1、第二单元形状与结构第二单元形状与结构全部教案全部教案（共（共 4 课时）课时） 1折形状 【教学目标】【教学目标】 1能够识别复杂形状由哪些基本形状构成，能预测不同形状的物体哪种承受力大些，能够开 展实验探究物体承受力大小与形状的关系。 2知道物体的形状不同，承受力的大小也不同；知道改变形状,以增大承受力的方法应用很 广泛。 3在学习和解决问题中注重证据，体验与人合作共同完成任务的乐趣，意识到科学技术在解 决生产、生活问题中的作用。 【教学重点】【教学重点】 探究物体的承受力大小与形状的关系。 【教学难点】【教学难点】 蛋壳实验时力度的控制。 【教学准备】【教学准备】 教师材料：课件。 学生材
2、料：纸、书、鸡蛋壳、双面胶。 【教学【教学时间时间】 1 课时 【教学【教学过程设计过程设计】 一一、观察身边的物体，研究各种形状的特点及作用观察身边的物体，研究各种形状的特点及作用 1谈话： （播放课件：快乐谷水上乐园）同学们，你们知道屏幕上的建筑在哪里吗？请你们 仔细观察，这些建筑都有哪些形状呢？谁来说说？师板书生说的形状。 讲述：同学们说得好。这些不同的形状在构成建筑物时，主要起什么作用呢？它们能经得起 风吹雨打，说明它们很？ 2 师： 这些形状用立体图可以怎么表示呢？ （稍停， 让生思考） 是不是可以这样表示呢？ （课 件展示：三棱柱、四棱柱、多棱柱、圆柱体） 二二、探究物体的形状与承
3、受力大小的关系探究物体的形状与承受力大小的关系 1谈话：物体承受力的大小与它的形状之间究竟有什么关系呢？今天我们就来研究研究。板 书课题：形状与承受力 2预测 师：这些不同形状的物体，它们的承受力大小一样吗？哪一种形状的承受力最大？说说你的 理由。 3组织分工、设计对比实验 （1）师： （指各形状）同学们出现了不同的意见，要想真正说服自己和别人，怎么办？ 师：老师给你们提供彩色纸折形状、用沙子做重物。请你们先小组讨论一下实验怎么做？既 然是对比实验， 要怎么设计比起来才公平？折形状时要注意什么？放重物时要注意什么？ （课 件展示） （2）学生发表意见、师补充。 师：各小组都讨论好了吗？哪个小组
4、先来说说你们的设计方案？ 生小组汇报,师演示。 师：如果每个组都做这么多种形状，时间不够，怎么办？ 师： （展示实验记录单）你们每组选择两种最想研究的形状作承受力大小的对比。一种形状做 两次。每折完一种形状，先预测它能承受几杯沙子？把它记录下来，再开始做实验。一种形 状测完后，再做另一种形状，两种形状都做完的组派代表上来，将每种形状承受沙子较多的 杯数填写在老师的电脑上。分工好的小组把抽屉里的实验材料拿出来，将报纸铺在桌上，以 免沙子洒到桌上。比一比哪些组做得又快又好。 4分组实验，师巡视指导。 5分析数据得出结论 师：大家都来观察（大屏幕） ，从这张实验记录汇总表上你们有什么发现？我们先来算
5、一算各 种形状承受力大小的平均值。学生算出平均值，教师在电脑上填写。 师：从这些平均值中，你们发现了什么？ 师：从上往下看，相同的形状为什么不同的组测出的数据不一样呢？ 生反思产生误差的可能原因。 师：谁来小结一下，从这张汇总表上你发现了什么？ 6 师小结： 这节课我们研究了物体的形状与承受力大小之间的关系， 知道了物体的形状不同， 承受力的大小也不同。圆柱体的承受力比较大。 （因为加在圆柱体上面的力会均匀地分散开， 所以它的承受力很大。 ） 师：你们的实验结果与预测一样吗？说明什么？ 生汇报。 三三、拓展应用拓展应用鸡蛋承受力游戏。鸡蛋承受力游戏。 1师：接下来我们来做个游戏？（出示蛋）同学
6、们，老师这里有四个没煮过的蛋，如果请一 位同学站上去，你们猜这些蛋会破吗？生：破，说理由；生：不破，说理由。谁敢上来试一 试？ 生上台表演。 生说蛋没破的原因。 2师：请大家看一段有关壳体建筑的视频。播放壳体建筑课件。 3师：通过今天的学习，你们有什么收获？生谈体会。 4师：看来我们的身边处处有科学，只要我们细心观察，就会发现许多科学奥秘。通过这节 课的学习，大家都很有收获，是不是？课后请同学们留心观察身边各种各样的物体，哪些地 方应用了前面所学的科学知识，看谁的发现最多？下一节课我们继续来汇报交流。 【板书设计板书设计】 1折形状 形状 承受力 圆形承受力最大 神奇的蛋壳 2搭支架 【教学目
