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一、教材分析
本课内容来自粤教科技版教材五年级下册第2单元“桥梁”的第2课《平直的梁桥》。结合以往的教学经验和学生实际,教师将教学内容进行了重新整合和创新编排,课题改为“梁桥的秘密”,第一部分为探究提高桥面承重的方法,第二部分为设计制作梁桥模型,第三部分为联系生活实际,拓展延伸。本课的重点是通过研究影响梁桥桥面承重的因素,设计和制作小桥,探究发现梁桥的秘密:梁既能够增加承重,又能够支撑桥面。
二、教学过程
1.现象导入,任务驱动
师:同学们,这里有条河,如果我想过河,有什么办法?
生:可以搭桥。
师:这方法真不错!在搭桥时,先在河的两岸建一个桥墩,然后在桥墩铺设一个桥面(边讲边搭建模型),这样就有了一座简单的小桥,就像老师做的这个模型一样。(板书:桥)这座简单的小桥有什么缺点呢?(将重物放置在桥面上)
生:容易塌。
师:没错,它的承重力不够强。(演示:重物放在桥面上;板书:承重能力)
师:你们能不能想办法对它(边拿纸边说)进行加工、改造,提高它的承重能力?(板书:在承重能力后面加↑)
【点评:过河、建桥、利用桥梁跨越两岸是生活中真实的情境。基于对日常生活的观察,五年级的学生已经对桥梁的结构有了一定的认识,然而,对于桥梁的巧妙设计、结构原理等与技术和工程领域知识相关的认知还比较缺乏。因此,本课的导入从建桥开始,由真实的生活触发学生提出问题,并尝试利用纸桥模型对桥的结构进行探究,引导学生发现用纸张模拟的平板桥的桥面承重能力不强。同时,利用一个富有挑战性的问题,使学生聚焦于桥面的
承重问题。】
2.初步探究增加承重能力的方法
师:老师给大家准备了一张A4纸和两个相距15cm的桥墩,请大家以小组为单位进行探究。要求:(1)能够承重1个以上的模型重物;(2)看谁想到的方法多;(3)把想到的方法记录在探究卡上。时间5分钟。开始!(学生进行初步探究,教师一边巡视,一边指导、评价。)
师:探究时间到。哪个小组分享一下你们的研究成果:进行了几次尝试?用了哪些方法增加它的承重力?
生1:先将纸对折,再将纸的两边对折(边讲边折),对折三次(见图1)。
师:你们小组用的是对折的方法。很好,掌声鼓励。其他小组有不同的做法吗?
生2:我们小组做的桥面是平的,左右两边折
起来。
师:来,我们试试能承受多少重物(放重物),这个小组的方法可行吗?
生:可行。
师:掌声鼓励(板书:见图2)。
生3:我们小组是折成城垛形的,可以承重10个以上重物。
师:是真的吗?(边问边测试)
生:是真的!
师:这种方法很有创意(板书:见图3)!
生4:我们小组是折成波浪形的,可以承重20个
重物。
师:我们来测试一下,是否真的能够承重20个重物。
师:哇,太了不起了(板书:见图4)!
师:同学们,你们刚才想了许多方法来增加纸的承重能力,那么这些不同的方法都让纸发生了什么改变?
生1:增加了纸的厚度。
生2:改变了纸的形状。
生3:纸的结构也发生了改变。
师:通过实验探究,我们发现增加厚度、改变形状和结构,可以提升纸的承重能力。
【点评:教师设置了具体的探究任务,如桥墩的数量、桥墩的间隔、放置的重物等。其目的是让学生尝试改变纸的形状、增加纸的厚度等,观察其是否能增加承重能力。这个活动的设计,既培养了学生严谨实验的态度和基于证据的意识,也是为下一个活动的开展积累丰富的研究素材。】
3.深入探究,设计与制作梁桥模型
师:如果我们把桥面做成这样(手举波浪形、城垛形纸),行吗?为什么?
