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六年級(jí)上冊(cè) 抵抗彎曲 教學(xué)設(shè)計(jì)及反思 西烏旗第四小學(xué) 陳世岐 　2009-12-15 一．教材分析 《抵抗彎曲》是義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)教科版六年級(jí)上冊(cè)《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(xué)生探究常見(jiàn)的形狀和結(jié)構(gòu)的。作為本單元的起始課，《抵抗彎曲》的學(xué)習(xí)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)。 本課探究活動(dòng)主要分為三個(gè)部分：第一部分：紙的寬度與抗彎曲能力大小的探究活動(dòng)。通過(guò)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(guò)分析整理數(shù)據(jù)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到紙的寬度增加，抗彎曲的能力也會(huì)提高。第二部分：紙的厚度與抗彎曲能力大小的探究活動(dòng)。通過(guò)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(xué)生認(rèn)識(shí)到紙的厚度增加，抗彎曲的能力會(huì)顯著提高。第三部分：研討長(zhǎng)方形截面的橫梁平放好還是立放好。這個(gè)活動(dòng)是對(duì)第一個(gè)活動(dòng)結(jié)論的應(yīng)用。通過(guò)觀察，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)承重的橫梁都是立著放的，接著讓學(xué)生解釋橫梁立著安放的現(xiàn)象，最后要求他們用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的理由。 二．教學(xué)目標(biāo) 1．科學(xué)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(guò)程與方法 （1）識(shí)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(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)說(shuō)明橫截面為長(zhǎng)方形的橫梁為什么都是立著安放。 3．情感態(tài)度價(jià)值觀 能夠大膽假設(shè)又能在實(shí)驗(yàn)中小心驗(yàn)證。 三．教學(xué)重難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn)：紙的寬度、厚度與抗彎曲能力的關(guān)系的研究； 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的變量識(shí)別與控制 四．教學(xué)準(zhǔn)備： 教師：計(jì)算機(jī)輔助課件，磁帶盒,尺等；每組學(xué)生：一號(hào)材料（墊圈一盒，長(zhǎng)度、厚度相同、寬度不同的紙條），二號(hào)材料（長(zhǎng)度、寬度相同、厚度不同的紙條），實(shí)驗(yàn)記錄表，直尺，磁帶盒等。 五．教學(xué)過(guò)程: （一）認(rèn)識(shí)柱子和橫梁 1．播放課件： 同學(xué)們，老師從嵊泗到海寧的路途中經(jīng)過(guò)許多大橋，請(qǐng)同學(xué)們欣賞下面橋梁（東海大橋、盧浦大橋、南浦大橋等），他們?cè)谛螤詈徒Y(jié)構(gòu)上有什么相似之處？（學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)大橋是由橋墩來(lái)支撐橋面，引出橫梁和柱子） 2．引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)柱子和橫梁。 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)教室里的橫梁和柱子，教師點(diǎn)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(shuí)最容易彎曲？ 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(xué)上的一個(gè)重要課題，今天我們就來(lái)研究如何增強(qiáng)橋的抗彎曲能力。 4．揭題：抵抗彎曲 5．猜測(cè)：橫梁的抗彎曲能力可能與哪些因素有關(guān)？（學(xué)生可能會(huì)得出橋的長(zhǎng)短、橋的材料、橋的寬度以及厚度等） （導(dǎo)入部分通過(guò)讓學(xué)生欣賞課件，拉近老師與學(xué)生的距離，認(rèn)識(shí)橫梁和柱子，并通過(guò)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(lái)做橫梁來(lái)搭一座橋，你覺(jué)得應(yīng)該怎么搭？ 學(xué)生通過(guò)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(zhǎng)度等。如學(xué)生不能完整得出，教師通過(guò)錯(cuò)誤的演示，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，糾正錯(cuò)誤，從而完善設(shè)計(jì)。 （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(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn) 為了使實(shí)驗(yàn)更科學(xué)、更公平，我們應(yīng)該控制哪些條件不改變（橋墩的高度，橋梁的長(zhǎng)度，紙張的厚度，同種材料的紙張，單個(gè)墊圈的重量）？怎樣控制？改變了哪個(gè)條件？（寬度）如何改變？（采用1倍、2倍、4倍的同種紙張，） （我認(rèn)為上好這堂課的關(guān)鍵在于讓學(xué)生把握好控制變量。