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六年級上冊 抵抗彎曲 教學設計及反思 西烏旗第四小學 陳世岐 2009-12-15一教材分析 抵抗彎曲是義務教育小學科學教科版六年級上冊形狀與結(jié)構(gòu)單元的第一課。本單元是從不同形狀結(jié)構(gòu)的物體與它能承受力大小的視角，引領(lǐng)學生探究常見的形狀和結(jié)構(gòu)的。作為本單元的起始課，抵抗彎曲的學習在知識和探究技能方面為本單元的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。 本課探究活動主要分為三個部分：第一部分：紙的寬度與抗彎曲能力大小的探究活動。通過在不同寬度的紙上放墊圈，比較不同寬度的紙抗彎曲的能力。然后收集數(shù)據(jù)，并通過分析整理數(shù)據(jù)，使學生認識到紙的寬度增加，抗彎曲的能力也會提高。第二部分：紙的厚度與抗彎曲能力大小的探究活動。通過在不同厚度的紙上放墊圈，比較不同厚度的紙抗彎曲的能力。然后收集數(shù)據(jù)，并分析整理數(shù)據(jù)，使學生認識到紙的厚度增加，抗彎曲的能力會顯著提高。第三部分：研討長方形截面的橫梁平放好還是立放好。這個活動是對第一個活動結(jié)論的應用。通過觀察，學生會發(fā)現(xiàn)承重的橫梁都是立著放的，接著讓學生解釋橫梁立著安放的現(xiàn)象，最后要求他們用實驗來證明自己的理由。 二教學目標 1科學概念 （1）房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有“柱”和“梁”，梁比柱容易彎曲。 （2）增加梁的寬度可以增加抗彎曲能力，增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。 2過程與方法 （1）識別和控制變量，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。 （2）用簡單實驗說明橫截面為長方形的橫梁為什么都是立著安放。 3情感態(tài)度價值觀 能夠大膽假設又能在實驗中小心驗證。 三教學重難點： 教學重點：紙的寬度、厚度與抗彎曲能力的關(guān)系的研究； 教學難點：對科學實驗的變量識別與控制 四教學準備： 教師：計算機輔助課件，磁帶盒,尺等；每組學生：一號材料（墊圈一盒，長度、厚度相同、寬度不同的紙條），二號材料（長度、寬度相同、厚度不同的紙條），實驗記錄表，直尺，磁帶盒等。 五教學過程: （一）認識柱子和橫梁 1播放課件： 同學們，老師從嵊泗到海寧的路途中經(jīng)過許多大橋，請同學們欣賞下面橋梁（東海大橋、盧浦大橋、南浦大橋等），他們在形狀和結(jié)構(gòu)上有什么相似之處？（學生從中發(fā)現(xiàn)大橋是由橋墩來支撐橋面，引出橫梁和柱子） 2引導學生認識柱子和橫梁。 讓學生認識教室里的橫梁和柱子，教師點撥。得出：直立的材料稱為柱子，橫放的材料稱為橫梁。 3比較橫梁和柱子誰最容易彎曲？ 引導學生認識柱子承受的壓力是把柱子壓短、壓碎，橫梁承受的壓力要把橫梁壓彎、壓斷，所以橫梁比較容易彎曲。研究橫梁的抗彎曲能力是建筑學上的一個重要課題，今天我們就來研究如何增強橋的抗彎曲能力。 4揭題：抵抗彎曲 5猜測：橫梁的抗彎曲能力可能與哪些因素有關(guān)？（學生可能會得出橋的長短、橋的材料、橋的寬度以及厚度等） （導入部分通過讓學生欣賞課件，拉近老師與學生的距離，認識橫梁和柱子，并通過柱子和橫梁的承受壓力的情況比較得出橫梁容易彎曲，自然引出本課的研究目的。） 1.紙的寬度與抗彎曲能力的關(guān)系 （1）今天要用厚紙來做橫梁來搭一座橋，你覺得應該怎么搭？ 學生通過自己的思考得出：墊圈放的位置，墊圈放的方法，橋墩的高度，橋梁的長度等。如學生不能完整得出，教師通過錯誤的演示，讓學生發(fā)現(xiàn)錯誤，糾正錯誤，從而完善設計。 （2）教師演示搭的紙橋梁很容易彎曲，有什么方法可以提高它的抗彎曲能力呢？（3）學生設計對比實驗 為了使實驗更科學、更公平，我們應該控制哪些條件不改變（橋墩的高度，橋梁的長度，紙張的厚度，同種材料的紙張，單個墊圈的重量）？怎樣控制？改變了哪個條件？