生:不行。如果桥面是波浪形、城垛形,就不能使车平稳地通行,车会摇摇晃晃,轮胎也有可能被
扎破。
师:你看问题看得非常准!这样的桥面虽然能够承重,但它不利于通行。
【点评:通过推进式的对话,教师引导学生根据日常生活经验认识到建造桥梁时,不但要考虑桥面的承重能力,还要考虑桥面要怎样设计才能满足通行的功能,为进一步探究梁桥的结构提供了思维基础。】
师:建造桥梁,不仅要考虑承重问题,还要考虑平稳通行问题。请大家利用刚才的研究成果,设计和制作一座既能够承重,又可以平稳通行的小桥。为了增加挑战性,我把桥墩距离增加到25cm,桥面宽
10cm,建成后还能通行25辆小车(手提重物展示)。老师给大家提供了2张A4纸、两个距离25cm的桥墩、一把尺子、25辆模型小车。请每个小组用3分钟讨论、设计方案,并记录在探究卡上。(学生讨论、设计纸桥,教师边指导边评价。)
师:下面请各小组根据设计方案,制作小桥,并进行测试,时间为5分钟。(学生制作纸桥,教师指导。)
师:时间到!究竟你们制作的小桥是否达成要求呢,我们邀请一些小组举行小桥模型制作的发布会,要求:(1)说一说你的模型是否完成。(2)设计、制作的小桥是否满足了要求。(3)请其他小组同学提出建议和意见。
生1:大家好,我们的模型完成了,也满足了要求。我们用了两张纸,上面铺了一张纸,下面那张纸折叠了四次,比較厚,用来支撑中间,这样保持两边平衡,可以放稳20个重物。我们的分享完毕,谢谢大家。请大家提出建议和意见。
生2:我观察到模型右边有点塌,请问车在上面行驶会不会掉下来?
生1:我们只用了5分钟来完成模型,比较快,所以出现了失误。谢谢你。 师:他们是否真的达到了要求(用尺子测量)?桥面宽为10.5cm,跨度25cm,非常标准!刚刚其他小组同学提出质疑,这座桥建得有点小问题,希望你下次再建桥的时候,一定要注意让它更加牢固。如果重新给你两张纸,你会从哪些方面来进行改进?
生1:如果再给我两张纸,我会用一张纸固定桥面,另一张做桥面的改造。
师:还有其他小组想分享吗?
生3:大家好,我们的模型完成了,可以承载25辆小车的重量,下面还能通过一条小船。小桥分为两层(边讲边指着桥),下面这层是波浪形的,我们参考了快递箱的结构,夹层外再覆盖一层纸;还多做了一层防护的围栏,防止车辆掉下;还设置了行人的通道。谢谢大家,请问大家有什么疑问吗?
生4:你好,你们为什么要折成波浪形?
生3:因为波浪形类似三角形,很牢固,就像快递箱夹层一样。
生4:好的,谢谢。
师:这个小组的方法很独特,下面是波浪形的纸,上面加一张平坦的纸,很巧妙。外面还加了护栏,非常科学合理,承重力也非常强,非常不错。
生5:大家好!我们小组的小桥一开始没有完成,主要是开始将改变形状的纸夹在另外两张纸的中间,它不太牢固(边讲边展示),弯曲了一点。后来,莫老师跟我们分享了刚才这个小组的方法,我们做了改进,将下面的纸折成波浪形,把它搭在桥墩上面(边讲边放),再铺一个平整的桥面,最后把25个小重物放上去,最后成功了。(边讲边放重物,成功后,同学们鼓起了掌。)
师:同学们的掌声特别热烈,是不是发现这座桥做得特别牢固、平整?非常了不起!同学们有没有发现,各小组设计的小桥有什么相同点?
生6:都用了增加厚度和改变形状的方法。
师:说得很好!还有发现吗?
生7:莫老师演示的桥,做桥面的那张纸跟下面锯齿形的纸融合在一体,两张纸就不容易分开,很牢固。一些小组设计的桥,两张纸容易分离,就不够牢固。
师:你观察得非常细!
生8:我发现各小组制作的小桥都是分为两层,下面一层改变了纸的形状与结构,用来增加承重;上面一层是一个平整的桥面,利于通行。
师:你非常了不起!我们从刚才的设计和制作活动中可以看到,各组都在桥面下面增加了一些结构,这些结构既增加了桥面的承重能力,又对桥面起到了支撑的作用。其实,在真正的桥梁建设中,工程师们也运用了这样的结构。这类结构,我们把它叫作“梁”(板书课题:梁)。这种以梁作为主要承重结构的桥,就是梁桥(板书课题:梁桥)。它既能够承重,又能够使小车平稳地通行,还非常牢固(见图5)。你觉得这座桥最重要的承重结构是什么?
