣故要做成如此的形狀？（學(xué)生們各抒己見）

2、出示一張比較柔軟的紙，學(xué)生觀看：

（師出示一張紙）看老師手中的這張紙。(把它平放著，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

擔(dān)不起，如此柔軟無力的紙你能用什么方法讓它至少能承擔(dān)自身重量

不塌下去嗎？

學(xué)生匯報。(提示不能增加材料。讓學(xué)生充分發(fā)言，能夠檢查學(xué)

生對前概念的明白得。引導(dǎo)學(xué)生說到拱形時。)

師：(做一個拱)做成拱形后它沒有塌下去，看來拱形也有科學(xué)道

理。我國古代勞動人民早已利用拱的科學(xué)原理進行建筑設(shè)計。請看(播

放課件圖片：趙洲橋、拱門、房子、國家在劇院……)這么多的建筑

什么緣故都采納了拱形呢？同學(xué)們情愿和老師一起來研究拱形中的

學(xué)問嗎？（板書：拱形的力量）

設(shè)計意圖：使學(xué)生認識到“拱形”是“改變形狀”的另一個視角。

通過觀賞拱形建筑的圖片，讓學(xué)生感受到中國勞動人民的勤勞聰慧，

拱形的奇異作用，最后的提問激發(fā)起學(xué)生的求知欲。

二、拱形的力量的研究

接下來，我們就要進行拱形承擔(dān)壓力的研究，為了使同學(xué)們研究

得更加有效，老師有幾點方法與大伙兒一起交流。

A、明確各組員的分工，并強調(diào)實驗時要注意合作探究。

B、介紹實驗記錄表：先動腦再動手，有發(fā)覺及時記錄（能夠用

圖表示）“我們的做法、遇到的問題、解決的方法”。

C、同學(xué)們研究的時候，紙盡量減少褶皺。

D、實驗過程中拱的寬度要保持不變。

E、增加墊圈時動作要輕，一個一個地加，拱明顯變形時不要再

放墊圈。

F、老師遇到一個問題：鐵墊圈放到最后一個時，拱形變形或塌

下去，我們說那個拱形能承擔(dān)幾個鐵墊圈？比如：放到第6個鐵墊圈

拱形塌下去，我們說那個拱形能承擔(dān)幾個鐵墊圈？

（一）、拱形承擔(dān)壓力的測試

1、做一個紙拱，試試它能承擔(dān)多大的重量

①實驗一：

師：現(xiàn)在請同學(xué)們像老師如此（把紙先卷一卷再松開，做成一

個拱形）做一個紙拱，放在墊板（提示：按墊板上事先畫好的兩拱足

間距離來做拱）上觀看，說一說拱自身的重量在哪里？專門要注意：

那個拱形不能借助其他物體的關(guān)心。

分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）。

②學(xué)生匯報。（在拱下部）

師：對，在拱與墊板接觸的地點，我們把它叫拱足。好下面請

同學(xué)們輕輕地放一個硬幣在紙拱上，來測試拱的承擔(dān)力，認真觀看紙

拱有變化嗎？（有，“紙拱”向兩邊舒展。）哪個部分承擔(dān)著硬幣的重

力？(拱頂)

請大伙兒再在上面加一個硬幣，觀看一下是不是有新的變化，

紙拱隨著壓力的增大，你發(fā)覺它的形狀有什么變化？（拱形的足舒展

得更大了，最后就平了。）你能說明這種現(xiàn)象嗎？“紙拱”什么緣故

會向兩來舒展開去？

（演示：墊圈的重量壓在了拱上，拱的

全部重力傳到兩個拱足，那個力向下，向兩

邊傳去，使拱足在墊板上向外滑動，拱就舒展開了。）(板畫：)

