4、《找拱形》
本课是在上一课研究拱形承重的知识基础上,进一步了解拱形在生活中广泛应用。生活中的拱形,并不是简单的一个拱形,演变成了更多复杂的形状,主要表现为圆顶形和球形,要使学生理解这两个形状受力的特点,教师应准备相应材料,让学生更更多的体验活动,从中亲身感受到科学的奥秘。
借助乒乓球研究圆顶形结构比较简便。将一个乒乓球对半剪开,在剪的时候,不要沿乒乓球结缝剪,按垂直于接缝的方向剪开,这样剪出来的半个乒乓球就能看到一条明显的拱形,对启发学生思维会有一定帮助。并且,剪出来的半个乒乓球的边不要有破口,不然会影响后继实验活动。让学生观察半个乒乓球,摸摸它的厚度,单手按压感觉它的承重能力,通过这些活动,学生能了解到乒乓球虽然很薄,但却能承受很大的压力。演示在三个扣在桌面上的半个乒乓球壳上压重物,三十多斤重物压着都安然无恙,学生感到非常惊奇。但活动关键是要引导学生分析圆顶形结构为何能承受如此大的压力?学生的回答大多停留于:圆顶形是由很多拱形组成的。这个知识点,可以给学生打个比方:几个同学手拉手围成一圈往外退,因为手拉住了,怎么也退不开去了,这一圈就是圆顶形的边,也就是拱形的拱足了。这样,变抽象为形象,学生更好理解了。介绍球形物体,有了圆顶形的基础,用同样的方法讲解,学生理解也容易了。为了证明球形有更大的承重能力,可以在三个乒乓球上施加更大的压力,哪怕站上一个学生都不成问题,学生又一次为此而惊叹。
观察塑料瓶各部分的形状,通过观察,用手感知。学生仔细对塑料瓶各部分进行了研究,他们也从没如此专注地探究过一只塑料瓶。通过活动,了解了塑料瓶各部分的形状特点及最硬最软的部分,其中,瓶子底部要特别强调是内凹的圆顶形结构。此项活动的重点是要学生分析塑料瓶的形状设计所包含的科学道理,引导学生从超市中饮料的堆放上进行思考,明白塑料瓶的上下两面是受力点,所以要用厚的材料,要加工成圆顶形同,而瓶身不会受压,可以做的薄些,也节省了材料。
5、《做框架》
框架结构在生活中的应用极其普遍,但学生对其的关注与了解并不多。本课通过动手制作体会,结合生活实例,使学生对框架结构的作用有更深入的了解。本课,我安排了三个课时,第一课时讲解分析,完成教材中的教学内容;第二课时当堂制作,没做完的课后继续完成,以保证能有更多的学生参与活动完成作品;第三课时评比分析,记录成绩。花费如此多的课时,一是因为六年级的课时相对宽松,二是希望能使学生更充分地参与活动,体验活动并有所收获。
“制作正方体框架”这个活动,由于教学时间和制作材料的限制,不便于学生分组在课堂上进行。因此,我采用先演示分析,再安排学生利用自带材料下节课在课堂上进行制作。正方体框架,是在前一个分析三角形和正方形框架的基础上开展的一个由平面到立体的活动,看似简单,只要分割成三角形就能牢固,但在实际操作中,会有不少问题出现。材料的长短处理,用于捆扎的材料,如何捆扎等问题,这些都影响着正方体框架的牢固程度。通过对比分析,边演示操作、测量,使学生一步一步意识到使正方体框架更牢固的方法。可以引导学生观察框架结构倒塌时的情况,从而分析哪儿需要改进加固。对于学生分组的制作活动,我提了几个要求,材料要求用竹筷,限定20根,目的即是为了环保,也是为了公平;捆扎材料可以用橡皮筋,也可以用毛线,但各有优缺点,橡皮筋易于捆扎,
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但牢固程度不够,毛线费时捆扎不便,但较牢固;结构形状上,可以防照正方体框架制作,也可以自行设计框架结构。测量标准:看承重能力。学生在整整一堂课的制作过程中,学生2-4人为一组,制作一个框架结构,但只有一半学生能当堂完成制作,但是我还是高估了学生的动手能力,没做完的,要求课后完成。第三课时测试打分,并分析各个框架制作的优点、不足。结构合理的框架很牢固,能承受二三十斤的压力,甚至坐上去都不塌倒,引来了同学们的一片惊呼。相信此次活动,能够给大多数同学留下一个深刻的印象。
6、《搭高塔》
本课通过观察和实验,探究高塔不倒的原因,经历“猜想-实验验证-得出结论”的科学探究过程。实验的方法比较简单,学生操作也不难,实验过程中,重在体现学生的思维过程。