7、标】【教学目标】 1能够分析稳固性结构的特点。 2会搭建平面支架，并能够比较不同结构的稳固性。 3知道不同的形状、结构、稳固性不同，知道三角形结构不容易变形。 4会设计立体支架。 5知道三角形结构在生产生活中的应用广泛。 6体验自主设计自主发现的乐趣，意识到小组合作的重要性。 【教学重点】【教学重点】 知道不同形状的结构稳固性不同。 【教学难点】【教学难点】 建高塔。塑料管、大头针、记录单。 【教学准备】【教学准备】 教师材料：课件。 学生材料：支架材料、记录单等。 【教学【教学时间时间】 2 课时 【教学【教学过程设计过程设计】 一、视频导入一、视频导入 1师：同学们，这是建筑工地上经常能见
8、到的一个物体，它叫塔吊。仔细观察一下，你能想 到什么问题？ 2师：同学们能提出这么多科学问题，真厉害！刚才有同学说到这些铁条，其实这些铁条搭 成的结构就是“支架” ，为什么这样搭？有什么作用？那咱们今天这节课就来搭一搭，研究研 究，好吗？（板书课题：搭支架） 二、搭建平面支架，比较不同结构的稳定性。二、搭建平面支架，比较不同结构的稳定性。 1师：同学们，我们来搭支架，需要些什么呢？ 预设：铁条、螺丝钉。 师：我们还可以从生活中找到哪些材料来搭？ 预设：一次性筷子、吸管、铅笔、竹条、木棍等。 师：刚才有同学说要螺丝钉，它是用来做什么的？ 预设：固定的。 师：哦，你是说用螺丝钉将两根木条连接起来，
9、是吗？除了用螺丝钉，你还能用什么物体来 连接？（师出示两根木条，根据学生提到的物体出示透明胶和绳子，钉子。 ） 师：怎么连接？ 预设：用透明胶绕着两根木条缠十字。用绳子也一样。但是缠后要系一下。 （根据学生说的情 况示范连接的办法。 ） 师：同学们真会想办法。今天老师给大家准备的是这样一些材料， （实物投影）大头针、塑料 管，你能用这些材料搭平面支架吗？（能）师：嗯，相信你们！ 2师：那在动手之前，想一想，搭的时候，要注意些什么？ 预设：要注意安全，用大头针时不能扎到手。 师；有安全意识，非常好！大头针在这里是用来做什么的？（连接塑料管的）怎么连接呢？ （用大头针穿过塑料管）穿在塑料管的什么位
10、置？（塑料管两端的中心位置） （师用纸筒和记 号笔示范大头针穿过塑料管的位置）能不能穿在这里？（师示范穿在最边沿） （预设：不能， 要留一点距离，差不多 5 毫米就可以了。 ） 三、设计高塔三、设计高塔 1谈话： 师：刚才有同学说到了电线铁塔，现在如果让你们也来搭建一座高塔，你会吗？不过还有些 要求，高塔要美观、坚固而且节约材料。你们能做到吗？ 师：好，相信你们能行，那在搭之前我们应该做些什么呢？（生设计） 师：对，有了好的方案，才能搭建好的高塔，那我们就先进行设计，看那组设计的最好。 2学生设计。 3交流。 （师：设计师们，来，展示一下我们的杰作吧。 ） （实物投影记录单 师：你为什么这 么
11、设计，说说你的理由。她的设计好吗？为什么？生评价） 4师：刚才我们交流了设计方案，可能又有了一些更好地想法，下来了我们可以修改完善方 案，下节课咱们就一起来搭建高塔，并比一比，测一测，看哪组搭的高塔最好。 【板书设计板书设计】 2搭支架 塑料管 搭建不同的支架 三角形最稳定 建高塔 3建桥梁 【教学目标】【教学目标】 1课前能够收集有关桥梁的图片和资料，并加以整理分析；能够就斜面角度的大小与用力关 系提出假设，设计实验，进行观察记录，揭示规律；初步学会设计一座桥。 2知道桥梁是由桥梁、桥墩等组成的；知道拱形桥、吊桥是承受力大而又结实的桥梁；知道 斜面的角度影响拉力的大小，角度越小所需的拉力越小
