形状与抗弯曲能力 教学设计2

形状与抗弯曲能力

教材分析

增强材料抗弯曲能力的另一种方法是改变材料的形状，这种方法的道理根源于改变材料的宽度和厚度。而这一方法完全紧密地延续了第一课时的教学内容，从某种意义上来说，改变材料的形状，很大程度上就是改变了材料的厚度。本课来研究材料的形状与抗弯曲能力，可以让学生进一步认识到为什么改变形状就可以改变抗弯曲能力了。本课分为两个活动。

第一，研究形状与抗弯曲能力的关系。这个活动又可以分成两个活动来运作。一是让学生来做一做纸梁。即把纸做成像条形钢材那样的各种形状的纸梁，并认识我们所说的材料的形状就指的是材料的横截面。二是测量纸梁的抗弯曲能力。这里采用让纸梁承受垫片个数的办法，来得出相应数据，并与平展的纸片比较，认识改变材料形状可以改变其抗弯曲能力。

第二，研究瓦楞纸板的形状结构。瓦楞纸板有三层或五层，中间有一层或两层是波浪形的，这几层薄纸板黏合在一起形成一个整体。这种结构使瓦楞纸板的抵抗弯曲能力大大增加。研究瓦楞纸板不但可以加强对第一个活动的认识，而且可以让学生感受到身边的许多“视而不见”的科学现象，从而激励学生去认识更多的、较复杂的形状结构。

　　

一、教学目标　　

1、会做纸的形状与抗弯曲能力关系的实验。通过观察瓦楞纸板的结构，能作出解释和提出问题。

2、通过实验了解到改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力；形状不同，抗弯曲能力也不同。

3、培养学生根据现象提出问题并实验研究。能够边实验边思考，不断地发现问题并解决问题；让学生经历自主开放的探究、设计、交流表达过程，着力培养合作学习、自主探究的能力。

4、明白节约资源的重要性。体会科学技术对社会发展的巨大影响力，从而形成热爱科学，积极探索创新的动力。　　

二、教学重点：学生分组探究形状与抗弯曲能力的关系的实验。　　

教学难点：初步理解改变形状能提高材料的抗弯曲能力。　　

三、教学准备：　　

1、演示用不锈钢钢管，不锈钢片。

2、每组1盒垫片，1个固体胶，4张同样大小的纸、瓦楞纸（5层）每组一份、架纸梁的实验盒两个。　　

3、每组实验记录单一份。　

4、制作配合教学用的ppt课件一份。　　

四、教学过程　　

（一）引入，复习，疑问，揭题　　

1、出示杭州湾跨海大桥（想象图），接着看建成的照片，感受其雄伟之处。

继续看桥面图，底面图（包括未建成的部分），让学生重温增加横梁宽度与厚度的实例。复习上一课知识点：增加材料的宽度与厚度，材料抗弯曲能力增强。

2、由前一幅照片中未架桥梁事由引出看下一幅：架桥梁。放大桥梁的一个头子，看其梁截面图，激发学生疑问：如此厚的桥梁，为什么中间做成空心的形状？

3、引发学生研究、探索新的问题：这座总投资约140亿元，设计使用年限100年的杭州湾跨海大桥，其牢固程度当然用不着我们去怀疑，它的抗弯曲能力当然绝对够强。板书：“抗弯曲能力”

然而，它不用实心，而用空心的形状，非常值得我们去研究。

（二）、实验探究　　

1、让学生上台演示，初步感知可用改变形状来改变抗弯曲能力。　　

（1）出示两块不锈钢，老师带来了两座微型的大桥（一块是平板状，另一块则请师傅加工成了方管状。向学生说明是同样的材料，只是做成了不同的形状）。分别请2位学生（小女生，大男生）上台，各自尝试弯曲不锈钢片和不锈钢管。发现小女生很容易地压弯了不锈钢片，而大男生怎么也压不弯不锈钢管（放两个小凳子，中间放不锈钢，让学生用手压）。

（2）都是同样的不锈钢材料却有着完全不同的抗弯曲能力，他们的区别在哪里？　　

学生观察，得出结论“形状”　　