設(shè)計意圖：通過觀看描述活動，學(xué)生能清晰地認識拱形橋的受力

軌跡，從而建構(gòu)第一層次的“拱形”概念――拱形能夠通過材料向下

和向外傳遞承擔(dān)的壓力?？吹焦白惴珠_自然想到要用什么東西去抵住

它。

2、把拱足固定，測試紙拱能承載多大的重量

①實驗二：

師：既然我們明白了紙拱受力變形的緣故，你有什么方法使紙

拱不容易變形，能承擔(dān)更大壓力？承擔(dān)幾個硬幣你能推測一下嗎？用

實驗檢測下看行不行。

②分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）。

師：有作用嗎？(學(xué)生回答)用東西抵住拱足它確實比剛才承擔(dān)的

壓力要大一些，看來大伙兒剛才的方法是正確的。

③討論：說說你們觀看到的現(xiàn)象。當(dāng)拱頂上的壓力不斷增加時，

它的形狀會有什么變化？(依舊要塌，向左右偏)紙拱什么緣故會產(chǎn)生

這種變化？你是如何樣想的？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生在認真觀看現(xiàn)象后，對顯現(xiàn)的問題作出說明，

并開動腦筋去摸索解決方案，有了方案再去用實驗去驗證。用事實證

明自己的方案是有效的。如此多次訓(xùn)練有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的科研適

應(yīng)。關(guān)于紙拱依舊會變形。這時就會激發(fā)學(xué)生摸索應(yīng)從哪些方面來改

進自己的方案。在討論中學(xué)生相互啟發(fā)，有助于后面的探究活動。

（二）、讓拱形承擔(dān)更大的壓力

①實驗三：

師：如何使紙拱承擔(dān)更大的壓力？你打算如何做？先將自己的

方案寫下來，再匯報。

我們的設(shè)計

我的設(shè)想(添加的

估量能承擔(dān)估量能承擔(dān)

物體、數(shù)量、放在改進設(shè)想

的硬幣數(shù)的硬幣數(shù)

哪里)

學(xué)生匯報。老師引導(dǎo)學(xué)生說出添加什么？如何添加，具體放在什

么位置？有什么道理？

學(xué)生聽取別人的意見后對自己的方案可能有修改，讓學(xué)生改進

設(shè)想，完善方案。

師：好，我們來挑戰(zhàn)一下，看誰的拱能承擔(dān)更大的壓力。(提示：

1.依照拱形受壓變形的現(xiàn)象，查找克服變形的方法。2.注意別在形變

過程中加硬幣。3.在考慮讓拱形承擔(dān)更大壓力的同時，考慮材料的合

理利用。實驗中還要注意：1.按拱足間距標準記號放拱形。2.第一

次實驗過的拱還能在第二次實驗中用嗎？想想什么緣故？3.實驗

結(jié)果填在表格里。)

設(shè)計意圖：讓學(xué)生充分動腦、動手、動口、動耳有利于培養(yǎng)學(xué)生

解決問題的能力，在表述自己的方案時進一步明確弄清道理，同時聽

了別的小組的匯報對自己的方案也有一個比較、反思的過程，會不斷

優(yōu)化自己的設(shè)計方案。教師在活動前指導(dǎo)比在活動后指導(dǎo)更有價值，

因為活動中要操縱的變量專門多，對學(xué)生操作的要求也較高，操作不

規(guī)范將直截了當(dāng)阻礙實驗結(jié)果。

②分組實驗（教師巡視指導(dǎo)）。

③學(xué)生匯報。（學(xué)生在展現(xiàn)自己的實驗結(jié)果?？啥嗾垘讉€小組匯

報讓學(xué)生充分發(fā)言，說出自己的改進方法。）

查找“拱形的力量”

第小組

溫馨提示：

1、先設(shè)計方案，再進行實驗，并做好數(shù)據(jù)記錄。

2、每次實驗，“拱橋”的拱足之間的距離要保持一致。

3、假如紙條被壓壞或有明顯折痕，應(yīng)該換上新的紙條。

4、在實驗中對數(shù)據(jù)進行分析，尋求現(xiàn)象背后的隱秘是學(xué)習(xí)科學(xué)