12、。 3经历建桥梁的过程，体验造桥的艰辛和快乐；意识到科学技术在桥梁建设中的作用。 【教学重点】【教学重点】 能根据具体问题情景设计出桥梁的相关高度，并能进行适当的推理和估算。 【教学难点】【教学难点】 明确斜面的角度越小越省力。 【教学准备】【教学准备】 教师材料：课件。 学生材料：建桥材料、重物。 【教学【教学时间时间】 1 课时 【教学【教学过程设计过程设计】 一、一、交流调查结果，揭示前概念交流调查结果，揭示前概念 （课前布置学生通过网络从桥的名称、形状、用途、材料等方面进行调查） 1学生交流调查的情况。 2师小结。并出示拱形桥、平板桥、吊桥几种桥的图片小结。 3介绍桥的各部分名称 师:
13、你知道桥的各部分名称吗？我们以拱形桥为例。 （介绍桥面、桥墩、引桥） 4你觉得设计一座桥要考虑哪些因素？ 5师：同学们已经对桥有了大体的了解，如果让你来设计一座桥，你敢挑战一下吗？ 二、二、主题引入，从数学解决问题的角度探究桥墩的高度主题引入，从数学解决问题的角度探究桥墩的高度 多媒体出示：有一条河宽 40 米，现在水位离河堤 3 米，河上每天要来往很多很多船，目前有 一条最大的船高 9 米，人们想在河上修一座拱形桥，这座桥上面可以通车，下面要过船，小 设计师们？你能帮忙设计一下吗？ 1引导学生小组讨论打算先设计哪个部分？你是怎样考虑的？ 集体交流：明确先设计桥面到河堤的高度，保证船能通过。
14、2引导小组讨论：打算设计多高的桥？可以画简图。 汇报交流。师借助电脑操作辅助。 明确：现在的水位离河提是 3 米，现在船的高度是 9 米，如果涨潮时，保证船也能过去，就 要从河提往上算，要保证船过去，最少现在得是多少米，学生回答（16 米） ，再加上桥梁上 面的部分，一座桥的要用几十年，为保证以后也能实用，你想想桥要设计多高？ 三、三、探究新知，从科学探究的角度探究斜坡的启示探究新知，从科学探究的角度探究斜坡的启示 师：有一位学生打算设计拱形桥，他这样设计这座桥可以吗？为什么？请发表你的建议？ 预设：学生会想到汽车上不去。 师：那应该怎样设计？ 生：斜面 师：你对斜面的长短有要求吗？ 对汽车了
15、解的男同学们，你知道汽车行驶时动力的大小，也就是轻松还是费劲，主要是指汽 车的哪个部位？（发动机） 师：是的，设计一座桥，要考虑到的因素很多，设计师不只是画图而已，除了会计算，有时 还需要科学的数据，你愿意为今天的设计找到科学的依据吗？ 好，下面我们就来进行一次模拟实验。 出示：3 块斜面，量角器、20 厘米高的“桥墩” 。 除了这些，我们还需要什么？ 生：小车。 师：是的，老师有个问题，用小车做这个实验，你觉得车上用不用装货物？ 我们还需要一个发动机（出示测力计） 师边演示， 边讲解做法： 测力计就相当于小车的发动机， 现在这个发动机是 1 牛， 也就是说， 过会实验中， 小车在斜面上匀速行
16、驶时， 如果测力计指针超多 1 牛或者等于 1 牛， 那就说明， 这个斜面，对于小车就是有困难的，我们还要用量角器量出此时斜面与桌面的角度，如果测 力计一直小于 1 牛，那就说明这个斜面是可以使用的，不管能不能使用，我们都要记下测力 计的数字，之后我们一起来分析。 猜测 这边有长度是 40 厘米、50 厘米、70 厘米三种斜面，你猜一猜，哪些斜面是试用于 1 牛顿的 小车行驶的。 小组组别 斜面长(cm) 桥梁高(cm) 斜面与桌面角度 小车所受拉力(N) 是否满足条件 师：谁能结合这份记录单,在简单说说实验过程。 明确: 斜面长：根据斜面上表明的。估计对有疑问的斜面进行选择。 桥梁高(cm)
17、：是不变的量，都是 20 厘米。 斜面与桌面角度：用量角器测量，注意起始线和中点要对齐，尽量靠在桌子沿上。板子有厚 度，要测量板子里面和桌子里面的角度。 小车所受拉力(N)： 小车要放在一个位置上,测力计要在 0 刻度上， 要与小车水平， 并匀速行驶， 每次测试 3 次。 （边回顾，边课件出示） 学生实验 汇报交流 交流反馈：你们的实验结果是什么？ 师小结：我们从斜面的长、斜面与地面的角度，以及规定小车的拉力几个方面又一次探究了 斜面省力的科学知识，你知道斜面与桌面形成的角度最小是多少？（大于 0 度） ，但有时根据 现实情况，不能做到斜面与桌面的角度最小，但斜面一定能会让车相对比较省力的过桥