生9:我觉得是起支撑作用的结构。
师:这个结构叫什么?
生9:梁。
师:是的,这就是“梁桥的秘密”。(板书:“的秘密”)
【点评:在教师设置的层层深入的问题情境中,学生完成了建造一个既能承重又能使人、车平稳通行的桥梁模型的挑战性任务。为了解决这个工程问题,教师组织学生分小组围绕任务进行研讨,尝试根据一定的科学原理或在实践中形成的认识进行设计。
在这个环节中,教师对任务以及所需的材料做了精心的设计,提出了“桥墩距离25cm,桥面宽10cm”的设计要求,引导学生充分利用两张210mm×297mm的A4尺寸的纸张设计桥梁。学生在此过程中,发现可以对一张纸进行简单加工,如改变纸的形状、增加纸的厚度等,将其作为主要的支撑结构,并将另一张纸对折后形成平直的桥面,这样就达到了既能承重又能满足人、车通行的要求。在这个活动中,教师利用具有驱动性的任务,激励学生在完成实践性任务的过程中,像设计师一样去思考和设计,并测试、调整和完善自己的设计。学生充分应用了本课所涉及的科学知识和思维方法,成功完成了建造一座既能承重又能满足通行需求的桥梁模型的任务。
在这个环节最后,教師及时引导学生观察和思考桥梁模型中的一个关键结构——梁,帮助学生认识原来自己的设计中竟应用了“梁”的结构,从而在原有认知的基础上建构了新的概念。】
4.联系生活,了解梁的应用
师:你们有没有发现,日常生活中哪些地方用到了梁?
生1:我们屋顶就用到这种支撑结构。
师:(指了指天花板)是不是有梁?
生2:是!
师:还有吗?
生3:凳子上面也有梁。
师:掌声送给你,你有一双非常敏锐的眼睛!
生4:我发现纸箱里面也用到了梁。
师:非常好!
生5:我们睡的床垫下面也有梁。
师:说得真好!你的眼睛好像有透视功能,还能看到床垫下面的梁,说明你平时非常善于观察和发现生活中的科学问题。
(展示图片)日常生活中,梁的应用非常广泛。除了建桥用到了梁,我们学校的空中连廊也用到了梁,请同学们把热烈的掌声送给善于观察的我们!
【点评:学生在制作桥梁模型的过程中,不知不觉中地应用了“梁”的结构。教师通过引导学生寻找“梁”在生活中的应用实例,帮助学生形成知识迁移,提升思维深度。】
5.拓展延伸,制作更长的桥
师:同学们,刚才,我们用2张A4纸搭建一座桥面跨度为25cm、宽为10cm的梁桥,能够通行25辆小车模型,非常厉害。下面我向大家介绍一座特别、特别、特别厉害的桥——港珠澳大桥。请看视频。(播放《港珠澳大桥》视频)
师:看完视频,你是否为我们的祖国感到骄傲和自豪?课后,请大家也完成一件令人感到骄傲和自豪的事:搭建一座跨度更长的桥。要求桥墩之间距离为50 cm、桥面宽为10 cm、能通行50辆小车模型。请同学们课后继续研究。这节课上到这里,同学们再见!
生:老师再见!谢谢老师!
【点评:科学课的学习不应局限于教材的内容或素材。教师适时地结合新闻热点补充新的素材,既拓宽了学生的视野,又引发了学生对祖国科技进步的自豪感,培养了学生的爱国情感。在本课的最后,教师没有把下课的铃声作为教学的终点,而是通过提出新的挑战性任务,激发学生的探究欲望,为后续进一步研究各种类型桥梁的内容做好铺垫。】
(本课获2018年广东省小学科学优质课评比一等奖第一名,代表广东省参加中国教育学会科学教育分会“2018年度课堂教学观摩与展示系列活动·中小学科学课堂教学研究与优质课展示活动”)
(作者单位:1.广东省东莞市松山湖中心小学2. 广东省东莞市青少年活动中心3.广东省广州市黄埔区教育研究中心)
责任编辑:孙昕
heartedu_sx@163.com
本课内容来自粤教科技版教材五年级下册第2单元“桥梁”的第2课《平直的梁桥》。结合以往的教学经验和学生实际,教师将教学内容进行了重新整合和创新编排,课题改为“梁桥的秘密”,第一部分为探究提高桥面承重的方法,第二部分为设计制作梁桥模型,第三部分为联系生活实际,拓展延伸。本课的重点是通过研究影响梁桥桥面承重的因素,设计和制作小桥,探究发现梁桥的秘密:梁既能够增加承重,又能够支撑桥面。
二、教学过程
1.现象导入,任务驱动
师:同学们,这里有条河,如果我想过河,有什么办法?
