六年级科学上册教案-2、7桥的形状和结构-教科版

2.7 建桥梁

教学目标：

科学：

认识不同的形状，受到力后产生的效果不同。

技术：

能用科学的方法测量不同形状桥梁的承重能力

工程：

通过对桥面形状改进设计，建造承重能力强的纸桥模型

数学：

1. 通过对纸框桥面高度的测量，合理设计不同形状的支撑结构；

2. 通过计算，节约工程建造成本。

教学重难点：

重点：研究不同形状桥面的承重力大小差异

难点：研究不同形状桥面对桥梁承受力的影响

准备：

活动记录单、不同规格白纸（若干每组）、固体胶、50克钩码*4

一、回顾旧知，引出问题。

1、无锡素来被称为“鱼米之乡”，这里河流密布，桥梁无处不在。上节课我们一起认识了各种各样的桥，还记得有哪几种吗？谁来给大家介绍一下。

2、学生介绍（平板桥，拱桥，斜拉桥。）根据学生回答PPT出示无锡典型的几种桥梁（清明桥、蠡湖大桥、乡间平板桥）。

3、桥的样子各不相同，但都称为桥，说明它们在结构上有共同点，那它们的共同点是什么呢？（学生指着桥说：都有桥墩和桥面）你来指指看，哪些是桥墩？哪些是桥面？

4、桥墩和桥面是构成桥梁的基本机构。（板书：桥面和桥墩）

5、生活中，桥为人和车的通行，货物的运输提供了很大的便利。

二、设置问题情景

1、可是，每到夏天，我国很多地方常常会遭受洪涝灾害，桥梁会被冲垮（出示桥梁垮塌照片），这给抢救被困人员、运送救灾物资造成了巨大的困难。建造应急桥梁成了抢险救灾最关键的一环。

2、如果你是建桥工程师，你打算建造怎样的应急桥梁？也就是建造的应急桥梁应该具备怎样的条件呢？请同学小组讨论一下。

3、学生小组讨论。 4、交流

预设：①学生说不出“简单”，引导：既然是应急桥，桥的结构是越简单越好还是越复杂越好呢？（如果说出，反问：你的理由是什么？）

②学生说不出“快速”，引导：抢险救灾，情况十分危急，建造速度应该怎么样？（如果说出，反问：你的理由是什么？）

③学生说不出“牢固”，引导：应急桥要保证人员和物资安全通过，所以结构应该怎么样？（如果说出，反问：你的理由是什么？）

④学生说不出“成本低”，引导：应急桥梁是零时应急用的，大部分应急桥梁过后要拆除的，再加上抢险救灾时，物资紧缺，桥的建造成本应该怎么样？（如果说出，反问：你的理由是什么？）

5. 同学们说的很有道理，因为是应急桥梁，所以需要满足结构简单、建造速度快；牢固、方便物资运输；由于是应急桥梁，所以成本要低。

6. 在我们学过的几种不同类型的桥梁中，你觉得哪种桥最适合建成应急桥？（平板桥）

三、活动探索

（一） 制作纸桥并测试桥面承重

1.设计

（1）那今天我们就一起来设计并建造一座应急桥梁。（板书：建造桥）

（2） 你能快速的在这条水流湍急的河上设计一座应急桥梁吗？（PPT出示情境图，学生每组一张这样的情境图。注意：图中的水流要看得出很急）请大家在活动记录单中画出设计图。请1号位同学从课桌拿出活动记录单。

（3）学生设计

2.展示交流

（1）谁来介绍一下你们的设计（学生介绍，2-3组）

（2）你们选择在什么地方建造桥？为什么选择在这里？（手指着图：这个是什么？（桥墩）这个是什么？（桥面）有没有桥梁建造在其他地方的？）

(3)你们觉得建在哪里最合适？理由是什么。（最窄的地方...）

3.制作

（1）接下来我们就根据设计方案来建一座桥面宽6cm、跨度长20cm、能够承重150g的桥梁模型。老师这里提供的材料只有白纸和木块，可以用什么来做桥墩？用什么来做桥面？（木块做桥墩，纸做桥面）

（4）（手指着木块）木块的这一条边的宽度正好是6cm，也就是桥面的宽度。所以，这个桥墩应该怎么放呢？横着放，还是竖着放？（学生回答横着放）应该这样放，桥墩的承重能力才会越强。 （5）那跨度长20cm 是什么意思呢？（学生指一指：两个桥墩之间的距离）如何保证建造的桥梁跨度满足20cm呢？（用尺量好两个桥墩之间的距离是20cm）

