资源简介

教学设计思路
章节名称
第二单元形状与结构：做框架
计划学时
1课时
教材分析
本课内容是教科版科学六年级上册物体结构单元中的一课，主要是让学生根据平时的生活经验来引入框架结构的研究，让学生从简单的框架开始研究，发现三角形的框架是比较稳定的，从而引导学生来研究怎样把不稳定的四边形框架进行加固，发现斜杆所起的作用，在此基础上，让学生来加固一个正方体的立体框架，由平面的研究活动引申到空间立体的研究活动，在整个教学过程中认识到框架结构的稳定性和节约材料等优点。在活动过程中不断的培养学生的探究能力和合作能力，同时也不断地培养学生良好的科学素养。
学习者分析
本课涉及到框架受力分析涉及结构力学的问题，这一内容对于中学生来说也不是容易理解的知识，与其让学生对复杂的科学原理一知半解，倒不如让学生只了解现象，解决“怎样做”的问题而不是“为什么”的问题。
教学目标
科学概念：三角形框架具有稳定性，利用三角形框架可以加固框架结构
过程与方法：初步学会用三角形增大框架牢固程度的方法，简单知道力的分解的知识；尝试设计和制作一个可以支承重物的立体框架。
情感、态度与价值观：体验自主设计、自主发现的乐趣；意识到小组合作的重要性。
重点
自主设计实验验证三角形是最不容易变形、最稳固的；初步学会利用三角形增加框架牢固程度的方法。
难点
设计一个既节省材料又能起到加固作用的;立方体框架。
教学准备
教师准备：三角形、长方形、、立方体的模型等。|、
学生准备：三角形、正方形、立方体的模型、橡皮筋、筷子、剪刀。
教学设计思路及理论依据
基于对教材和学生学习情况的分析，本节课的设计理念为：
1.科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。在学习过程中，学生能像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。在科学探究活动中，学生由教师扶着走到逐步放开，使学生逐渐养成科学探究的能力。
2.“学生是科学学习的主体”。以学生的生活经验为基础，根据学生的认知特点，提出问题后，让他们主动猜想、实验、观察、交流，教师只在学生的探究活动中进行必要的引领和指导。
3.小组合作学习是学生在学习科学过程的主要学习方式。《课标》指出：“科学课程要面向全体学生”，考虑到学生的个性差异和不同的学习要求，让全体学生都能得到全面的发展，在教学中采取小组合作学习方式，优势互补，共同提高，使学生养成良好的与人交往、合作的意识。
教学过程及设计意图
一、?? 引入 框架式结构的认识
1课件出示埃菲尔铁塔。
师：这是什么？
生：埃菲尔铁塔
出示课件并介绍艾菲尔铁塔的特点
师:请同学们仔细观察艾菲尔铁塔外形和结构上有哪些特点呢?
通过学生的回答.师：还有什么特点吗？仔细观察放大的结构。
生：它的结构是一个四边形内有许多个三角形组成.（让学生对著名建筑结构的感官认识，为下面框架结构的稳定性源于何种原因做铺垫）
师：大家观察得真仔细，像艾菲尔铁塔这样，由一个个三角形或四边形组成的这种骨架式的构造在建筑学上叫框架结构（板书框架）
师：可是当时造这种铁塔的时候，有很多人反对，你们猜猜是为什么呢？
生：怕不牢固；怕被风吹倒。
师;是呀,当时人们对框架式结构的建筑物这种新生事物并不认同的,他们担心它是否稳定,是否牢固.但艾菲尔铁塔建立至今已一百多年的历史,历经风雨,屹立不倒.并成为法国最著名的建筑物.可见这种框架式结构建筑物的稳定和牢固.
师：看来框架结构里有许多学问，让我们来研究一下，好吗？
设计理由：
我在最初的设计中引用了学生课本的几幅有关框架结构的建筑物的插图，让学生观察框架建筑结构上的特点，但发现这样是会影响接下来的教学进度的。于是只出示艾菲尔铁塔的课件并介绍其特点。加深学生对框架结构建筑物的认识。
二、研究简单框架
三角形和四边形的框架,你们都做好了吗?
（让学生拿出三角形和四边形的框架。）
师：老师有个小小的建议：将三角形和四边形框架立起来,用手指对它们用用力,观察比较它们承受外力的能力是否相同.
学生活动
师：下面把你们的发现跟大家交流一下
通过学生的回答.
师述:为什么四边形承受外力的能力差些?
师：看来物体的结构会影响物体的承受力,结构问题也是一个重要的科学问题.
师:你们能想出办法去加固四边形,让它不变形吗?下面我们各小组先小声讨论讨论,然后动手试一试。看看哪一个小组合作的最好,用的材料最少,用的时间也最少.(对此提出要求培养学生小组的协作精神，群策群力，想出更好的方法来完成任务)。
（学生讨论后操作将四边形框架加固。）
师：通过大家的努力，都做出来了 谁最勇敢，来展示一下。
能说出加固的理由吗？
?
（图形一） （图形二） （图形三）
师:同学们,你们在四边形的框架上增加斜杆起什么作用呢?
学生:起稳定四边形的作用.
师:对,(让学生翻开课本37页,边看右上角的两幅插图,老师边讲解):当外力作用于四边形的框架时,框架内的斜杆会产生向外推或向里面拉的力,从而阻止四边形框架变形.