（寬度）如何改變？（采用1倍、2倍、4倍的同種紙張，） （我認為上好這堂課的關(guān)鍵在于讓學生把握好控制變量。因此，在學生做不同寬度的紙上放墊圈的實驗之前，就讓學生討論這個實驗應該控制哪些條件不改變？小組合作討論、交流是解決控制哪些變量、如何控制的好辦法。） （4）預測：2倍寬和4倍寬分別能放幾個墊圈？為什么這么想？ （實驗前先預測再實測，不但能提高學生對實驗數(shù)據(jù)的關(guān)注程度，更重要的是促使他們思考寬度與抗彎曲能力的關(guān)系。） （5）學生實驗 （6）小組匯報數(shù)據(jù)，教師進行數(shù)據(jù)匯總。 通過剛才實驗和數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？（寬度增加，抵抗彎曲能力加強了。） （本部分用同樣的紙條,只改變了紙的寬度，而其他的條件都沒有改變，去研究紙抗彎曲的能力與寬度的關(guān)系，非常的直觀，再把研究的結(jié)果表現(xiàn)出來，進行科學的分析，使學生非常輕松的得出結(jié)論，為學生提供科學的研究方法。） 2.紙的厚度與抗彎曲能力的研究。 （1）學生討論設計紙的厚度與抗彎曲能力的研究實驗 橋的厚度增加，抗彎曲能力又會發(fā)生什么變化呢？我們又該控制哪些條件不改變？（橋墩的高度，橋梁的長度，紙張的寬度，同種材料的紙張，單個墊圈的重量等）怎樣控制？什么條件變了？（厚度） （在第一個實驗的基礎(chǔ)上，學生已經(jīng)掌握了實驗的方法，了解了實驗中的控制條件和如何去控制，所以第二個實驗就放手讓學生去進行，提高學生的探究能力） （2）先來預測一下，2倍厚和4倍厚的紙橫梁分別可以放多少個墊圈？并說說你這樣猜測的理由？（根據(jù)1倍厚的經(jīng)驗進行預測；先做一個預測后一個） （本部分對學生進行預測是為了后面的實測做準備，使學生通過實測驚喜的發(fā)現(xiàn)，增加紙的厚度是大大的提高直到抗彎曲能力。） （3）小組領(lǐng)取材料并實驗。 （4）學生匯報，教師進行數(shù)據(jù)匯總。 （5）觀察數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。（厚度增加，抗彎曲能力也增強。） 3.比較數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。 把寬度和厚度的數(shù)據(jù)匯總表的數(shù)據(jù)進行比較，得出增加紙的厚度，能顯著增加它的抗彎曲能力。 （本節(jié)課不但是兩組實驗自身的縱向比較，也是兩組實驗之間的橫向比較，通過比較，學生的認識更進一步，清楚的認識到增加直到厚度能大大的增強紙的抗彎曲能力。） （三）解釋橫梁平放好還是立著放好 1課件出示橫梁 現(xiàn)在老師想考驗一下大家，看看咱們班誰是最出色的建筑師，這里有一塊橫梁，你認為平著放好，還是立著放好？為什2體驗活動 咱們現(xiàn)場用尺子來設計一個實驗驗證一下。 在橫放和立放的尺子上掛重物，觀察哪一種方法掛的重物多？ （“學以致用”，學習知識的目的就是希望學生在掌握知識后把它轉(zhuǎn)化為技能，去解決新的問題。老師通過提問：“橫梁是立放好還是橫放的好？” 有了前面的認知，學生自然就能解釋橫梁立著放是增加厚度，提高了抗彎曲能力，能承受更大重力。當學生看到立放的掛的重物時那么多時，激發(fā)了學生的科學學習的探究熱情，同時讓學生更直觀地認識到材料立著放抗彎曲能力強。） （四）課外延伸 增加了紙的寬度和厚度能增強它的抗彎曲能力，但增加了重量和增加了材料的用量。你能不能用這張紙既不增加它的寬度又不增加它的厚度就能增加它的抗彎曲能力，課后大家繼續(xù)去探究。 （老師通過出示一張紙，問：“不增加紙的寬度和厚度，你能想出辦法增加這張紙的抗彎曲能力嗎？”讓學生課后做一做。讓學生帶著新的問題走出課堂，去課外探究，為下一課的學習作好了鋪墊。） 反思： 通過幾次試教，我得出以下幾點體會： 1控制變量是關(guān)鍵 我認為上好這堂課的關(guān)鍵在于讓學生把握好控制變量。因此，在學生做不同寬度的紙上放墊圈的實驗之前，實驗之前思維先行，讓學生對實驗條件的控制都給出時間進行充分討論研究，經(jīng)過討論，學生知道了應該控制哪些條件不改變。