最歡樂的事。

估量能承擔(dān)實際能承擔(dān)

的硬幣數(shù)的硬幣數(shù)

第一次

第二次

第三次

師：通過不斷改進實驗，大伙兒做出來的實驗結(jié)果跟原先的相比，

拱的承擔(dān)力都大了專門多。全班同學(xué)都挑戰(zhàn)成功，祝賀你們！認真觀

看，你們的方案有一個共同的特點，是什么？（都在拱形的兩邊放物

體，把拱足抵住。）現(xiàn)在你能還說明一下什么緣故抵住拱足，就能提

高拱的承擔(dān)力？

④請學(xué)生試著說明。

（教師演示課件說明:拱形承載重量時，能把壓力向下和向外傳

遞給相鄰的部分，拱形各部分相互擠壓，結(jié)合得更加緊密。拱形受壓

時會產(chǎn)生一個向外的推力，假如能抵住那個力，拱就能承載專門大的

重量。）

師：從同學(xué)們剛才的實驗中我們看到抵住拱足的物體的多了、

重了，拱的承重能力就增強了！那現(xiàn)在老師有個問題了，要是我們連

續(xù)在旁邊加書本，拱是不是會一直都如此，承擔(dān)的物體越來越多呢？

（引出極限、“限載”的含義）

師：大伙兒都專門認真，終于將拱形的受力情形分析的清清晰

楚。

設(shè)計意圖：本活動除了承載“抵住拱形的外推力，拱形就能承擔(dān)

更大的壓力”概念外，還蘊涵著技術(shù)與極限的內(nèi)容。在匯報交流時，

教師第一呼應(yīng)“挑戰(zhàn)任務(wù)”，確信學(xué)生探究成果，激發(fā)愛好。采納先

總后分策略保證在交流研討時，學(xué)生思維在圍繞科學(xué)概念的基礎(chǔ)上有

所拓展。

（三）、查找讓拱形承擔(dān)更大壓力的其他方法

實驗四：

引導(dǎo)談話：前面做實驗的時候，老師什么緣故要強調(diào)拱的寬度要

不變呢？假如改變拱的寬度（跨度），結(jié)果會如何樣？

1、改變拱的寬度（減小和增大），其他條件不變，測試拱的承重

能力。

2、學(xué)生匯報實驗，并得出結(jié)論。（拱形越拱，承擔(dān)的壓力越大）

三、捏乒乓球游戲——充分感受拱形的力量

師：（左手出示乒乓球）同學(xué)們，老師手上有一個乒乓球，它專

門輕，也專門薄。今天我們來做“乒乓球”的游戲，出示游戲要求。

1、只能集中掌心用力捏，不能有個別手指壓。

2、游戲時刻2分鐘。

3、最先把乒乓球捏破或變型者獲勝。（獲勝者有紀念品獎勵）

各小組選出本小組的一名大力士選手上臺競賽。

游戲終止后請各小組討論并說明乒乓球能承擔(dān)這么大壓力的緣

故。

四、了解趙州橋及其他拱形建筑

1.我們中華民族是一個偉大的民族，我們的人民勤勞而又聰慧。

古代人們專門早就發(fā)覺，用石柱、石梁構(gòu)架的建筑物，假如石柱間距

離過寬或橫梁承擔(dān)壓力過重，就專門容易倒塌。而自然界中龐大的石

拱卻屹立千年而不塌。人們依照大自然的啟發(fā)建筑了拱門、拱窗和拱

橋。趙州橋確實是一座聞名世界的拱橋。

2、關(guān)于趙州橋，你們明白些什么?

3、學(xué)生們回憶并講述趙州橋的有關(guān)知識。

師：老師那個地點也有一些趙州橋的構(gòu)造和特點的資料，我們一

起共享。（播放趙州橋錄像）

4、教師補充介紹趙州橋石拱的構(gòu)造和特點。

5、讓學(xué)生談?wù)勛约簩w州橋的感受？

6、