小學(xué)科學(xué)《抵抗彎曲》教學(xué)設(shè)計(jì)
【理論指導(dǎo)】
小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容有著豐富、生動(dòng)的現(xiàn)實(shí)生活背景做支撐，我們要建立起“生活科學(xué)”的理念，以課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，大膽應(yīng)用生活中的素材，“以學(xué)生為主體”，讓學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)活動(dòng)，激勵(lì)起學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促使學(xué)生進(jìn)入“我要學(xué)”的積極狀態(tài)，從而提高課堂教學(xué)的有效性。
同時(shí)，建構(gòu)主義的科學(xué)觀認(rèn)為，學(xué)生并不是空著腦袋走進(jìn)教室的。教學(xué)的基礎(chǔ)是學(xué)生的現(xiàn)在發(fā)展區(qū)，分析學(xué)生已有的知識(shí)水平和生活經(jīng)驗(yàn)、了解學(xué)生的前概念，是確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)的前提和基礎(chǔ)。
“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，提供有結(jié)構(gòu)的材料、促進(jìn)有效探究是本節(jié)課教學(xué)的關(guān)鍵。材料引起學(xué)習(xí)，材料引起活動(dòng)。學(xué)生與材料的親密接觸是科學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，蘊(yùn)含著典型的科學(xué)概念的材料也會(huì)讓學(xué)生碰撞出思維的火花，更體現(xiàn)了“具有開(kāi)放性”的課堂理念，帶給不同水平的學(xué)生不同層次的體驗(yàn)和經(jīng)歷。
【教學(xué)方法】
1.探究發(fā)現(xiàn)法
學(xué)生選用不同材料、寬度、厚度的紙橫梁搭橋，進(jìn)而在體驗(yàn)中分析可能影響橫梁抗彎曲能力的因素，像科學(xué)家發(fā)現(xiàn)真理那樣，通過(guò)自己的探究和學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展變化的原因和內(nèi)部聯(lián)系，找出變化規(guī)律的方法，在經(jīng)歷探究和發(fā)現(xiàn)的.過(guò)程中，學(xué)到科學(xué)知識(shí)和學(xué)習(xí)科學(xué)的方法。在科學(xué)課中，運(yùn)用探究發(fā)現(xiàn)法的主要目的是充分發(fā)揮學(xué)生在探究活動(dòng)過(guò)程中的主體作用，讓學(xué)生在探究發(fā)現(xiàn)的過(guò)程學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)的方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，思維能力、自學(xué)能力和實(shí)際操作能力。
2.實(shí)驗(yàn)探索法
學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有材料（寬度和厚度分別為1、2、3倍的紙條） 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并圍繞著問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)和實(shí)驗(yàn)證明，進(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，找到新規(guī)律。實(shí)驗(yàn)探索法主要是讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，發(fā)展假設(shè)論證的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
3.小組討論法
在本課的教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、探討注意事項(xiàng)、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論四次用到小組討論，學(xué)生圍繞探究的問(wèn)題，在小組中交流個(gè)人看法，相互學(xué)習(xí)，從中獲得對(duì)該問(wèn)題深入認(rèn)識(shí)或進(jìn)一步了解。這種教學(xué)方法需要學(xué)生具備一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，尤其適合在小學(xué)中、高年級(jí)使用。
4.信息搜集法
本節(jié)課教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生將建筑科學(xué)與實(shí)際生活相結(jié)合，思考工程造價(jià)的相關(guān)問(wèn)題，這一問(wèn)題對(duì)于六年級(jí)學(xué)生而言是沒(méi)有生活經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)的。所以，教師鼓勵(lì)學(xué)生在課后對(duì)其相關(guān)信息進(jìn)行搜集、整理、比較、分析、綜合，從而對(duì)工程與技術(shù)領(lǐng)域知識(shí)有新的認(rèn)識(shí)。
【教材分析】
《抵抗彎曲》是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)（教科版）小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)《形狀與結(jié)構(gòu)》單元的第一課。本單元選取了幾種最常見(jiàn)的形狀結(jié)構(gòu)，聯(lián)系學(xué)生身邊熟悉的事物，由淺入深地進(jìn)行探究，最后進(jìn)行綜合和應(yīng)用。作為本單元的起始課，《抵抗彎曲》的學(xué)習(xí)首先引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究橫梁的寬度、厚度與抗彎曲能力的關(guān)系，在知識(shí)和探究技能方面為本單元的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)情分析】
在認(rèn)知特征與思維水平方面：六年級(jí)的學(xué)生思維能力正處于從形象思維向抽象思維過(guò)渡的階段，抽象思維雖然仍要借助直觀形象的支撐，但已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，分析、推理能力有了明顯的提高。
在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)方面：部分學(xué)生已經(jīng)有了橫梁的材料、長(zhǎng)度、寬度和厚度對(duì)抗彎曲能力影響的前概念，這為本課中“影響抗彎曲能力的因素”的推測(cè)、研究問(wèn)題的提出奠定了基礎(chǔ)。