观察艾菲尔铁塔、输电塔等建造很高的铁塔,思考它们不容易倒的原因。学生依据直观的图片,比较容易得出“上小下大,上轻下重”的因素,结合上一课的框架结构知识,学生也能说出“应用了框架结构使塔更稳固”的道理,但仅有这些,还是不够的,教师还应引导学生分析,如框架结构还有什么作用?――塔体空心,风阻小。还有一个塔基座的问题,塔基陷于地面越深越不容易倒。详细分析这些因素,目的是为了后续教学中,使学生在开展实验活动时,有据可依,而不是盲目地简单操作,失去活动的科学价值。
有了猜想,需要实验来验证。但这个实验,一直让我觉着有些遗憾。虽然学生操作了,经历了,但并不圆满,不能很好地和前面的一些猜想紧密结合起来,使活动的效果打了不少折扣。学生仅能用塑料瓶简单地搭起高塔,也就利用了“上小下大,上轻下重”的知识,有的小组,由于所带瓶子大小一样,连“上小下大”也无法体现,自然就搭不高不稳了。而对于其他科学原理的应用就更少了,无法体现框架的优点,体现塔基的优点。虽然有的小组,想到把瓶体割开弄空心,希望减少风阻,但实际效果还是不加工的好,因为在割空做成框架结构时不科学,反而增大了风阻。而加固塔基,效果更不明显,学生用吸管,甚至用筷子,模仿加固树苗的方法,在塔底做支架,虽然想法可行,但效果不好。因此,学生搭高塔的活动,总体效果并不理想。看着那些作品,千篇一律,没有太多的新意,也没有太多科学知识的应用,流于形式了,感觉不是一个很成功的活动。
7、《桥的形状和结构》
本课教学,将在前几课教学的基础上,综合运用学到的知识,来认识了解与人们生活密切相关的建筑——桥。而了解生活中各种桥的形状和结构,以及这些结构的优点,也是为了下一课“造桥”打基础的。本课教学时,应充分利用图片、视频等媒体资源,使学生尽可能多地了解桥。
教材中的三幅图,分别是石拱桥,高架桥,跨江钢架桥,在分析这三种桥时,要引导学生利用已学过的知识进行分析讲解,如它们分别应用了拱形、增加厚度抵抗弯曲、框架结构等科学原理。当分析这么三个是不够的,让学生看更多的桥的图片,最好是家乡的桥,学生熟悉,有亲切感,更利于教学活动的开展。通过更多图片的介绍,认识到桥的各种形状和结构,再从多种多样的桥结构中,引申出拱桥和钢索桥两大类。
对于拱桥,受到前情知识的影响,学生较熟悉的是桥面在拱上方的桥,也明白拱桥承重的原理,对于桥面在拱下方的拱桥,学生在生活中虽然也常见,但却无法很好地解释这种桥的受力特点。我们可以借助钢锯条或竹条,两端绑上绳子
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使之成为拱形,那绳子就是在拱下方的桥面。让学生亲自体验感知一下钢锯条、绳子受到的力,这样学生就比较容易理解这种拱桥的受力特点,再让学生阅读一下书本中对它的介绍,使学生在理解基础上进行阅读,对其受力特点就印象深刻了。
讲解钢索桥时,通过大量图片的介绍,有本地区的,有国内的,还有国外的,看着一座座壮观的跨江、跨海钢索桥,首先使学生在视觉上受到冲击,感受到人类的伟大,同时也认识到钢索桥都有一个或两个高高耸力的桥塔。桥塔什么用?为什么要建那么高?这是学生们自然产生的思考与疑问。对于这个问题,让学生在模拟实验操作中感知一下,印象会很深刻。按照教材中的图示,让学生模拟建造一座“钢缆桥”,随着桥面与桥塔顶端距离的变化(也就是桥塔高度的变化)感受到承载桥面的钢缆所受拉力的大小,会发现桥塔越矮小,钢缆需要承受的拉力就越大,从而很好地理解了为何钢索桥都有高高耸力的桥塔。
本课教学后,我给了学生一个桥文化网站的网址,让他们在课后上网查阅资料,丰富他们对桥的认识和了解,相信会是个不错的课外延续活动。
8、《用纸造一座“桥”》
让学生用纸造一座“桥”,是对单元学习活动的一个综合应用,希望学生在桥作品中,能体现出拱形原理、改变形状增加抗弯曲能力、框架结构、拉索桥原理等知识,但是,教材中对制作纸桥的材料限定似乎有些苛刻,而不适合广大学生,担心学生在有限的材料要求下拿不出好作品,或者作品的形式简单划一(也许是我过于担心,过于低估了学生的创造能力),最终,我选择了放宽对材料的限制,允许学生利用多张纸设计制作一座美观、结实、有一定跨度和宽度的纸桥。