因此，在學(xué)生做不同寬度的紙上放墊圈的實(shí)驗(yàn)之前，就讓學(xué)生討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)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(yù)測(cè)：2倍寬和4倍寬分別能放幾個(gè)墊圈？為什么這么想？ （實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測(cè)再實(shí)測(cè)，不但能提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)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(xué)生實(shí)驗(yàn) （6）小組匯報(bào)數(shù)據(jù)，教師進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。。 通過(guò)剛才實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(méi)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(lái)，進(jìn)行科學(xué)的分析，使學(xué)生非常輕松的得出結(jié)論，為學(xué)生提供科學(xué)的研究方法。） 2.紙的厚度與抗彎曲能力的研究。 （1）學(xué)生討論設(shè)計(jì)紙的厚度與抗彎曲能力的研究實(shí)驗(yàn) 橋的厚度增加，抗彎曲能力又會(huì)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(zhǎng)度，紙張的寬度，同種材料的紙張，單個(gè)墊圈的重量等）怎樣控制？什么條件變了？（厚度） （在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)的方法，了解了實(shí)驗(yàn)中的控制條件和如何去控制，所以第二個(gè)實(shí)驗(yàn)就放手讓學(xué)生去進(jìn)行，提高學(xué)生的探究能力） （2）先來(lái)預(yù)測(cè)一下，2倍厚和4倍厚的紙橫梁分別可以放多少個(gè)墊圈？并說(shuō)說(shuō)你這樣猜測(cè)的理由？（根據(jù)1倍厚的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)；先做一個(gè)預(yù)測(cè)后一個(gè)） （本部分對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測(cè)是為了后面的實(shí)測(cè)做準(zhǔn)備，使學(xué)生通過(guò)實(shí)測(cè)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(shí)驗(yàn)。 （4）學(xué)生匯報(bào)，教師進(jìn)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(qiáng)。） 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(jìn)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(shí)驗(yàn)自身的縱向比較，也是兩組實(shí)驗(yàn)之間的橫向比較，通過(guò)比較，學(xué)生的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步，清楚的認(rèn)識(shí)到增加直到厚度能大大的增強(qiáng)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(yàn)一下大家，看看咱們班誰(shuí)是最出色的建筑師，這里有一塊橫梁，你認(rèn)為平著放好，還是立著放好？為什2．體驗(yàn)活動(dòng) 咱們現(xiàn)場(chǎng)用尺子來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(xué)以致用”，學(xué)習(xí)知識(shí)的目的就是希望學(xué)生在掌握知識(shí)后把它轉(zhuǎn)化為技能，去解決新的問(wèn)題。老師通過(guò)提問(wèn)：“橫梁是立放好還是橫放的好？” 有了前面的認(rèn)知，學(xué)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(dāng)學(xué)生看到立放的掛的重物時(shí)那么多時(shí)，激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)的探究熱情，同時(shí)讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)到材料立著放抗彎曲能力強(qiáng)。） （四）課外延伸 增加了紙的寬度和厚度能增強(qiáng)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(guò)出示一張紙，問(wèn)：“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(xué)生課后做一做。讓學(xué)生帶著新的問(wèn)題走出課堂，去課外探究，為下一課的學(xué)習(xí)作好了鋪墊。） 反思： 通過(guò)幾次試教，我得出以下幾點(diǎn)體會(huì)： 1．控制變量是關(guān)鍵 我認(rèn)為上好這堂課的關(guān)鍵在于讓學(xué)生把握好控制變量。因此，在學(xué)生做不同寬度的紙上放墊圈的實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)之前思維先行，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的控制都給出時(shí)間進(jìn)行充分討論研究，經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生知道了應(yīng)該控制哪些條件不改變。