师：你们发现加固后的四边形在结构上有什么相同特点？
生:出现了更多的三角形
师: 对,如果三角形对称一点，橡皮筋绕得结实一点的话，可以更加稳固。
看来，利用三角形的稳定性确实可以加固四边形。
设计理由：
通过利用三角形的稳定性让学生想出各种办法去加固四边形，并引导学生找到加固后的四边形在结构上有什么相同特点？，培养学生的发散思维，为下面加固更为复杂的立方体框架积累经验。
三、加固立方体框架
师：昨天晚上回去之后，老师搭了几个稍稍像样的立方体的框架。（出示正方体框架模型）这种结构现在稳固吗？
生沉默。
师：我们来试一试好不好？
（在立方体框架上放一本书，立方体框架立刻倒塌。）
提出问题:为什么这十二根斜杆搭成的立方体框架承受重力的能力那么差?我们再用书压一压,仔细观察,找出原因
发立方体框架.
这个立方体框架有多少四边形的面？再让它承受课本的压力,再观察有那些面变形了
师:你们既然发现它由于变形不能承受重力,下面我们来研究怎样加固这个立方体,让它能够承受较大的压力.？
师：我们在制作一个较复杂的结构时，应先思考，再设计实验方案，可以把设计方案画在图纸上
设计理由：
在此环节的设计上，我也曾犹豫过，对于一节公开课如果不画设计图，就能为下面学生用各种方法加固立方体框架提供更多时间，否则一节课的完成显得仓促，还会影响学生加固立方体框架的效果。但科学课更重要的是教给学生一种探究的方法，像科学家一样历经不断构思，并通过画设计图，并不断改进设计图来完善自己的构思，从而为设计制作减少失误。所以我决定安排画设计图这一环节，让学生懂得在今后的实践探究中必须经历像科学家一样严谨的一些基本探究程序。
提示:让正方体框架承载向下的压力,那些四边形面容易变形？加固这个框架可以在什么位置加斜杆?,哪些地方可以不加斜杆?怎样尽可能用比较少的材料就能加固好这个立方体框架？
让学生讨论加杆方法，同时画草图。
师：哪个小组愿意将你们刚才讨论的结果，设计的方案拿上来跟大家交流？
学生通过投影仪展示并交流
师：其他同学有问题吗？
生: ……。
师：你们觉得还有一种设计更牢固对吧？呆会儿来展示一下你们讨论的结果，好吗？
师：还有问题吗？
师:我们的方案能使立方体框架变稳固呢，怎么检验？
实施方案
请根据设计方案加固立方体.如果发现设计还有问题了，还可以在实践过程中改进
师：老师在这里给大家提供了材料。有长短不一的筷子，橡皮筋等等。每个小组根据自己的设计需要让组长上来领取.
学生动手加固框架,并尝试着在上面加一本本的书.（ 这样教学虽然多花了一些时间，但学生得到的绝不是原来一节课所能得到的收获。其实让学生真正经历完成真实任务的全过程，这不仅能够培养和提高学生的实践能力和合作能力，而且这个过程本身就有助于提高学生将所学知识应用于实践的能力。）
分析实验结果
（教师把有代表性的作品展示给大家看，边看边共同分析）
师： 为什么这几个小组的框架能承受这么多的书本？
学生发表意见
师：因为我们同学添加了那么多的材料，无非就是让立方体的框架上出现三角形的结构,从而达到加固立方体框架的目的.当然如果它承受的课本一样多,能节省材料的方案就更好些.
有的小组的设计制作还有点儿问题,不过也没关系，我们可以通过研究失败的原因，相信再让你们加固一个立方体的话，肯定可以完成得更好，对不对。
生：是的，我们有信心。、
[设计理由]
基于以上这几个实验的操作，在这里采取了大胆的“放”充分相信学生的学习能力，让学生摸索着前一个研究过程，在小组内自己去分工，自己去改进立方体框架的方案。并在有效引导下自主进行小组合作研究，让学生经过加固立方体框架的过程，去享受通过探究产生科学发现的快乐。
师：现在通过前面的活动我们可以发现框架结构有什么优点呢？
生：比较稳定。
师：除了稳定性好以外，还有什么优点呢？
生：节省材料……
师：框架式结构不仅节省材料，在很高的建筑物中还可以减少风对它的影响，保持它的稳定性。
四、小结
师：今天我们着重研究了三角形的框架结构，从而知道利用三角形，可以增强各种框架结构的稳定性和承重力等优点。其实关于物体的结构还有很多的学问,如:这是2008年北京奥运会主会场-被称为”鸟巢”的国家体育场.它是一个更为复杂的钢结构建筑.课后我们还可以查阅有关资料.了解有关它的更多的信息.希望同学们通过今天这节课的学习,会对材料的结构有更多的关注.希望我们中间将来会出现更伟大的建筑师,为人们创造更辉煌的建筑.
五.布置作业:
课后同学们继续研究怎样更好的加固立方体框架的方案,并进一步改进和完善你们的设计图,加固好你们的立方体框架.让我们自己站在加固的框架上面都不会塌.好吗?（将课堂中的研的问题延伸到课外，让课堂内外的学习生生不息）
五.板书设计
搭框架
稳定
.施加外;力
不稳定 加斜杆 稳定

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