课堂上,重点在于学生分组的讨论,讨论如何建造符合要求的“纸桥”,美观是造型和工艺上的,而要在节省材料前提下做到结实,就需要应用本单元所学过的知识,好好动一番脑筋。在学生分组设计建桥方案时,教师应在各组间参与讨论设计,并给予某些建设性的意见,帮助学生使设计方案更合理可行。考虑到课堂教学时间的有限,具体的制作活动就放在课外了,给学生相对宽松的一段时间来完成这份作品。一段时间后,评价学生的作品非常重要。这个评价即是对学生作品的肯定,对他们的辛勤付出的肯定,也能使学生在评价过程中进一步认识到造桥所蕴含着的科学知识。在交流评价中,应让学生重点介绍“怎么改变纸的形状和结构,应用了哪些科学知识”、“制作过程中遇到了什么困难,是怎么解决的?”这些方面,这是学生在探究过程中重要的智慧的闪光点,是非常值得分享与记录的。作为教师,在评价学生作品时,首先应该给予充分肯定,然后分析纸桥的优点与不足,提出些改进建议,使学生有进一步努力的方向,不应就简单打个作品分了事了。
纵观学生的作品,虽然大多数比较平淡,但每个班都不乏一些优秀的作品,这些作品使我不得不让佩服学生们的能力和想法。也许有些作品,可能是在家长的参与下制作完成的,但至少说明学生认真对待此次活动了,认真思考,努力参与了。学生的作品中,对于桥面的加工,多应用了“改变形状提高抗弯曲能力”的知识,有模仿瓦楞纸的,有圈成纸圈铺桥面的;桥的结构中,多应用了拉索桥、框架结构原理,使桥结实牢固。为了表彰这些学生,我将各班制作比较好的学生集中到了一起,利用更多的废旧报纸制作一些桥的模型,准备本学期的劳技活动展示的作品,相信这样的活动,会给他们的小学生活留下一下美好而难忘的记忆。
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第三单元 1、《电和磁》
本课作为能量单元的起始课,目的在于通过系列活动,使学生认识电和磁的关系,了解电能生磁的科学概念,为后续教学作好铺垫。在教学活动中,让学生组装一个小电路,并回忆电流的路径是很必要的,这即能在接下去的活动中,通过观察灯泡发光来证明电路通畅从而保证有电流经过指南针上方,又能认识到电流的路径方向对指南针偏转方向的影响。同时还应回忆的知识是“指南针在什么情况下会受到影响而产生偏转”,这对指导学生自行分析“电能生磁”是有帮助的。
在“通电导线和指南针”活动中,教师一定要强调“将电路中的导线拉直靠在指南针上方,与磁针指示方向一致”这一条,可以借助实物投影仪或板画一下,帮助学生明确此操作要求,这样在实验中才能比较清楚的看到实验现象。在活动中,还要强调观察断开电流时指导针的变化,通过反复通、断,对比指南针的变化,有助于学生对现象的思考与分析。在利用短路增大电流活动前,要再三强调只能短暂接通,可以让学生三秒倒计时,以此保证电池不会被过于损耗。通过这两项活动,让学生思考分析是什么原因导致了指南针的偏转?因为有了前提知识的铺垫,学生比较容易能分析得出:通电的电路中,流过的电流产生了磁性,导致了指南针的偏转。
2、《电磁铁》
本课在上一课了解了电和磁的关系基础上,制作电磁铁,了解研究电磁铁的相关知识。本课活动的前提是要制作电磁铁,给学生分组使用制作电磁铁的材料应仔细考虑,做线圈的线可以选用网线的内芯,长1米为好。
本课的重点活动是了解铁钉电磁铁的南北极。学生制作的电磁铁能像磁铁一样有磁性能吸起大头针,自然也会想到电磁铁是否也如磁铁一般有南北极?如何证实电磁铁是否有南北极?这个验证方法可以先让学生思考,有的学生会想到吊起电磁铁,待其静止后观察钉尖钉头的指向来判断它的南北极,也有学生想到将两个电磁铁接近,依据同极相斥异极相吸原理来判断它的南北极,表面上这些都有道理,但深入分析后这些方法都不切实际无法实施。最糟糕的就是昨天下午六(2)班的同学的表现,当出示指南针以后,我问:“指南针的指针哪端指示北,哪端指示?”学生说:“不知道!”又问:“根据生活经验,说说太阳是从哪边升起的?用手指一指方位。”有学生说:“西边。”有学生指学校大门的方向、有学生指墨山公园方向、也有学生指进修学校方向,真可谓是五花八门,引得前来听课的者腊中心校教师们哈哈大笑。所以,在引导学生借助指南针来判断电磁铁的南北极前,首先应确认指南针的红、白两端磁针的指向,然后用通电后的电磁铁去接近指南针,观察指南针的偏转现象依此分析电磁铁的南北极。在分析过程中,会发现两种截然不同的结果,有的组钉尖是南极,有的组钉尖是北极?引导分析可能是哪些因素导致了这样的结果,再依据分析去做实验来验证假设。这样,学生接下去的活动带着目的性,使活动更有指向性,效果也更明显。通过对比实验,学生比较容易能发现电池的连接方向及线圈的缠绕方向均会影响到电磁铁的南北极方向,其实归根到底就是电流流动的方向产生的影响。