18、，绝 对不会出现爬不上坡的现象，是吗？同学们，现在请动起手来，根据专业的科学知识，完成 刚才上面的设计图。 小组完成设计图纸。 四、四、交流反馈，课堂小结交流反馈，课堂小结 1交流反馈。 比较哪个小组的桥梁最最省力。启发学生说出判断的理由。 课堂小结： 设计一座桥梁， 我们知道了从用途设计它的形状， 再到后续的建设,工程是繁琐的， 今天我们只是从最浅层的视角，认识桥的设计，认识斜面省力这一科学知识，希望同学们在 以后的学习中，能更深入，更科学的学习，做一名更专业、更科学的小小设计师。 【板书设计板书设计】 3建桥梁 桥 形状不同：平桥、拱桥、斜拉桥 坚固度不同：斜拉桥最坚固 4造房子 【教学目
19、标】【教学目标】 1能够与小组同学一起参与设计房子，会计算房子的用料；能够与组内同学密切合作，设计 房子房子。 2了解古代房子和现代房子的特点，知道设计在建筑中的重要作用， 3喜欢参加创造发明活动，体会造房子的艰辛和快乐，体会科学技术的发展满足了人们的物 质生活和精神享受。 【教学重点】【教学重点】 小组同学一起设计房子，计算房子的用料，体验造房子的艰辛与快乐。 【教学难点】【教学难点】 画房子的整体样式和框架结构。 【教学准备】【教学准备】 教师材料：课件。 学生材料：纸棒、胶带纸等。 【教学【教学时间时间】 2 课时 【教学【教学过程设计过程设计】 一、一、造房子造房子 1谈话：人类在几千
20、年前就开始造房子，今天我们就穿越时光隧道去看看古代的房子。 （课 件演示古代人类居住的房子） 这些房子有什么特点？ 2看完古代的房子，我们再穿越回到现代，看看我们现代的房子。 （课件演示现代的各种房 屋） 这些房子有什么特点？ 3古代的房子和今天的高楼大厦有什么不同？（引导学生从大小、形状、用途、建筑材料等 方面进行比较。 ） 4谈话：无论是古代还是现代，无论是平房还是楼房，房子的功能都是什么？ 5谈话：现代的房子千姿百态，各具特色。雄伟的摩天大楼、古朴的百姓民居、精致的园林 庭院、奇异的艺术殿堂，既给我们提供了使用空间，又给人们以艺术享受，为人们增添了生 活情趣，这些优秀的建筑，是科学与技术
21、的完美结合。 6在建造房子的过程中，要考虑和解决许多问题，想一想盖这么高的楼要考虑哪些问题？ 辛勤的劳动换来了漂亮的房子和美的享受，你们想用自己的双手来建造自己的房子吗？这节 课我们就一起来造房子。 二、二、造房子造房子 1建造什么样的房子呢，请看要求（PPT 出示要求） 2要求：小组合作用废旧报纸造一个纸房子，纸房子的框架结构用报纸搭建，房子的大小至 少要能容纳 2 名同学。 3谈话：建筑工人在盖房子之前的第一件事是干什么？ 4设计画出图纸，图纸能够反映出设计师的智慧，房子盖得好坏与图纸有很大的关系。下面 我们就动手设计我们的房子（ppt 出示小组合作要求） （1）以小组为单位，动手设计房子
22、。 （2）小组商量，提出设计意见，画出房子的整体样式图。 （3）画出房子的框架结构（标注房子的长、宽、高）计算出需要的材料。 时间为 15 分钟。 5学生分组设计、交流、展示、评比、修改） 6 谈话： 我们已经设计好了自己的房子并画出了样式图和框架图， 其实在建造房子的过程中， 工程师和建筑师还要想办法解决许多问题。 请同学们联系我们前年学过的材料和结构的知识， 思考怎样让我们的房子更稳固、接口处怎么固定更结实。 7. 谈话：我们要用报纸棒来搭建房子的框架结构，我这里有两种报纸棒，你们认为在搭建房 子的框架时应该用哪种纸棒？为什么？ 8那么怎样才能卷出这么结实的纸棒呢？（出示准备好的报纸棒，告诉学生报纸棒一定要卷 实在，造的房子才会结实稳固。 ） 三、三、造房子造房子 1根据需要卷报纸棒。 2商讨需要准备的其他工具和材料（如剪刀、胶带、绳子、尺子等） 。 【板书设计板书设计】 4造房子 古代的房子 PK 现代的房子 造房子：坚固、美观、实用
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