小学科学可视化思维教学设计案例
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课题 抵抗弯曲 年级 六年级
一 、指导思想与理论依据
教学设计要立足学生对感性理解的生活经验，在实验体验、感受的基础上提出研究问题。引导猜想，培养学生勤思考的良好习惯。新课改理念告诉我们：学生要在“自主、合作、探究”的学习方式中探究科学知识，提升科学素养。在“宽度与抗弯曲水平研究”环节引导学生经历设计研究方案、探究实验过程，培养学生合作、探究创新水平和科学素养。在“厚度与抗弯曲水平研究”环节在前一活动的基础上得到拓展和升化，表达了使“教学目标”引向纵深发展。
二、教学背景分析
《抵抗弯曲》是义务教育小学科学教科版教材六年级上册《形状与结构》单元的第一课。本单元是从不同形状结构的物体与它能承受力大小的视角，引领学生探究常见的形状和结构。单元先研究薄形材料怎样抵抗弯曲，再研究弧形结构和框架结构，最后再涉及研究结构科学在塔和桥上的应用。本课从学生常见的房子和桥梁的共同结构引出 “宽度、厚度增加，纸的抗弯曲水平会怎样”的研究问题，由此展开一系列关于形状和结构的研究。作为单元的起始课，《抵抗弯曲》的学习在知识和探究技能方面为单元的后续研究奠定了基础。
本课探究活动主要分为三个局部：第一局部：纸的宽度与抗弯曲水平大小的探究活动。通过在不同宽度的纸上放垫圈，比较不同宽度的纸抗弯曲的水平。然后收集数据，并通过度析整理数据，使学生理解到纸的宽度增加，抗弯曲的水平也会提升。第二局部：纸的厚度与抗弯曲水平大小的探究活动。通过在不同厚度的纸上放垫圈，比较不同厚度的纸抗弯曲的水平。然后收集数据，并分析整理数据，使学生理解到纸的厚度增加，抗弯曲的水平会显著提升。第三局部：研讨长方形截面的横梁平放好还是立放好。这个活动是对第一个活动结论的应用。通过观察，学生会发现承重的横梁都是立着放的，接着让学生解释横梁立着安放的现象，最后要求他们用实验来证明自己的理由。
学生以五年级上期学习的“运动和力”的相关知识作为本课学习的知识基础；学生在生活中对房子、桥梁形状结构的感性理解作为本课学习的生活基础；学生在科学学习中形成的对数据实行分析整理水平,实验设计操作水平和使用所学知识去探索和解决简单的实际问题的水平作为本课学习的方法基础。学生对实验探究活动的兴趣浓厚，小组合作习惯已经形成，但是学生对科学实验的变量识别与控制有一定难度，为此，本人设计实验前，让学生分组实行讨论、交流，明确实验要改变的条件和不能改变的条件后才实行实验操作，以保证实验展开的科学性、严谨性和针对性。
三、教学目标
（一） 知识与技能：
1、房屋、桥梁结构中有“柱”和“梁”，梁比柱容易弯曲。
2、增加梁的宽度能够增加抗弯曲水平，增加梁的厚度能够大大增加抗弯曲水平。
（二）过程与方法：
1、识别和控制变量，记录数据，分析数据并得出结论。
2、用简单实验说明横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放。
（三）情感态度与价值观：
1、能够大胆假设又能在实验中小心验证。 2、能通过实验验证感受到获取知识的快乐。
四、教学重点与难点
（一）教学重点：纸的宽度、厚度与抗弯曲水平的关系的研究。
（二）教学难点：对科学实验的变量识别与控制
五、教学准备
（一）教师准备：计算机辅助课件、长方形的横梁1个、塑料尺子1把、小板凳1把、圆柱型纸筒1个。
（二） 学生（个人或每组）准备：一号材料（回形针一盒，长度、厚度相同、宽度不同的纸条）、二号材料（长度、宽度相同、厚度不同的纸条）、纸盒2个、实验记录表、塑料尺子。