而在試教中有一班各組學生的數(shù)據(jù)相差很大，究其原因是變量的控制出現(xiàn)了問題，如由于橋梁之間距離沒有統(tǒng)一，各組的數(shù)據(jù)相差較大。雖也能說明紙梁越寬，抗彎曲能力越強，但會出現(xiàn)寬度比厚度更能抵抗彎曲的錯誤現(xiàn)象。還有小組在操作中，不經(jīng)意之間移動了橋墩，改變了橋墩之間的距離。要統(tǒng)一橋墩之間的距離，可以在橋墩放入一把尺或一本書，也可以在桌面上設置橋墩的距離，這樣學生的數(shù)據(jù)相差不會很大。在研究紙的厚度與抗彎曲能力實驗時，各小組的實驗結(jié)果相差也懸殊。從相差懸殊的小組中尋找原因，有放墊圈的方式不科學的；有的把墊圈放到橋邊，幾乎就放在橋墩上；各組紙的彎曲高度沒有統(tǒng)一。而這些都應該在實驗指導時，通過學生和教師的相互的不斷修正中可以得到?？偠灾?，控制變量是對比實驗的關(guān)鍵，也是最能體現(xiàn)科學公正公平的精神。 2.材料成“雞肋”？ 材料可以調(diào)控課堂的節(jié)奏，可以成為課堂教學的催化劑。本次實驗中控制的條件較多，材料的成功與否成為本次實驗成功的關(guān)鍵。而本次實驗中，材料的選用成為了最頭疼的事情。如紙?zhí)?，不能承重，紙?zhí)?，承重太大。選用掛歷紙容易形成拱形，改變了形狀又不行。墊圈太輕，數(shù)量需求太多，墊圈太重，不能感受到力的逐漸增加。紙的厚度的實驗中2倍、4倍厚的紙采用膠水全部粘住，實際上大大地改變了紙的厚度，不是真正意義上的2、4倍厚的紙。而簡單的一層一層地往上疊則空隙較大，也不能算是2、4倍厚的紙，而且紙的厚度的數(shù)據(jù)并不比寬度增加并不占優(yōu)。雖然在本課的操作時，也能體現(xiàn)厚度的增加大大提高抗彎曲能力，但總覺得有點蒙混過關(guān)的感覺，與求真求實的科學精神相違背。如果能找到同種材料制成的厚度不同的紙張，那該多好呀。 3.猜測不僅僅是形式 猜測不僅需要猜測的結(jié)果，更重要的能夠暴露學生的思維過程。在試教時學生預測的墊圈數(shù)只是一帶而過，而沒有追問：為什么這樣想？這種猜測無異于“瞎猜”，是沒有意義的。而在數(shù)據(jù)的匯報，忽略了猜測的數(shù)據(jù)，只出現(xiàn)了實測數(shù)據(jù)，把猜測當作了一種形式。在實驗中大多學生是根據(jù)生活經(jīng)驗大概的猜測，在寬度實驗中比較接近。但在厚度實驗中則相差較大。因為學生不清楚厚度的增加，抗彎曲能力是呈幾何級上升的。而有幾組學生在實驗操作中采取的猜測方法，竟然出乎我的意料。他們先做了1倍寬或1倍厚的抗彎曲能力后，根據(jù)實測再猜測2倍的，做了2倍的再猜測4倍的，這樣無疑提高了猜測的準確性。相比而言，這種猜測更為可取。有過這樣預測的學生，面對實驗的結(jié)論，學生的印象會更深刻，思考肯定會更加深入。 4.數(shù)據(jù)是“過客”？ 每堂科學課上總會出現(xiàn)許多數(shù)據(jù)，很多教師并不會去利用它，數(shù)據(jù)似乎是個“過客”。我的抵抗彎曲也不例外，試教中，我讓每組學生報出自己小組的數(shù)據(jù)，從中學生也能發(fā)現(xiàn)小組中紙的寬度、厚度與抗彎曲能力的關(guān)系。不難發(fā)現(xiàn)，我忽略最重要的一點，小組的數(shù)據(jù)并不能代表全班?？芍貜托允强茖W的本質(zhì)之一，而數(shù)據(jù)的分析和整理最能體現(xiàn)這一本質(zhì)特征。此時，我們不妨把每一小組的數(shù)據(jù)都匯總在一起，寬度和厚度這兩個實驗的數(shù)據(jù)同時出現(xiàn)同一版面上，把學生的數(shù)據(jù)充分暴露在全班同學面前，可能有些數(shù)據(jù)不能與自己的意圖相符或不能證明實驗的正確性。我們可以通過觀察分析數(shù)據(jù)，暴露學生的思維，改進實驗或重新實驗。那樣經(jīng)過大家不斷的思考與修正，這樣的結(jié)論就更具有說服力。在數(shù)據(jù)匯總的版面上可以同時出現(xiàn)折線統(tǒng)計圖，這樣通過寬度和厚度的折線變化，讓學生更直接地領(lǐng)會到厚度比寬度更能大大增加紙的抗彎曲能力。