生:可以搭桥。
师:这方法真不错!在搭桥时,先在河的两岸建一个桥墩,然后在桥墩铺设一个桥面(边讲边搭建模型),这样就有了一座简单的小桥,就像老师做的这个模型一样。(板书:桥)这座简单的小桥有什么缺点呢?(将重物放置在桥面上)
生:容易塌。
师:没错,它的承重力不够强。(演示:重物放在桥面上;板书:承重能力)
师:你们能不能想办法对它(边拿纸边说)进行加工、改造,提高它的承重能力?(板书:在承重能力后面加↑)
【点评:过河、建桥、利用桥梁跨越两岸是生活中真实的情境。基于对日常生活的观察,五年级的学生已经对桥梁的结构有了一定的认识,然而,对于桥梁的巧妙设计、结构原理等与技术和工程领域知识相关的认知还比较缺乏。因此,本课的导入从建桥开始,由真实的生活触发学生提出问题,并尝试利用纸桥模型对桥的结构进行探究,引导学生发现用纸张模拟的平板桥的桥面承重能力不强。同时,利用一个富有挑战性的问题,使学生聚焦于桥面的
承重问题。】
2.初步探究增加承重能力的方法
师:老师给大家准备了一张A4纸和两个相距15cm的桥墩,请大家以小组为单位进行探究。要求:(1)能够承重1个以上的模型重物;(2)看谁想到的方法多;(3)把想到的方法记录在探究卡上。时间5分钟。开始!(学生进行初步探究,教师一边巡视,一边指导、评价。)
师:探究时间到。哪个小组分享一下你们的研究成果:进行了几次尝试?用了哪些方法增加它的承重力?
生1:先将纸对折,再将纸的两边对折(边讲边折),对折三次(见图1)。
师:你们小组用的是对折的方法。很好,掌声鼓励。其他小组有不同的做法吗?
生2:我们小组做的桥面是平的,左右两边折
起来。
师:来,我们试试能承受多少重物(放重物),这个小组的方法可行吗?
生:可行。
师:掌声鼓励(板书:见图2)。
生3:我们小组是折成城垛形的,可以承重10个以上重物。
师:是真的吗?(边问边测试)
生:是真的!
师:这种方法很有创意(板书:见图3)!
生4:我们小组是折成波浪形的,可以承重20个
重物。
师:我们来测试一下,是否真的能够承重20个重物。
师:哇,太了不起了(板书:见图4)!
师:同学们,你们刚才想了许多方法来增加纸的承重能力,那么这些不同的方法都让纸发生了什么改变?
生1:增加了纸的厚度。
生2:改变了纸的形状。
生3:纸的结构也发生了改变。
师:通过实验探究,我们发现增加厚度、改变形状和结构,可以提升纸的承重能力。
【点评:教师设置了具体的探究任务,如桥墩的数量、桥墩的间隔、放置的重物等。其目的是让学生尝试改变纸的形状、增加纸的厚度等,观察其是否能增加承重能力。这个活动的设计,既培养了学生严谨实验的态度和基于证据的意识,也是为下一个活动的开展积累丰富的研究素材。】
3.深入探究,设计与制作梁桥模型
师:如果我们把桥面做成这样(手举波浪形、城垛形纸),行吗?为什么?