六、教学流程示意图
情境导入，激发兴趣→提出问题 ，大胆猜想→宽度与抗弯曲水平研究→厚度与抗弯曲水平研究→解决实际生活问题（解释并用简单实验说明横截面为长方形的横梁为什么都是立着安放）
七、教学过程
教学阶段 教师活动 学生活动 环节设计意图 时间安排
（一）
情境导入
激发兴趣
1．谈话引入：课件展示学校教学楼的结构画面。请大家欣赏并思考：图片上的建筑我们很熟悉，说说各局部的名称（点击图片）
2．引导学生理解柱子和横梁（让学生理解教室里的横梁和柱子，教师点拨。得出：直立的材料称为柱子，横放的材料称为横梁。 1．欣赏图片并思考。
2．学生汇报思考的结果 。
3．观察小板凳，进一步理解柱子和横梁。
4．实验体验：将圆柱型纸筒横着放和立着放，分别在纸筒上加力。感知：横梁比较容易弯曲。
猜想：横梁的抗弯曲水平可
从学生观察熟悉的学校建筑的结构和小板凳入手，激发起学生对柱子和横梁感性理解，从而产生学习兴趣。
实验体验、感受横梁比柱子容
2分钟
3分钟
（二）
提出问题
大胆猜想
（三）
宽度与抗
弯曲水平研 究
3．出示：小板凳
4．出示：圆柱型纸筒：比较横梁和柱子谁最容易弯曲？
提问：哪些因素会影响横梁的抗弯曲水平呢？你为什么这么想？（长短、材料、宽度、厚度、架空距离……）
1．给出研究任务：横梁的宽度与它的抗弯曲水平有什么关系？
2．提示：用卡纸代替横梁。为了使实验更准确，应控制哪些条件不改变？怎样控制？改变哪些条件？
3．组织学生交流。根据交流情况总结出比照实验的要求。
4．提示：实验考前须知
5．师进一步说明：纸梁架空距离为2个纸盒之间的宽度不该能与哪些因素相关（学生可能会得出桥的长短、桥的材料、桥的宽度以及厚度等）？
1．小组讨论设计研究方案 。
2．小组汇报设计的“研究方案”。
3．明确实验考前须知 。
4．学生分组实验、记录数据。
实验1 纸梁的宽度与抗弯曲水平
纸梁的宽度
（以最窄的为标准） 1倍宽 2倍宽 4倍宽
抗弯曲水平的大预测
实测 易弯曲和断裂。为学生提出研究问题，创设情境。
引导猜想，培养学生勤思考的良好习惯。从而产生探究的欲望。
让学生经历设计研究方案、探究实验过程，培养学生合作、探究创新水平和科学素养。
3分钟
15分钟
（四）
厚度与抗
弯曲水平研究
边，弯曲水准为沾到盒底为准，回形针放中间，轻放，假如第10个回形针沾底了，纪录数据为9。
6、介绍实验记录表，发放实验记录表。实行实验。
7、指导学生分析数据，得出结论：增加横梁(卡纸)的宽度能够增加横梁(卡纸)抗弯曲的水平。
1、刚刚我们通过实验得出了宽度增加，抗弯曲水平也会增加。那研究纸的厚度与抗弯曲水平大小的实验你会做吗？
2、你认为应该怎样控制实验条件呢？
4、指导学生完成研究任务。 小
5、汇报交流：
（1）你们预测数据和实测数据接近吗？你觉得是是什么问题？
（2）我们在统一实验条件后，为什么各组的数据还有一点差异。（持续追求实验的科学、严谨：有些组放的时候回形针放歪了，纸还没有碰到底部前就倒了，却采纳了这个数据）。
（3）实验结论：宽度增加，抗弯曲水平增强。
1、组织学生论证研究方案的科学性。(用什么材料代替横梁？控制哪些条件不变？怎样控制？改变哪些条件？怎样改变？)
2、学生实验——录入实验
将“自主、合作、探究”的学习方式引入课堂，充分表达新课改理念。论证、评价环节，突出培养学生的求异思维、创新思维和科学素养。使课教学中学生是学习的主体，教师是学生学习引导者，得到充分的表达。
12分钟
