2025 小学六年级科学上册科工融合桥梁模型制作课件

一、教学背景与设计理念演讲人教学背景与设计理念总结与延伸：让“桥梁”连接未来教学过程：从“观察”到“创造”的科工融合之旅教学准备：从“工具”到“情境”的全面铺垫教学目标与重难点分析目录2025小学六年级科学上册科工融合桥梁模型制作课件01教学背景与设计理念教学背景与设计理念作为一名深耕小学科学教育十年的教师，我始终相信“动手做”是连接科学知识与工程实践的最佳桥梁。2025年新版小学科学课程标准明确提出“科工融合”的教学导向，要求六年级学生通过真实情境下的工程实践，理解科学原理在技术应用中的转化过程。桥梁作为人类文明的重要工程载体，其模型制作恰好能整合“结构与功能”“力与运动”等科学核心概念，同时渗透工程设计的全流程思维。六年级学生已具备基础的材料认知（如纸、木、塑料的特性）和简单实验操作能力，但对“科学原理如何指导工程设计”的理解仍停留在表面。本次课程以“桥梁模型制作”为载体，旨在通过“观察—探究—设计—实践—优化”的递进式学习，让学生在动手过程中真正体会“科学是解释世界的工具，工程是改造世界的艺术”，实现从“知识记忆”到“素养发展”的跨越。02教学目标与重难点分析教学目标基于课程标准与学生认知特点，本次教学目标从“科学知识”“工程能力”“情感态度”三个维度设定：1科学知识目标：2理解桥梁的基本结构（梁桥、拱桥、悬索桥）及其承重原理；3掌握不同材料（纸、木片、竹条）的力学特性（如抗弯曲、抗压、抗拉能力）；4明确“结构决定功能”的科学规律在工程中的具体体现。5工程能力目标：6经历“需求分析—方案设计—模型制作—测试优化”的完整工程流程；7能运用测量工具（测力计、直尺）量化评估模型性能；8学会通过小组协作解决制作中的实际问题（如材料连接不牢、承重分布不均）。9教学目标情感态度目标：感受工程设计中“试错—改进”的必要性，培养严谨的科学态度；体会科工融合的价值，激发对工程技术的兴趣；增强团队合作意识，在分享中学会尊重他人观点。教学重难点重点：桥梁结构与承重能力的关系；工程设计流程的完整体验。难点：科学原理（如拱形结构分散压力、三角形稳定性）在模型优化中的灵活应用；材料选择与结构设计的平衡（如轻量与承重的矛盾）。03教学准备：从“工具”到“情境”的全面铺垫教具与学具准备为确保教学效果，我提前两周开始准备，重点考虑材料的安全性、可操作性与探究价值：|类别|具体内容|设计意图||------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------||实物教具|赵州桥（石拱）、南京长江大桥（梁桥）、江阴大桥（悬索桥）的1:200模型|直观呈现不同桥型的结构特点，激发学生观察兴趣|教具与学具准备|实验材料|卡纸（A4）、竹条（5mm×2mm）、木片（3mm厚）、白乳胶、棉线、塑料吸管、砝码（50g/个）|提供多类型材料，引导学生对比不同材料的力学特性|01|测量工具|电子测力计（量程0-50N）、直尺（30cm）、量角器|量化承重数据，培养实证思维|02|多媒体|港珠澳大桥建造纪录片（节选）、桥梁承重实验微课（3分钟）|链接真实工程案例，突破课堂时空限制|03环境与分组安排将教室桌椅调整为6组围坐形式（每组4-5人），每组桌面划分“设计区”（放置图纸、铅笔）、“制作区”（放置材料、工具）、“测试区”（预留砝码摆放空间）。提前在黑板绘制“工程设计流程图”（需求→设计→制作→测试→优化），作为课堂思维支架。04教学过程：从“观察”到“创造”的科工融合之旅情境导入：桥梁，连接科学与工程的“活教材”（10分钟）“同学们，上周我带女儿去南京旅游，她指着长江大桥问：‘为什么桥下面有那么多三角形支架？’这个问题让我想到——桥梁不仅是交通设施，更是一本‘会说话的科学书’。”通过分享生活场景，自然引出主题。播放3分钟港珠澳大桥纪录片，暂停在“深海沉管安装”“斜拉索结构”画面，提问：“这些桥梁的‘特殊设计’可能和什么科学原理有关？”学生观察后自由发言（可能提到“三角形稳定”“拉索抗拉”），教师总结：“今天我们就用‘造桥’的方式，揭开这些设计背后的秘密。”