一、教學(xué)背景與目標(biāo)定位在小學(xué)科學(xué)課程中，“材料的抗彎曲能力”是探究結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系的核心內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生將直觀理解材料寬度、厚度對(duì)其抗彎曲能力的影響，建立“結(jié)構(gòu)優(yōu)化能提升承重性能”的科學(xué)認(rèn)知。（一）科學(xué)概念建構(gòu)學(xué)生需認(rèn)識(shí)到：增加材料的寬度或厚度，都能提升其抗彎曲能力；相比寬度，厚度對(duì)提升抗彎曲能力的作用更顯著。（二）實(shí)踐能力發(fā)展通過設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)、規(guī)范操作、記錄分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生控制變量的科學(xué)思維，提升動(dòng)手實(shí)踐與合作探究能力。（三）情感態(tài)度培育在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，體會(huì)“猜想—驗(yàn)證—結(jié)論”的探究樂趣，增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新意識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備清單為確保實(shí)驗(yàn)高效開展，需提前準(zhǔn)備以下材料（以4人小組為單位）：實(shí)驗(yàn)材料：不同規(guī)格的紙條（如寬度為1cm、2cm、3cm的相同厚度卡紙，厚度為1層、2層、4層的相同寬度A4紙）、墊圈（或螺母、積木等重量均勻的重物）、書本2本（作為支撐“橋墩”）、鉛筆、實(shí)驗(yàn)記錄單。輔助工具：直尺（測(cè)量紙條跨度）、膠帶（固定多層紙條）。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）情境導(dǎo)入：從生活中發(fā)現(xiàn)問題教師展示橋梁、房屋橫梁的圖片，提問：“為什么大橋的橋面下要設(shè)計(jì)粗壯的鋼梁？家里的橫梁為什么不是平著放而是立著放？”引發(fā)學(xué)生思考“材料的抗彎曲能力與哪些因素有關(guān)”，順勢(shì)提出核心問題：寬度和厚度，哪個(gè)對(duì)材料抗彎曲能力的影響更大？（二）實(shí)驗(yàn)探究：在操作中驗(yàn)證猜想實(shí)驗(yàn)一：寬度對(duì)材料抗彎曲能力的影響1.猜想與假設(shè)：小組討論并記錄猜想：“紙條越寬，能承受的墊圈數(shù)量越____（多/少）。”2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：控制變量：保持紙條厚度（1層）、跨度（兩本書間距15cm）、墊圈放置位置（紙條中間）不變；改變變量：使用寬度為1cm、2cm、3cm的紙條（需提前裁剪，確保厚度、長(zhǎng)度一致）。3.操作步驟：將書本平行放置，間距15cm作為“橋墩”；把紙條放在“橋墩”上，形成“橋面”；從中間位置逐個(gè)輕放墊圈，直到紙條接觸桌面，記錄墊圈數(shù)量；更換不同寬度的紙條，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次（取平均值減少誤差）。4.數(shù)據(jù)記錄：小組填寫記錄表（示例）：紙條寬度（cm）123-------------------------墊圈數(shù)量（個(gè)）實(shí)驗(yàn)二：厚度對(duì)材料抗彎曲能力的影響1.猜想升級(jí)：基于實(shí)驗(yàn)一的發(fā)現(xiàn)，小組猜想：“增加紙條厚度，抗彎曲能力會(huì)____（增強(qiáng)/減弱），且效果比增加寬度更____（明顯/微弱）?！?.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：控制變量：保持紙條寬度（2cm）、跨度（15cm）、墊圈放置位置不變；改變變量：使用厚度為1層、2層（用膠帶粘緊）、4層的紙條（確保寬度、長(zhǎng)度一致）。3.操作與記錄：重復(fù)實(shí)驗(yàn)一的操作流程，記錄不同厚度下的墊圈數(shù)量，對(duì)比兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（三）數(shù)據(jù)分析：從現(xiàn)象中提煉規(guī)律各小組展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察：寬度實(shí)驗(yàn)中，墊圈數(shù)量隨寬度增加如何變化？（如3cm寬的紙條承受的墊圈數(shù)遠(yuǎn)多于1cm的）厚度實(shí)驗(yàn)中，4層紙條的承重能力與1層相比，提升幅度是否比寬度實(shí)驗(yàn)更顯著？結(jié)合數(shù)據(jù)，師生共同總結(jié)：材料的抗彎曲能力隨寬度增加而增強(qiáng)；材料的抗彎曲能力隨厚度增加而顯著增強(qiáng)（厚度增加1倍，承重能力提升遠(yuǎn)超過2倍）；相比寬度，厚度對(duì)提升抗彎曲能力的作用更關(guān)鍵（可舉例：用2層紙的承重能力，可能超過3倍寬度的單層紙）。（四）生活拓展：從科學(xué)到工程實(shí)踐1.案例分析：展示瓦楞紙、橋梁橫梁（立放的工字鋼）的圖片，提問：“這些設(shè)計(jì)如何利用了‘厚度提升抗彎曲能力’的原理？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論，理解生活中“增加厚度（如瓦楞紙的波紋結(jié)構(gòu)）比增加寬度更節(jié)省材料、更堅(jiān)固”的工程智慧。2.創(chuàng)新挑戰(zhàn)：布置課后任務(wù)：“用A4紙?jiān)O(shè)計(jì)一座能承受最多墊圈的紙橋”，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合寬度、厚度的優(yōu)化，嘗試折疊、拼接等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。四、教學(xué)反思與優(yōu)化1.材料優(yōu)化：若使用普通A4紙，單層與多層的厚度差異可能不夠明顯，可改用卡紙或增加層數(shù)（如8層），增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。2.操作規(guī)范：需強(qiáng)調(diào)“墊圈逐個(gè)輕放”“紙條保持水平”，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。3.思維深化：對(duì)能力較強(qiáng)的學(xué)生，可引導(dǎo)思考“跨度大小是否會(huì)影響抗彎曲能力”，為后續(xù)探究埋下伏筆。通過本實(shí)驗(yàn)教案，學(xué)