形状与抗弯曲能力 市赛获奖

形状与抗弯曲能力岳麓区博才阳光实验小学肖超一、教学背景分析（一）教学内容介绍：《形状与抗弯曲能力》是小学科学教科版教材六年级上册第二单元“形状与结构”中的第2课。教材本单元第一课设计研究宽度和厚度对材料的抗弯曲能力的影响，通过改变纸梁的宽度和厚度来研究材料的抗弯曲能力与材料的宽度和厚度有关，增加宽度和厚度都能增强材料的抗弯曲能力，增加厚度能大大提高物体的抗弯曲能力。通过第一节课的概念掌握再到本课研究形状与抗弯曲能力的关系，让学生知道改变材料的形状实际是增加的材料的厚度，从而使得材料的抗弯曲能力大大增强。在本节课的第二个环节探索“为什么改变形状会增加材料的抗弯曲能力”的时候，书上给出以L形纸结构的例子，改变形状之后，立起来的部分当做材料厚度的增加部分，所以抗弯曲的能力变强。根据学生的思维发展过程，学生就会很自然的理解改变之后的形状厚度越大抗弯曲能力越强，但通过实验数据我们会发现除了与一张平整的纸比抗弯曲能力增强了，其他结构抗弯曲能力与厚度没有直接关系，不利于学生概念的建设。决定材料抗弯曲能力的强弱不只由材料改变形状之后的厚度发生变化决定的，改变之后的结构稳定性同样决定其抵抗弯曲的强弱。所以本课尝试提出“强度”一词，“强度”是指材料在外力作用下抵抗破坏(永久变形和断裂)的能力。渗透“强度”这一大概念作为本节课的教学目标更恰当，也方便学生理解。学情分析学生在五年级时探究了力和运动的关系，知道了力可以改变物体的运动状态。其实，静止的物体也无不受到力的作用。本单元引领学生探究物体的形状结构，可以发展他们对力的认识，知道力还有使物体形变甚至破坏的作用。六年级学生对于形状和结构与抗弯曲能力没有系统的认识，他们具备理解改变形状结构会让材料的外形发生改变的能力。同时六年级学生已经具备了一定的实验设计能力，具备一定的数据分析的能力，对于学生而言本节课实验难度不大。抗弯曲能力只是物体在受力作用下发生变化的一个方面，厚度会影响物体的抗弯曲能力，但厚度的增加与物体的抗弯曲能力却又不是直接的正比关系，如何让学生很好的理解这些概念，是本节课的难点。科学教育理论2022年新课标指出：在小学科学教学中，教师要突出学生的主体地位，基于学生的认知水平，联系学生已有的知识和经验，充分利用学校、社区等各种资源，引导学生主动探究，启发学生积极思维。小学生对周围具有有强烈的好奇心和求知欲，小学科学教学要创设一种愉快的教学氛围，保护学生的好奇心和求知欲，激发学生学习科学的兴趣。本课首先提供现实情境，引发学生思考，然后提出探究的问题，自主协作设计实验方案，实验并收集、分析实验数据，最终解决、解释遇到的问题。教学目标科学概念增加材料的厚度可以大大增加抗弯曲能力，材料的抗弯曲能力还与结构的稳定性有关。改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力。过程与方法做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验。观察瓦楞纸板的结构，作出解释和提出问题。情感、态度、价值观意识到小组合作做实验进行探究的必要性。乐于根据观察作出解释和提出问题。教学重难点通过实验结果引导思考“为什么改变形状能提高材料的抗弯曲能力”，作出自己的解释。教学准备为小组准备：长度、宽度相同、厚度不同的纸条（相同的卡纸粘贴而成），长度、厚度相同、宽度不同的纸条；铁垫圈、尺子。教师自己准备：PPT、窗户边框材料、方木棍两根。六、设计思路教学流程及学生思维发展情况图：出示纸结构情境并演示。