科学探究：桥梁结构与承重的“解密实验”（20分钟）活动1：结构对比实验——哪种桥型更承重？分发三种简易模型（纸制简支梁桥、纸制拱桥、棉线悬索桥），每组选择一种，用砝码测试承重（从桥面中心逐步叠加，记录塌陷时的总重量）。实验前强调：“为了公平对比，所有模型的跨度（20cm）、材料（A4卡纸）必须一致。”学生实验后，各组汇报数据（如简支梁承重150g，拱桥承重300g，悬索桥承重200g）。教师引导分析：“为什么拱桥承重更大？”结合PPT动画演示拱形结构“将压力向两侧分散”的原理，对比简支梁“集中受力易弯曲”的缺点，总结“结构决定承重”的科学规律。活动2：材料特性实验——哪种材料更“给力”？科学探究：桥梁结构与承重的“解密实验”（20分钟）提供木片、竹条、卡纸，每组用同一种材料制作简支梁（跨度20cm），再次测试承重。学生发现：木片（承重500g）＞竹条（400g）＞卡纸（150g）。教师追问：“如果要建一座跨河大桥，你会优先选哪种材料？为什么？”学生结合实验数据回答（木片强度高），教师补充：“真实桥梁中，钢材的抗拉强度是木材的10倍，但我们今天用身边材料，也能模拟这种选择逻辑。”工程设计：从“图纸”到“模型”的创意实践（30分钟）明确需求——像工程师一样“定目标”出示任务卡：“为校园小河（宽20cm）设计一座桥梁模型，要求：①承重≥500g（相当于10个鸡蛋）；②材料成本不超过20元（限定使用提供的材料）；③美观且符合桥型特征（梁桥/拱桥/悬索桥选其一）。”步骤2：方案设计——用“草图”表达创意分发A3白纸，每组讨论设计方案（如“拱桥组”计划用竹条做拱圈，卡纸做桥面；“悬索桥组”想用棉线做拉索，木片做桥塔）。教师巡回指导，提醒关注：“支撑点是否稳固？材料连接方式（胶水/缠绕）是否可靠？”要求每组画出三视图（正面、侧面、俯视），标注材料用量（如“竹条3根，每根长15cm”）。工程设计：从“图纸”到“模型”的创意实践（30分钟）明确需求——像工程师一样“定目标”步骤3：模型制作——在“试错”中积累经验制作环节是学生最兴奋也最易出错的阶段。例如，某组制作拱桥时，竹条拱圈因胶水未干而变形，我提示：“可以用书本暂时固定拱圈，等待10分钟再撤去支撑。”另一组悬索桥的拉索与桥面连接不牢，学生尝试用棉线缠绕后涂抹胶水，最终解决了问题。过程中，我刻意保留一些“小问题”（如桥面轻微倾斜），为后续优化环节埋下伏笔。测试优化：用“数据”驱动改进（25分钟）测试环节：每组将模型架在“模拟河道”（两本20cm高的书）上，从桥面中心缓慢叠加砝码，记录承重峰值。例如，“创新拱桥组”初始承重仅350g，问题出在拱脚与桥面连接不牢；“稳固悬索桥组”承重480g，接近目标但未达标。优化环节：引导学生用“问题-原因-改进”的逻辑分析（如“承重不足→桥面弯曲→增加竹条横向支撑”）。各组提出改进方案后，用剩余材料重新制作（允许调整1-2处设计）。再次测试时，“创新拱桥组”在拱脚处增加三角形木片加固，承重提升至620g；“稳固悬索桥组”将棉线拉索改为双股，承重达到550g，均达标。展示评价：让“创造”被看见（15分钟）每组派代表上台展示模型，讲解“设计思路-问题-改进”的全过程。评价采用“三维度量表”：科学性（30%）：结构是否符合承重原理；工程性（40%）：是否完成需求目标，优化过程是否合理；创新性（30%）：设计是否有独特亮点（如融入环保材料、仿生结构）。学生互评环节，有小组提问：“你们的悬索桥用了双股拉索，成本增加了吗？”被问组回答：“我们用了半根竹条代替一根，成本没变但强度提升。”教师总结：“真正的工程师不仅要追求性能，还要考虑成本与可行性，这正是科工融合的魅力。”05总结与延伸：让“桥梁”连接未来总结与延伸：让“桥梁”连接未来本节课的核心，是让学生在“造桥”过程中真正理解：科学是解释“为什么”的工具（如拱形分散压力），工程是解决“怎么做”的艺术（如用竹条加固拱脚）。当学生从最初的手忙脚乱，到通过实验数据改进设计，再到最终完成承重目标时，他们不仅掌握了桥梁结构的知识，更体会到“试错-改进”是工程创新的必经之路。课后延伸建议：家庭探究：用废旧筷子制作“迷你桥梁”，测试承重并录制视频分享；跨学科联动：与美术课合作，为