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視頻標簽：全國小學科學,實驗教學微課
所屬欄目：模擬課、微型課及試講
視頻課題：第五屆全國小學科學實驗教學微課視頻《找拱形》-天津
教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國小學科學實驗教學微課視頻《找拱形》-天津市河西區湘江道小學小學科學
《找拱形》實驗說課
天津市河西區湘江道小學 康玉嬋
各位老師，大家上午好，我是來自天津市河西區湘江道小學的康玉嬋，下面我將從以下八個方面來對本實驗進行說明。
一、使用教材
本課內容是教科版小學《科學》六年級上冊第二單元《形狀與結構》第四課《找拱形》。在研究了典型的拱形的特點后，本課進一步發展學生對于弧形結構的認識：認識圓頂形是具有拱形相似特點的弧形結構，了解圓頂形的承重特點。
二、實驗器材
自制學具：紙條拼插型圓頂形（六條拱形紙條組成）、墊圈。
制作學具所需材料:硬卡紙、帶刻度的直尺、剪刀、鉛筆。
制作步驟：
1.準備一張硬卡紙，用直尺量好刻度距離，在硬卡紙上畫出拱形。用剪刀剪出拱形并拱足處剪出開口（三條開口向上、三條開口向下），并用鉛筆把紙條弄成彎曲狀。
2.拱形紙條直接拼搭成圓頂形。
3.拱足彼此相連。
三、實驗改進要點及創新要求
本課的教學重難點是學生利用已有知識對圓頂形承受力的特點作合理解釋。教材在這一環節是這樣處理的：首先引導學生用手捏、壓乒乓球，直接感受圓頂形承受壓力大的特點。借助半個乒乓球分析圓頂形能夠承受很大壓力的原因。引導學生通過看圖，想象圓頂形的結構特點“可以看成是若干拱形的組合”。但是在備課過程中，我發現這樣的“想象”不能很好的幫助學生理解圓頂形的結構特點，建立圓頂形的科學概念。
通過反復的研究與嘗試，“我”設計出了“圓頂形拼插”模型，輔助學生進行實驗。借助模型，我將本實驗的教學思路設計如下：通過對乒乓球的觀察與思考，引導學生對圓頂形能承受很大壓力的原因進行假設與推測。再通過建立“圓頂形”模型，觀察實驗現象，獲得實驗數據，驗證自己的觀點，在猜測與驗證中中不斷完善自己對“圓頂形承受壓力特點”的解釋。
本模型的創新點主要有以下三點：
1.突破了教材中讓學生通過空間想象理解拱形與圓頂形之間結構聯系的難點。改進后學生親自把若干個拱形拼插成一個圓頂形，把兩者之間的結構聯系由前期的空間想象層面轉化提升為可操作的實物模型，使學生的思維發展通過模型的操作得以實現。
2.突破了圓頂形在承受壓力時，無法看到力是如何傳遞的難點。使學生親自觀察到圓頂形拱足在未連接的情況下，圓頂形在承受壓力時拱足向四周展開的證據，從而推測出圓頂形承受壓力時力的傳遞特點。進而推動學生進一步分析推測拱足是否相連是圓頂形能夠承受很大壓力的主要原因。
3.突破了無法證明圓頂形拱足相連抵消拱足外推力的難點。通過對圓頂形模型拱足拼插前后承受墊圈數量明顯不同的統計以及模型前后形狀的變化，有效的證明了圓頂形的拱足相連是其可以承受很大壓力的主要原因。
4.通過圓頂形模型的拼插組裝，體現了科學與工程技術密不可分的關系以及它們之間互相促進與轉化的特點。為學生更好地理解三者之間的互動關系和它們與社會生活的聯系進行了很好的鋪墊與滲透。
四、實驗原理
