《找拱形》教学设计

教材分析

在研究了典型的拱形的特点后，本课进一步发展学生对拱形的认识：认识圆顶形和球形等具有拱形相似特点的弧形结构；认识生活物品中的拱形；认识生物体中的拱形。这不但使学生对拱形的概念加深，也使学生科学探究的能力有所提高。本课有三个活动。

第一，了解圆顶形和球形的承重特点。狭义的拱形概念是指像上一课纸拱、瓜皮拱那样的拱。其他由不同曲面构成的形状分别叫圆顶形、球形、弧形、抛物线形，等等。广义的拱形结构概念则包括所有的弧形，因为它们有共同的特征，又称作弧形结构。基于学生的水平，我们采用狭义的称呼。“找拱形”就是要在圆顶形、球形、不规则弧形结构中找出拱形的特征，采用的方法是引导学生把圆顶形、球形看成是拱形的组合。使学生对弧形结构有一个概貌性的了解。

第二，观察分析塑料饮料瓶形状结构的设计。让学生通过观察、分析悟出其中的道理，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。这项活动有综合性、开放性特点，可以涉及美观、方便或其他方面的一些问题。

第三，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。

学情分析

学生已经认识了拱形及其承载压力大的特点，在此基础上寻找、认识身边的特殊拱形，即：圆顶形、球形，并探究它们的特点，对于与学生来说有一定的难度，但通过实验、观察一定会弄清拱形、圆顶形、球形之间的联系，从而弄明白圆顶形、球形承载压力大、坚固的特点。

教学目标

科学概念：

圆顶形、球形等有和拱形相似的特点，可以承受很大的压力。

过程与方法：

1.用已有知识对常见弧形结构承受力的特点作解释。

2.发展观察、联想和逻辑推理能力。

情感、态度、价值观：

感受科学技术对我们生活的影响。

教学重难点

重点：知道圆顶形、球形等弧形结构与拱形有紧密联系。

难点：能识别生活中的拱形、圆顶形和球形等弧形结构的物体。

评价任务

1.通过实验感受圆顶形、球形等和拱形相似的特点。

2.观察塑料瓶，完成观察记录表并分析其形状设计包含的科学道理。

3.观察生物体中的拱形并分析其作用。

教学准备

为小组准备：完整的和对半剖开的乒乓球，完整的塑料饮料瓶。

教师自己准备：类似拱形、圆顶形和球形的物品或相关图片，若干根相同的硬纸条（演示拱形拼成圆顶形和球形）。

教学过程

一、导入新课

1.回顾上节课的知识点，说说拱形结构承载重力有什么特点？我们都知道哪些拱形建筑？我们周围有许多圆弧形的东西，它们和拱形有没有关系？

2.出示多媒体图片、实物，观察它们运用了那些形状？建筑中也应用了这样的结构，是不是代表他的承受能力很大呢？（做实验）

3.观察、实验、分析：观察剖成两半的乒乓球，看球壳的厚薄，捏一捏塑料皮的软硬。你们估计一下，把半个乒乓球扣在桌上，向下压它，它能承受多大的压力？现在我们在三个这样的半个乒乓球上摞书，看能摞多少本？

4.实验演示。

你们认为圆顶形承受压力的能力如何？试着解释一下，为什么半个乒乓球能承受这么重的书？（适时提示：拱形的拱足是要用力抵住的，圆顶形为什么不需要抵住？想一想，如果几个人手牵手围成一个圆，每个人都努力向外退，能走开吗？为什么？）

5.教师边演示边讲述圆顶形、球形与拱形之间的联系。若干根相同的硬纸条演示拱形拼成圆顶形，得出结论，圆顶形是由拱形的组合，而两个半球（剖开的乒乓球）形组合成一个球形，球形也可以看成是若干个拱形的组合，球形各个方向上都是拱形的。球形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，而且抵消了向外推的力，所以球形比任何形状都更坚固。

6.  看图（教材，悉尼歌剧院、中国国家大剧院）因为内部没有柱子，所以增大了空间。（柱子是用来支撑房屋的，没有柱子说明圆顶形能够承受很大的力）

【设计意图：明确学习目标，了解圆顶形、球形与拱形的联系，并比较它们承受压力的特点及其科学原理。】

三、塑料瓶形状的分析

1.谈话：在我们周围利用拱形增加材料强度的例子很多。我们来做一个“关于塑料瓶形状的研究报告”。

请大家先观察塑料瓶的各部分的形状，仔细观察塑料饮料瓶的上部、中部和底部各是什么形状，表面还有哪些形状？哪部分最硬，哪部分最软？

2.小组研究，教师巡视。汇报交流。

【设计意图：进一步了解圆顶形、球形、拱形承受压力的秘密，以及它们在生活中的运用。】

四、认识生物体结构中的拱形结构

1.谈话：我们研究了人工设计的物体。我们自己身体中存在着拱形结构吗？人的肋骨是什么形状的？有什么好处？头骨是什么形状的？有什么好处？人的脚骨也是拱形的吗？它能使人的脚承受更大的重量。

2.提问：观察龟壳、贝壳、蛋壳等，说说这些形状对它们自身有什么意义？

【设计意图：认识生物体结构中的拱形、球形、圆顶形结构，探究生物体中的科学秘密。】

教学反思

这节课以“教学活动”为主线，师生双边关系和谐、融洽。学生能很好地利用课前准备的实验器材，在老师的指引下动手操作，进行实验探究，很好地落实了“过程与方法”这一教学目标，教师通过对五项教学活动的有机整合，学生的学习兴趣十分浓厚，轻松地完成了本课的“三维目标”。这节课的成功给了我很大的启示：科学课不同于其它课，科学课堂是一个“实验活动”的平台、一个探究的平台、一个开启学生智慧的平台。所以教师一定要重视这个平台，用好这个平台，达到《科学》“课标”之要求。