生:不行。如果桥面是波浪形、城垛形,就不能使车平稳地通行,车会摇摇晃晃,轮胎也有可能被
扎破。
师:你看问题看得非常准!这样的桥面虽然能够承重,但它不利于通行。
【点评:通过推进式的对话,教师引导学生根据日常生活经验认识到建造桥梁时,不但要考虑桥面的承重能力,还要考虑桥面要怎样设计才能满足通行的功能,为进一步探究梁桥的结构提供了思维基础。】
师:建造桥梁,不仅要考虑承重问题,还要考虑平稳通行问题。请大家利用刚才的研究成果,设计和制作一座既能够承重,又可以平稳通行的小桥。为了增加挑战性,我把桥墩距离增加到25cm,桥面宽
10cm,建成后还能通行25辆小车(手提重物展示)。老师给大家提供了2张A4纸、两个距离25cm的桥墩、一把尺子、25辆模型小车。请每个小组用3分钟讨论、设计方案,并记录在探究卡上。(学生讨论、设计纸桥,教师边指导边评价。)
师:下面请各小组根据设计方案,制作小桥,并进行测试,时间为5分钟。(学生制作纸桥,教师指导。)
师:时间到!究竟你们制作的小桥是否达成要求呢,我们邀请一些小组举行小桥模型制作的发布会,要求:(1)说一说你的模型是否完成。(2)设计、制作的小桥是否满足了要求。(3)请其他小组同学提出建议和意见。
生1:大家好,我们的模型完成了,也满足了要求。我们用了两张纸,上面铺了一张纸,下面那张纸折叠了四次,比較厚,用来支撑中间,这样保持两边平衡,可以放稳20个重物。我们的分享完毕,谢谢大家。请大家提出建议和意见。
生2:我观察到模型右边有点塌,请问车在上面行驶会不会掉下来?
生1:我们只用了5分钟来完成模型,比较快,所以出现了失误。谢谢你。 师:他们是否真的达到了要求(用尺子测量)?桥面宽为10.5cm,跨度25cm,非常标准!刚刚其他小组同学提出质疑,这座桥建得有点小问题,希望你下次再建桥的时候,一定要注意让它更加牢固。如果重新给你两张纸,你会从哪些方面来进行改进?
生1:如果再给我两张纸,我会用一张纸固定桥面,另一张做桥面的改造。
师:还有其他小组想分享吗?
生3:大家好,我们的模型完成了,可以承载25辆小车的重量,下面还能通过一条小船。小桥分为两层(边讲边指着桥),下面这层是波浪形的,我们参考了快递箱的结构,夹层外再覆盖一层纸;还多做了一层防护的围栏,防止车辆掉下;还设置了行人的通道。谢谢大家,请问大家有什么疑问吗?
生4:你好,你们为什么要折成波浪形?
生3:因为波浪形类似三角形,很牢固,就像快递箱夹层一样。
生4:好的,谢谢。
师:这个小组的方法很独特,下面是波浪形的纸,上面加一张平坦的纸,很巧妙。外面还加了护栏,非常科学合理,承重力也非常强,非常不错。
生5:大家好!我们小组的小桥一开始没有完成,主要是开始将改变形状的纸夹在另外两张纸的中间,它不太牢固(边讲边展示),弯曲了一点。后来,莫老师跟我们分享了刚才这个小组的方法,我们做了改进,将下面的纸折成波浪形,把它搭在桥墩上面(边讲边放),再铺一个平整的桥面,最后把25个小重物放上去,最后成功了。(边讲边放重物,成功后,同学们鼓起了掌。)
师:同学们的掌声特别热烈,是不是发现这座桥做得特别牢固、平整?非常了不起!同学们有没有发现,各小组设计的小桥有什么相同点?
生6:都用了增加厚度和改变形状的方法。
师:说得很好!还有发现吗?
生7:莫老师演示的桥,做桥面的那张纸跟下面锯齿形的纸融合在一体,两张纸就不容易分开,很牢固。一些小组设计的桥,两张纸容易分离,就不够牢固。
师:你观察得非常细!
生8:我发现各小组制作的小桥都是分为两层,下面一层改变了纸的形状与结构,用来增加承重;上面一层是一个平整的桥面,利于通行。
师:你非常了不起!我们从刚才的设计和制作活动中可以看到,各组都在桥面下面增加了一些结构,这些结构既增加了桥面的承重能力,又对桥面起到了支撑的作用。其实,在真正的桥梁建设中,工程师们也运用了这样的结构。这类结构,我们把它叫作“梁”(板书课题:梁)。这种以梁作为主要承重结构的桥,就是梁桥(板书课题:梁桥)。它既能够承重,又能够使小车平稳地通行,还非常牢固(见图5)。你觉得这座桥最重要的承重结构是什么?