在已有的實(shí)驗(yàn)方法與技能方面：學(xué)生從五年級(jí)綠豆種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，就已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法，知道并理解對(duì)比實(shí)驗(yàn)中只能改變一個(gè)條件。因此在本課的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，只要學(xué)生能識(shí)別變量，找到控制變量的方法，思考需要注意的問(wèn)題，就能順利開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。
在科學(xué)情感態(tài)度方面：學(xué)生在以前的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中多次進(jìn)行猜測(cè)、驗(yàn)證猜測(cè)的活動(dòng)，已經(jīng)理解了科學(xué)推測(cè)必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的道理，這為情感目標(biāo)——大膽假設(shè)小心求證的達(dá)成打下了基礎(chǔ)。
在個(gè)體差異方面：由于在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生輪流擔(dān)任實(shí)驗(yàn)操作員，所以他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作能力上雖然有一定的差異，但在小組合作的情況下，基本能完成實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)；在數(shù)據(jù)分析、科學(xué)思維能力和口語(yǔ)表達(dá)方面也存在一定差異。
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)概念
1.房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中有“柱”和“梁”。
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。
過(guò)程與方法
識(shí)別和控制實(shí)驗(yàn)中的變量，記錄、分析數(shù)據(jù)并探究得出結(jié)論。
情感態(tài)度價(jià)值觀
繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識(shí)，使學(xué)生既能夠大膽提出假設(shè)又能在探究中細(xì)心求證。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
探究橫梁的寬度和厚度與抗彎曲能力的關(guān)系。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
為小組準(zhǔn)備：
（1）長(zhǎng)度、寬度、厚度、材料不同的紙條若干
�。�2）長(zhǎng)度、厚度相同，寬度不同的紙條若干
�。�3）木塊若干
�。�4）長(zhǎng)度、寬度相同，厚度不同的紙條若干
（5）墊圈若干
�。�6）KT板若干
�。�7）實(shí)驗(yàn)記錄單
（8）小組分工：材料員、記錄員、匯報(bào)員等
【教學(xué)過(guò)程】
一、科學(xué)視野：用“梁”、“柱”搭一座橋
1.出示兩木塊，介紹“柱”，再引出“梁”。
2.由學(xué)生選擇不同材料、寬度、厚度、長(zhǎng)度的梁做橋面，搭一座橋。你們的橋能承重嗎？
3.承重時(shí)，橫梁會(huì)有什么變化？（彎曲）
4.引出課題：抵抗彎曲。（板書(shū)課題）
5.科學(xué)中，我們一般把抵抗彎曲能力簡(jiǎn)稱為抗彎曲能力。你們的這座橋抗彎曲能力如何？怎么測(cè)試一下？（添加重物）
6.學(xué)生匯報(bào)各小組橋梁的抗彎曲能力。
二、科學(xué)探究：探究影響抗彎曲能力的因素
1.提出問(wèn)題：各組橋梁的抗彎曲能力相同嗎？根據(jù)你們的觀察，可能是什么原因?qū)е碌模浚ㄩL(zhǎng)度、寬度、厚度、材料……）
2.建立假設(shè)：橫梁跨度的確定還要考慮具體的地質(zhì)、環(huán)境等因素，就同種材料而言，橫梁能改變的因素是寬度和厚度。誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)，當(dāng)我們?cè)黾訖M梁的寬度（或厚度）時(shí)，抗彎曲能力可能會(huì)怎樣變化？
如何證明你們的假設(shè)？
3.小組討論，制定計(jì)劃。
出示木塊、紙條、墊圈圖片。
認(rèn)識(shí)嗎？
可以怎么用？
觀察第二組材料，有什么發(fā)現(xiàn)？（摸一摸）
能用這些材料證明你們的猜測(cè)嗎？
�、俑淖儣l件：寬度、厚度。改變方法：替換不同編號(hào)的紙條。
②控制變量：對(duì)比試驗(yàn)，除改變條件以外的量都不變。
4.確定實(shí)驗(yàn)方案。
①將兩木塊對(duì)立作橋墩，保持一定距離。
�、趯⒓垪l平放于兩橋墩上作橫梁，添加墊圈，觀察橫梁變化。
�、劾^續(xù)添加墊圈，直至橫梁剛好彎曲至桌面，記錄數(shù)據(jù)。
�、芴鎿Q不同編號(hào)的紙條（只改變寬度或厚度），重復(fù)上述操作，邊實(shí)驗(yàn)、邊記錄。
⑤整理材料，提交數(shù)據(jù)。
5.實(shí)驗(yàn)中要注意些什么？
①控制變量：每次只改變一個(gè)條件，用KT板上的標(biāo)志線控制橫梁跨度不變。
�、诓僮饕螅簤|圈要輕輕地放在紙橋梁的中間位置。
③計(jì)數(shù)原則：紙橋梁碰到桌面就算塌陷，導(dǎo)致塌陷的最后一個(gè)墊圈不能算。
6.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)說(shuō)明了什么問(wèn)題？
橫梁的抗彎曲能力與寬度和厚度有關(guān)：增加寬度能提高抗彎曲能力；增加厚度能大大提高抗彎曲能力。
7.思考：橫梁平著放好，還是立著放好？
觀察橫梁的橫切面是什么形狀的？怎樣安放更好？能用材料證明一下自己的理由嗎？（幾乎所有的橫梁橫截面都是長(zhǎng)方形的，而且都是立著安放的，也就是橫梁的厚度比寬度大�？捎帽髂酒�、塑料尺子進(jìn)行演示證明。）
三、科學(xué)延伸：工程與技術(shù)的涉獵
增加厚度可以大大提高橫梁的抗彎曲能力，但是這種方法需要增加橫梁材料的用量，會(huì)增加成本。這也是通過(guò)增加厚度來(lái)提高抗彎曲能力的局限性。有什么方法在不增加橫梁材料用量的情況下，能提高材料的抗彎曲能力呢？請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后利用相關(guān)書(shū)籍、網(wǎng)絡(luò)資源對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。
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