板书：“形状与”　　 完整揭题。

2、实验活动一：不同形状的纸梁的抗弯曲能力　　

（1）研究形状与抗弯曲能力的关系　　

是不是只有刚才这一种形状能够增强材料的抗弯曲能力呢？同学们回忆一下我们生活中材料可以做成哪些形状？说明：我们这里指的形状主要是看它的横截面。教师出示投影片，说明各种型材，并把不同材料的横截面在黑板上。　

（2）用实验来验证　

　我们在课堂上不能很快用不锈钢作出各种形状，但我们可以用纸来代替。我们分别来测试平板的纸和折成各种形状的纸在承受重量时的区别，以便观察不同的形状对与材料的抗弯曲能力的区别。

（3）制作纸梁。请学生做一回“桥梁”建筑师。

   A、把一张纸放好，用以测试平板形状。另外三张纸分别做成其他的三种形状。

   B、注意：每张纸只折一次，只用一次，不要反复使用。

   C、要求：做好形状之后不能再去碰它，要保持它的性能。做好形状之后，把形状（横截面）画在记录纸上。

D、学生开始制作纸梁，巡视指导。

E、展示部分纸梁的形状。让学生了解各种形状的不同之处。

（4）”桥梁”承重实验。

    A、怎样才能比较不同纸梁的抗弯曲能力的大小呢？我们采用的是让纸梁承受垫片的方法，承受垫片个数越多，就说明什么？（请学生回答）

B、出示提示，同时演示要点。

1、桥墩距离不变。

2、放垫片：轻轻放、放中间。 3、每种形状的纸梁都测试一次，数据记录在表中。 4、测试完成的前6个组，把数据输入到大屏幕汇总表。

 

 

 

 

 

 

 

 

C、各小组实验，教师巡视、指导。重点环节让学生充分动手实践，记录员到电脑上输入自己小组的测试数据，把测试好后的部分形状张贴在黑板上以便汇报，实验完毕后整理器材。　　

形状与抗弯曲能力的实验统计表

形状 组

D、组织汇报。实物展示各小组作品，判断是否满足实验要求（重点是纸的长度、形状）

E、详细数据统计。先横向看，不同形状之间，它们的抗弯曲能力怎样变化？再纵向看，同一形状不同小组之间数据的差异，不同形状不同小组之间的数据差异，说明什么？把自己的发现说给小组同学听听，再来汇报，每个组至少整理两条以上的发现，边看边讨论。　　

F、交流得出结论：

改变材料的形状，可以改变材料的抗弯曲能力；不同形状的抗弯曲能力不同。　把材料做成种形状，虽然减少了材料的宽度，但却相当于增加了材料的厚度。

3、游戏。教师拿出4片瓦楞纸，放在两张板凳中间，搭成一座纸桥。

轻松一刻：请问有谁愿意为我们做一个金鸡独立的表演呢？（站到纸桥上）

看了这个表演之后，你有什么感受？

4、实验活动二：观察研究瓦楞纸　　

（1）刚才就那么4片瓦楞纸，就能顶得住一个人的重量，想看看它里面的秘密吗？　　

（2）学生观察瓦楞纸，研究它的内部结构。

它的结构有什么特点？为什么要做成这样？（画一画横截面，画在记录纸上）　　

为什么不做成几层纸全部是波浪型呢？

（三）课堂小结

1、结合现在的绿色低碳的号召，迫切需要节约资源。改变材料的形状，即节省了材料，又能增强抗弯曲能力，这真是一个好办法！　

2、开头讲的杭州湾跨海大桥是否偷工减料？如果做成实心桥梁的话行吗？

3、谁能说说，通过今天的学习，有些什么收获？

 （四）课外拓展　　

1、出示建筑工地空心砖块。现实生活中还有哪些空心材料？它们的形状是怎样的？

2、（机动）新闻链接：纸船过江。

　 　

板书　　

　 　形状与抗弯曲能力　　

　 　

   横截面： 一   O  W  L  T  U  口  工   …　　

 

 

纸的形状与抗弯曲能力的测试记录表

　　

形状
承受垫 片个数

 

从表格的各个数据中大家有什么发现：                                    

 

　　                                                                  

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