通過拼插模型，學生可以發現圓頂形與拱形之間的聯系；在實驗中，通過模型受力時的形狀變化以及實驗數據的收集，幫助學生了解了圓頂形的受力特點；學生借助模型，最終突破了圓頂形能夠承受很大壓力的主要原因—拱足相連，抵消外推力。
五、實驗教學目標
根據課標和教材的要求，結合學生的實際情況，我將本課的教學目標制定為：
1.理解圓頂形與弧形有著相似的結構特點，可以承受很大壓力。并能用已有知識對于圓頂形的受力情況作出分析與解釋。
2.發展觀察、思考、分析問題能力以及實際動手操作能力。
3.體驗實驗探究帶來的樂趣，感受科學知識在日常生活中的應用。
4.體會工程技術在日常生活中的應用，體驗工程與技術相結合給生活帶來的便利。
六、實驗教學內容
本課教學主要分為以下四個部分：
1.觀察建筑物、認識圓頂形
2.圓頂形受力情況猜測
3.拼搭模型、驗證猜測
4.基于證據、進行解釋
七、實驗教學過程
下面我將對這四個教學環節來進行說明。
1.觀察建筑物、認識圓頂形
以生活中的圓頂形圖片的方式導入本節課的學習，學生自主發現這些建筑物的共同結構特點，激發學生對于本節課的學習興趣。
2.圓頂形受力情況猜測
在這一環節中，讓學生分成小組的形式進行探究，觀察半個乒乓球的結構，以及觀看教師演示實驗“半個乒乓球可以承受很大的壓力”，直觀感受到圓頂形承受壓力的特點，思考圓頂形可以承受很大壓力的原因。通過分析，學生做出以下假設：
（1）圓頂形可以看成許多拱形組合。
（2）圓頂形可以將受到的壓力向四周分散。
（3）拱足相連，抵消外推力。
3.拼搭模型、驗證猜測
首先，讓學生利用拱形的紙條動手擺一擺、搭一搭。發現：許多拱形紙條確實可以拼搭出圓頂形，證明了第一個猜測。第二步，“加載重物，觀察圓頂形形狀變化”。往圓頂形的頂部放墊圈后，會發現圓頂形在承受10多個墊圈的重量后，頂部會離桌面越來越近，而且拱足也會向四周擴散。這個實驗現象說明圓頂形可以像拱形那樣，將受到的力向四周分散，從而驗證了第二個猜測。第三個猜測我們又該如何利用學具來驗證呢，我們一起來看一下。（連接拱足視頻）連接拱足后，再次加載重物，往圓頂形的頂部放墊圈，發現圓頂形與之前相比能承載更多的墊圈數，能承載更大的力。而且拱足也不會向四周擴散，驗證了第三個猜測。在這個過程中，學生通過不斷修改自己的模型，再一次加深了對于建構知識的理解。
4.基于證據、進行解釋
學生在完成實驗后，將數據寫在黑板上。通過數據的比較，發現連接拱足后，圓頂形確實可以承受更大的壓力：承受的墊圈數量大大增加了。師生以實驗中的實驗現象以及實驗數據為證據，對于結論進行解釋，共同交流總結。最后展示生活中實際的圓頂形圖片，加深了學生對于圓頂形受力特點的理解。
八、實驗效果評價
作為《找拱形》一課中的重難點，這部分教學具的設計與使用可以很好的幫助學生認識、理解圓頂形和拱形之間的聯系。通過模型的建構，真實的實際動手拼插、直觀的觀察，以及實驗數據的獲得。學生通過這一系列過程驗證了自己的猜測，更加明確了拱形與圓頂形確實存在著聯系，并能解釋圓頂形的受力特點。
本節課通過一個學具的引入，真正做到讓學生獨立思考，分析問題，提出猜測，從已有知識經驗中尋找到答案。利用模型來分析解釋、驗證猜測，從而明白圓頂形承受力的特點。借助學具突破了本課的教學重難點，并且在這個過程中學生的分析、思考能力和動手操作能力都有所提高。
作者信息
單位：天津市河西區湘江道小學
姓名：康玉嬋
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