而在試教中有一班各組學(xué)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(wèn)題，如由于橋梁之間距離沒(méi)有統(tǒng)一，各組的數(shù)據(jù)相差較大。雖也能說(shuō)明紙梁越寬，抗彎曲能力越強(qiáng)，但會(huì)出現(xiàn)寬度比厚度更能抵抗彎曲的錯(cuò)誤現(xiàn)象。還有小組在操作中，不經(jīng)意之間移動(dòng)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(shè)置橋墩的距離，這樣學(xué)生的數(shù)據(jù)相差不會(huì)很大。在研究紙的厚度與抗彎曲能力實(shí)驗(yàn)時(shí)，各小組的實(shí)驗(yàn)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(xué)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(méi)有統(tǒng)一。而這些都應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)時(shí)，通過(guò)學(xué)生和教師的相互的不斷修正中可以得到。總而言之，控制變量是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，也是最能體現(xiàn)科學(xué)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(xué)的催化劑。本次實(shí)驗(yàn)中控制的條件較多，材料的成功與否成為本次實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。而本次實(shí)驗(yàn)中，材料的選用成為了最頭疼的事情。如紙?zhí)。荒艹兄?，紙?zhí)瘢兄靥?。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(shí)驗(yàn)中2倍、4倍厚的紙采用膠水全部粘住，實(shí)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(jiǎn)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(shí)，也能體現(xiàn)厚度的增加大大提高抗彎曲能力，但總覺(jué)得有點(diǎn)蒙混過(guò)關(guān)的感覺(jué)，與求真求實(shí)的科學(xué)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(cè)不僅僅是形式 猜測(cè)不僅需要猜測(cè)的結(jié)果，更重要的能夠暴露學(xué)生的思維過(guò)程。在試教時(shí)學(xué)生預(yù)測(cè)的墊圈數(shù)只是一帶而過(guò)，而沒(méi)有追問(wèn)：為什么這樣想？這種猜測(cè)無(wú)異于“瞎猜”，是沒(méi)有意義的。而在數(shù)據(jù)的匯報(bào)，忽略了猜測(cè)的數(shù)據(jù)，只出現(xiàn)了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，把猜測(cè)當(dāng)作了一種形式。在實(shí)驗(yàn)中大多學(xué)生是根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)大概的猜測(cè)，在寬度實(shí)驗(yàn)中比較接近。但在厚度實(shí)驗(yàn)中則相差較大。因?yàn)閷W(xué)生不清楚厚度的增加，抗彎曲能力是呈幾何級(jí)上升的。而有幾組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中采取的猜測(cè)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(shí)測(cè)再猜測(cè)2倍的，做了2倍的再猜測(cè)4倍的，這樣無(wú)疑提高了猜測(cè)的準(zhǔn)確性。相比而言，這種猜測(cè)更為可取。有過(guò)這樣預(yù)測(cè)的學(xué)生，面對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，學(xué)生的印象會(huì)更深刻，思考肯定會(huì)更加深入。 4.數(shù)據(jù)是“過(guò)客”？ 每堂科學(xué)課上總會(huì)出現(xiàn)許多數(shù)據(jù)，很多教師并不會(huì)去利用它，數(shù)據(jù)似乎是個(gè)“過(guò)客”。我的抵抗彎曲也不例外，試教中，我讓每組學(xué)生報(bào)出自己小組的數(shù)據(jù)，從中學(xué)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(diǎn)，小組的數(shù)據(jù)并不能代表全班?？芍貜?fù)性是科學(xué)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(shí)，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(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)同時(shí)出現(xiàn)同一版面上，把學(xué)生的數(shù)據(jù)充分暴露在全班同學(xué)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(shí)驗(yàn)的正確性。我們可以通過(guò)觀察分析數(shù)據(jù)，暴露學(xué)生的思維，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)或重新實(shí)驗(yàn)。那樣經(jīng)過(guò)大家不斷的思考與修正，這樣的結(jié)論就更具有說(shuō)服力。在數(shù)據(jù)匯總的版面上可以同時(shí)出現(xiàn)折線統(tǒng)計(jì)圖，這樣通過(guò)寬度和厚度的折線變化，讓學(xué)生更直接地領(lǐng)會(huì)到厚度比寬度更能大大增加紙的抗彎曲能力。