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3、《电磁铁的磁力》
在上节课制作、研究电磁铁活动中,学生已对“影响电磁铁磁力大小的因素是什么?”产生过研究兴趣。从这节课开始,就将通过实验,通过一系列数据来探究影响电磁铁磁力大小的因素,这是一项很有意义又有一定挑战性的活动,充分而深入地开展这项探究性活动,对培养学生的探究能力,通过数据分析解决问题的能力都有好处。
本课第一个活动,讨论电磁铁的磁力大小与哪些因素有关?此项活动前,应复习上节课电磁铁的组成和工作前提等相关知识,为讨论影响电磁铁磁力大小的因素作下铺垫,引导学生从线圈、铁芯、电池(电流)三个方面去考虑问题。在每一个方面又会有不同的细节问题,如线圈,学生提到了线圈的粗细、长短、缠绕圈数、缠绕的疏密度等因素,对于铁芯,提到了铁芯的长短、粗细等因素,这些想法都应予以肯定。在学生作出这些假设时,应重点引导学生说明“作出假设的理由”,避免无根据地说法。并要求学生仿照P52表格中的方法,将自己作出的假设及理由填写在表格中,这也是为下节课,研究其他的因素而作好准备。
作出了假设之后,讨论确定本节课研究的重点——线圈的圈数与电磁铁磁力大小的关系。作为一个对比实验,学生在五年级时已接触过不少,知道为了实验的公平公正,数据的准确,应严格控制实验条件,只能改变其中一个变量,也就是要进行实验探究的变量。在活动前,让学生分组讨论制订实验方案是必要的,这样能明确实验中的要求,使各组在实验条件一致的前提下开展实验,所取得的数据才有可比性,才能从中寻找一些规律来说明一些问题。书中的研究计划这张表格还是简单的,学生能够快速完成,在汇报交流时,应重点就“实验要保持哪些条件不变”进行讨论补充,越详细越好,越详细越有利于探究活动的开展。对于线圈的圈数,在学生讨论的前提下,我做了个统一,20圈、50圈、80圈为宜,因为圈数太少,效果不明显,圈数相差不多对比数据不明显,圈数太多又太费时间。此外,还应强调时间中的注意事项,如多做几次,取平均数以此来确保实验数据的可靠性,接触电池的时间不能太长且要一致等。在全班交流中完善实验方案后,进行实验探究。探究后,对全班12组的数据进行汇总,全了板书在黑板上,通过对比分析,发现线圈圈数越多,电磁铁磁力越强这个规律。这个规律还是比较明显的,全班能达成一致意见,这个规律也是这节课需要达成的科学概念,学生通过自己的亲自实践得来的结论印象更深刻。再让学生对比相同圈数时各组的数据的差异,自然产生疑问:圈数相同而磁力不同,还有什么因素影响着电磁铁磁力的大小?自然引入下一节课的探究活动。
4、《电磁铁的磁力(二)》
本课是上一课探究活动的延伸,在了解了线圈和电磁铁磁力的关系之后,在分析各组数据时,自然会想到电流大小、铁芯等也会影响到电磁铁磁力大小。但到底是怎么样的关系,怎么影响着磁力的大小,这是通过本课活动需要解决的问题。为了让学生更深入地开展此项探究活动,我安排了两节课时间,让每一组学生分别研究了至少三项其他因素,得到了许多组数据,通过众多数据的分析比较,能够得出较为详实的结论。本课活动的目的是让学生研究电流大小、线圈管粗细、铁芯长短、铁芯粗细这四个因素,对于电流大小对电磁铁磁力大小的影响这个因素,研究的数据基本一致,能够说明问题,证明电流越大电磁铁的磁力越大这个关系。而对于另三个因素的研究,学生的实验数据差异较大,原因在于材料及操
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