出示纸结构情境并演示。引导思考，提出问题。结构承重实验演示、体验：掰木棒瓦楞纸结构的观察、体验。发现问题、开始思考。学生意识到相同的纸结构与重量无关，只可能与内部结构有关。讨论交流设计，动手实验。发现改变形状能够增加材料的抗弯曲能力。思考：材料的结构与抗弯曲能力之间的关系。思维进一步发散、提出有价值的问题。教学过程：导入情境导入。出示两个外观、重量相同的纸结构，演示将同一个重物压在上面，其中一个被压垮。问：看上去相同的纸结构一个被压垮了，而另一个没有压垮，为什么？（设计意图：直接将现象展示在学生面前，引导充分表达，提高参与兴趣。学生可能会提到“材质”“轻重”“结构”...原因。）排除其他干扰因素，明确研究主题。（提供天平排除材料轻重不同影响抗弯曲能力的因素，确定决定物体的抗弯曲能力可能与纸结构的内部形状有关。）明确研究主题，板书。形状与抗弯曲能力的研究。推测：什么形状，能够增加抗弯曲能力？哪些形状能够增加纸结构的抗弯曲能力？将可能的结构画出来。说说推测的理由。（设计意图：统计学生想要研究的形状结构，以及支撑这些结构能增强抗弯曲能力的理由，为后面实验和实验结果的分析、结论的得出做铺垫。）设计实验。讨论：设计实验方案。引导控制变量：哪些条件不能变化？哪些条件变化？（纸张的大小、折出来纸结构的长度、架空的距离、放垫圈的位置都应该一样，唯一改变的是纸结构的形状。）实验并记录。汇报。总结：改变材料的结构，会改变它的抗弯曲能力，折完之后的结构抗弯曲能力都比平整的纸要强。（设计意图：控制变量法对于六年级来说设计实验本身没有难度，但本实验的相同条件的确定学生经验不足，需要教师引导；本实验中对于“—”形平整的纸结构一定要出现在实验对照组里，通过实验以及实验数据让学生发现改变形状结构材料的抗弯曲能力也会发生变化。）分析改变材料的形状结构能增加材料抗弯曲能力的原因。思考交流：为什么改变纸的形状结构以后纸的抗弯曲能力会增强？出示两根完全一样的长方体细木棍。从哪个方向掰断更容易？在体验的基础上再次解释：为什么改变纸的形状结构以后纸的抗弯曲能力会增强。那是不是增加的厚度越大抗弯曲能力就越强呢？引导对实验数据的观察分析，提出自己的看法。（设计意图：学生通过实验能很容易发现改变形状结构后抗弯曲能力增强了，但对于为什么会增强学生很难解释，教材中用“L”形纸结构来解释不方便学生理解，根据学生的思维发展过程，学生就会很自然的理解改变之后的形状厚度越大抗弯曲能力越强，但通过实验数据我们会发现除了与一张平整的纸比抗弯曲能力增强了，其他结构抗弯曲能力与厚度没有直接关系，不利于学生概念的建设。而采用方木棍进行引导再结合数据分析，学生就会意识到改变形状结构后的纸结构不只是厚度决定抗弯曲能力的强弱，稳定性也非常重要，为后面学习奠定基础。）瓦楞纸的研究。观察瓦楞纸的结构。观察被各层分开的瓦楞纸，比较与没有分开的瓦楞纸之间有什么不同。体验瓦楞纸的抗弯曲能力，尝试从不同方向掰瓦楞纸，体验抗弯曲能力是不是一样。分析瓦楞纸抗弯曲能力强的原因，做出自己的解释，进一步提出有价值的研究问题。出示纸质桃花树，尝试自己解释它能立起来，保持形状不变的原因。（设计意图：本环节是让学生学到的知识联系生活，体会到生活中物品设计出来与科学知识有着密切的关系。对于形状结构与抗弯曲能力的关系还会受很多因素的影响，给学生一个发散形的结尾能够让学生带着问题进入科学课堂，带着新问题走出科学课堂，保持科学兴趣的延续。课堂结束根据学生思维发展情况，可考虑提出“强度”概念，抗弯曲能力和结构的稳定性就决定了构件的强度，强度才是日常生活中物品使用需要考