生9:我觉得是起支撑作用的结构。
师:这个结构叫什么?
生9:梁。
师:是的,这就是“梁桥的秘密”。(板书:“的秘密”)
【点评:在教师设置的层层深入的问题情境中,学生完成了建造一个既能承重又能使人、车平稳通行的桥梁模型的挑战性任务。为了解决这个工程问题,教师组织学生分小组围绕任务进行研讨,尝试根据一定的科学原理或在实践中形成的认识进行设计。
在这个环节中,教师对任务以及所需的材料做了精心的设计,提出了“桥墩距离25cm,桥面宽10cm”的设计要求,引导学生充分利用两张210mm×297mm的A4尺寸的纸张设计桥梁。学生在此过程中,发现可以对一张纸进行简单加工,如改变纸的形状、增加纸的厚度等,将其作为主要的支撑结构,并将另一张纸对折后形成平直的桥面,这样就达到了既能承重又能满足人、车通行的要求。在这个活动中,教师利用具有驱动性的任务,激励学生在完成实践性任务的过程中,像设计师一样去思考和设计,并测试、调整和完善自己的设计。学生充分应用了本课所涉及的科学知识和思维方法,成功完成了建造一座既能承重又能满足通行需求的桥梁模型的任务。
在这个环节最后,教師及时引导学生观察和思考桥梁模型中的一个关键结构——梁,帮助学生认识原来自己的设计中竟应用了“梁”的结构,从而在原有认知的基础上建构了新的概念。】
4.联系生活,了解梁的应用
师:你们有没有发现,日常生活中哪些地方用到了梁?
生1:我们屋顶就用到这种支撑结构。
师:(指了指天花板)是不是有梁?
生2:是!
师:还有吗?
生3:凳子上面也有梁。
师:掌声送给你,你有一双非常敏锐的眼睛!
生4:我发现纸箱里面也用到了梁。
师:非常好!
生5:我们睡的床垫下面也有梁。
师:说得真好!你的眼睛好像有透视功能,还能看到床垫下面的梁,说明你平时非常善于观察和发现生活中的科学问题。
(展示图片)日常生活中,梁的应用非常广泛。除了建桥用到了梁,我们学校的空中连廊也用到了梁,请同学们把热烈的掌声送给善于观察的我们!
【点评:学生在制作桥梁模型的过程中,不知不觉中地应用了“梁”的结构。教师通过引导学生寻找“梁”在生活中的应用实例,帮助学生形成知识迁移,提升思维深度。】
5.拓展延伸,制作更长的桥
师:同学们,刚才,我们用2张A4纸搭建一座桥面跨度为25cm、宽为10cm的梁桥,能够通行25辆小车模型,非常厉害。下面我向大家介绍一座特别、特别、特别厉害的桥——港珠澳大桥。请看视频。(播放《港珠澳大桥》视频)
师:看完视频,你是否为我们的祖国感到骄傲和自豪?课后,请大家也完成一件令人感到骄傲和自豪的事:搭建一座跨度更长的桥。要求桥墩之间距离为50 cm、桥面宽为10 cm、能通行50辆小车模型。请同学们课后继续研究。这节课上到这里,同学们再见!
生:老师再见!谢谢老师!
【点评:科学课的学习不应局限于教材的内容或素材。教师适时地结合新闻热点补充新的素材,既拓宽了学生的视野,又引发了学生对祖国科技进步的自豪感,培养了学生的爱国情感。在本课的最后,教师没有把下课的铃声作为教学的终点,而是通过提出新的挑战性任务,激发学生的探究欲望,为后续进一步研究各种类型桥梁的内容做好铺垫。】
(本课获2018年广东省小学科学优质课评比一等奖第一名,代表广东省参加中国教育学会科学教育分会“2018年度课堂教学观摩与展示系列活动·中小学科学课堂教学研究与优质课展示活动”)
(作者单位:1.广东省东莞市松山湖中心小学2. 广东省东莞市青少年活动中心3.广东省广州市黄埔区教育研究中心)
责任编辑:孙昕
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