抵抗弯曲
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(作者:棠外附小 杨谢)

[案例背景]: 从形状和结构的角度看建筑物,几乎所有的建筑物都有柱子和横梁或类似柱子和横梁的结构,从承受压力的特征上看横梁,它的抗弯曲能力与其宽度成正比,与厚度(高度)的平方成正比,增加材料的厚度可以明显地增大抗弯曲能力。本课将以这两个因素为重点,研究横梁的抗弯曲能力,同时让学生根据研究对象设计实验,学会对比、识别和控制变量,记录数据,分析数据并得出合理结论,这样让小学生经历一个完整的科学设想及验证过程,培养学生严谨的实验态度。[教学准备]:小组:长度、宽度相同、厚度不同的纸条(相同的卡纸粘贴而成,每张纸20*4cm);长度、厚度相同,宽度不同(4 cm、8 cm、16 cm)的纸条;一元硬币若干;尺子;相同的汉语词典两本。教师:相关建筑及横梁的图片。

[案例描述]:1、引入 师:中国的传统建筑是世界建筑史上的一朵奇葩,但不论是传统建筑还是现代建筑,它们总有异曲同工之妙,现在请同学们欣赏几幅图片,看看这些建筑物都有哪些相似之处?(投影出示准备的相关建筑及横梁、柱子的图片) 生:这些房子和桥都有柱子,上面还有支撑的。 师:眼力很好哟!能看到这些共同点——柱子,这个支撑的叫做——横梁。我们教室里也有横梁和柱子。找一找!(学生注意力很快集中到教室天花板的横梁以及墙体柱子上去,并对横梁和柱子有了更直观的认识)师:那你猜一下,柱子和横梁受到压力时,哪个更容易折断? 生:可能是梁吧。把梁和柱子都用一样大的力来按压,梁容易弯一些所以容易断。 师:他用生活经验告诉我们横梁容易断,也就是更容易弯曲。因此在建筑上,如何增强横梁的抗弯曲能力是很重要的问题。我们今天就来研究一下横梁的抗弯曲能力。(板书标题)2、横梁的抗弯曲能力与什么有关 师:再根据你的生活经验来推测一下,横梁的抗弯曲能力与什么有关? 生:梁的长度、材料、宽度还有厚度都和它的抗弯曲能力有关。 师:考虑得真全面!但是在我们教室里,今天的准备材料只能研究横梁的宽度、厚度与抗弯曲能力的关系。纸是很方便的材料,我们就以纸来模拟梁,爱动脑筋的你们,想想该怎么来设计这个实验?小组讨论一下吧。(小组讨论)(1)纸梁的宽度与抗弯曲能力 (有些同学自学能力很强,老师提问以后他会主动看书找资料参考,并与同学谈论分析) 师:讨论有结果了吧?我已经发现很多小组胸有成竹了,从材料准备、研究因素、实验步骤到实验预测这几个方面说说你们小组的设计吧! 生:我们小组用围棋子当放在纸梁上的重物,然后用一个长度不变的纸梁放在两本字典上面,字典的间距保持不变,然后在纸上放围棋子,当纸梁变形时记下有多少围棋子就知道它的抗弯曲能力了。 师:恩,过程很完整。但是有漏洞吗,你这样就能说明4cm宽度的纸梁抗弯曲能力是强还是弱吗?(学生没有理解到对比的重要性,回答仍然集中在试验细节或注意事项上,补充了放纸梁的高度和放围棋子的位置不变。) 师:同学们还是没有找到关键的地方,我们实验缺少一个重要步骤。打个比方,如果不用尺子的情况下要得知两个同学谁高谁矮,你们怎么做?生恍然大悟:“我们还需要做比较实验”,于是才重新设计并实验的。 师:有了比较才能看出强弱,所以科学实验中离不开“对比”,当我们成倍地改变纸梁的宽度再进行实验后,才能得出抗弯曲能力孰大孰小。同时,我们选择“宽度”这个因素来研究,因此(生答:其他条件都是不能改变的)。(学生修改实验设计,同时预测宽度与纸梁抗弯曲能力的关系,有猜测正比的,有猜测反比的)(2)操作实验师强调注意事项,即不变的因素,保持对比实验的条件一致,学生分别按照自己的设计进行试验。(3)实验汇报 师:把你们组的实验结果给大家分享一下! 生:我们小组发现,当其他条件不变的情况下,纸的宽度增加,它的抗弯曲能力也会增强。 师:你们同意他们的结论吗? 学生赞同发言小组观点,均得出正确结论。3、纸梁厚度与抗弯曲能力有了前一个实验的经验,学生本次设计实验与操作进行很顺利,注意到了对比,以及控制变量,通过围棋子的数量比较,得出“当其他条件不变的情况下,纸的厚度增加,它的抗弯曲能力也会大大增强”的结论。4、拓展:横梁是立着放还是横着放 师:既然大家知道了横梁容易弯曲,那究竟是把它立着放还是横着放好呢?(用尺子演示立放和横着放)生纷纷拿出直尺效仿并弯曲,马上得出结论:立着放不容易折弯尺子,但是横着放就很容易弯曲。 师:你们觉得立着放相当于把梁怎么变了? 生:变厚了! 师:真聪明,你们都有一双会发现的眼睛!但是我们的梁变的很厚的话,岂不是吊很大一块下来,影响建筑的美观以及人们的生活吗,到底聪明的建筑师是怎么解决这个问题的呢,我们下节课接着来研究横梁。

[案例分析]:小学科学课越来越注重学生探究能力的培养,在丰富多彩的实践活动中,其实验的根本目的就是学习科学技能和培养学生的科学习惯,而非注重结果。由于小学生刚刚开始参与实验活动,设计及操作上往往考虑不周全导致结果出错,这是很正常的,我们要鼓励他们分析整个设计或实验过程,从中找出原因,吸取教训,使自己的探究能力或者科学过程技能更上一层楼。 科学探究过程中,观察、作对比、推测验证、间接经验等都是常用方法,而学生在求知路上是否能熟练运用,直接关系到课堂能否在有序、规范的氛围中进行,进而影响到当堂课的有效性。五年级时学生已经接触到对比实验,但还未在脑海中根深蒂固,针对六年级对比实验较多,他们将会更多地运用到此方法。在这过程中,老师应当给予强调,指出“对比”在研究与生活中的重要性,从而内化成习惯,在今后的实验设计和学习中才能做到行云流水。值得注意的是,老师在进行任何方法指导时,首先在课前预设时得准备尽量充分些,站在学生的角度考虑问题从而发现漏洞,其次应该注意语言的通俗性,学生才能真正理解该方法的意义,并逐步在探索过程中参透、运用、提高。

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