（6）要求都明白了吗？下面我们就一起来根据你的设计图建造一座应急桥梁。请（2）号位同学从课桌里拿出建造桥梁的材料，完成桥梁的建造。开始吧！

（7）学生建造桥梁

4.测试

(1) 大家的应急桥都已经全部建好了，我们一起来看一看。

（2）衡量一座桥梁好坏的标准是什么呢？（承重能力）也就是看它牢不牢固（板书：牢固，移动到最上方）

（3）那如何来检测它的承重能力好不好呢？（把物体放在桥面中间，观察能否承受住）

（4）那用什么物体来检测呢？老师这里有一些钩码，一个钩码是50g，看它能不能承受住3个钩码的质量（在桥面中间轻轻放钩码）

(5) 你们的桥梁能不能过得了质检关呢？请3 号位同学从课桌里拿出钩码来进行测试

(6) 桥面发生了什么变化？（桥面垮塌）

5.改进

（1）通过测试，我们发现桥面都垮塌了，说明桥面的（ ）不行？承重力不行！

（2）那我们该如何来增强桥面的承重能力呢？小组讨论一下

（3）学生小组讨论

（4）交流汇报：

预设一：（增加桥面厚度）

（1）你打算用什么方法来增加桥面厚度？（对折）

（2）怎么对折？上来给大家演示一下。（黑板上示范“对折”，让学生边介绍，边演示）

（3）你对折了几次？对折以后变成了几层？（变成了（ ）层）

（4）这个方法行不行呢？我们来试试（将纸放在桥墩上）

（5）它的承重能力看起来有没有增加？（有）

（6）承重力看起来确实是增强了，但实际上检测还是不行，看来厚度还是（ 不够 ）

（7）那可以怎么办？（继续对折）

（8）多折几次行不行呢？我们再来试试！（学生对折） （9）你对折了几次？现在变成了几层？（回答：对折了（ ）次，变成了（ ）层）

（10）看上去承重力比刚才确实好了一点，但是桥面宽6cm这个要求还满足吗？如果还想要满足桥面宽6cm的要求，应该怎么办？（多用一些纸）（预设：如果说不出，则说给你多准备点纸）

（11）如果需要承受住一个钩码，那你觉得大约要多少张纸才能满足条件呢？（学生回答（ ）张）

（12）你为什么认为需要（ ）张纸？（学生回答）

（预设：如果学生说不出来，继续问其它同学：你认为需要多少张呢？原因是什么）

（13）那（ ）张纸行不行呢？我们来试试。（教师及时增加桥面厚度演示验证）

（14）增加桥面厚度确实可以提高桥面的承重能力，（板书：增加厚度）可是这么多的桥面叠在一起成本翻了（ ）倍。这样做成本很大，似乎不太划算；而且桥面增加厚度以后会很重，这样又会有什么问题呢？（桥面太重无法压垮桥面，成本太高）

（预设：（如果说不出来）这只是一个纸桥模型，如果是现实生活中，那么笨重的桥面如何将它架起来呢？并且，厚的桥面自身重力过大，有可能会怎样？（有可能会压垮桥墩）

预设二：（增加桥墩）

指着图讲：水流湍急，要在河水中造一个桥墩困难很大。再说，中间增加桥墩就不符合所建造桥梁的跨度要20cm的要求了）

（15）那你能不能想出一种让桥面看上去还是这么厚，但重量比较轻的办法呢？（设计成镂空结构）

（16）（根据学生回答出示纸框桥面）：老师这里就有一个镂空的桥面，它厚度看上去是不是增加了？但是重量却没那么重。

（17）它的承重能力如何呢？我们一起来测试一下。（测试）

（18）纸框桥面的承重能力比刚才好多了，不过桥面中间还是怎么样了？（中间垮塌）这样的桥面还能使用吗？那该怎么办。

（19）对，中间最好能够有一定形状的物体支撑就好了。你觉得里面可以设计什么形状的支撑物？（生：三角形、正方形、圆形...）

（二）研究桥面形状与承受力的关系

1.设计支撑结构

（1）请大家以小组为单位讨论一下，你们组打算设计哪一种形状的支撑物？ （2）学生小组讨论（30s）

（3）第一组，你们打算研究什么形状？第（ ）组呢？（每组汇报）

（4）请大家在刚才那张设计图的下面的方框中进行桥面形状的改进设计

2.交流展示

（1）你们对桥面结构的设计方案是怎样的？要用到哪些材料？预估材料造价是多少？

预设一：三角形

①三角形支撑结构你打算怎么做？（学生回答）

②老师给大家准备的空心桥面厚度是2cm，如何保证三角形能够正好撑满桥面？（折的三角形的高等于2cm）

③由于同学们还没有学过如何计算三角形和斜边的高度关系，老师建议大家可以折成高为2cm的等腰直角三角形。

预设二：四边形

①四边形支撑结构怎么做？（学生回答）

②如何保证四边形能够正好撑满桥面？（桥面的厚度是2cm，所以我们折的长方形高度等于2cm）

预设三：圆形

①圆形支撑结构怎么做？（用纸卷成圆筒）

②如何保证圆形纸筒正好撑满桥面？（圆形纸筒的这个距离也就是它的直径等于2cm）

（2）制作各种形状的支撑物时要注意什么呢？（一层纸、不皱褶）

（3）接下来请每一个小组根据自己的设计方案选择所需材料，制作支撑桥面，比一比哪一组制作的成本最低，承重能力最强。请4号位同学从课桌里拿出材料，并完成记录单中的成本计算，开始制作。

3.制作、测试

学生分工合作，领取材料制作并测试桥面承重是否达标。（教师巡视）

4.交流评价（投屏展示）

大家的支撑桥面已经全部完成了，哪些组成功了？哪些组失败了？我们一起来展示一下。

①你们组设计了什么形状的结构？做了几个这样的结构？选用了哪些材料？成本是多少？

②真的能承受住3个钩码吗？我们来检测一下。（投影）

③你们觉得他们的支撑结构还有值得改进的地方吗？

总结：

（1）通过刚才的研究，我们发现，桥面通过改变形状结构【板书：改变形状结构】，确实能够改变承重能力，使平板桥变得更牢固了。日常生活中，许多桥面的设计都是采用了这种镂空结构的方法。（课件出示桥面镂空设计的桥的图片）

（2）【PPT出示视频】那么不同的镂空形状，哪一种形状它的承重能力最好，哪一种最不好呢？请同学们猜一猜。（说出理由）

（3）那同学们的猜想到底对不对呢？既然要比较他们的承重力，根据对比试验的要求，里面支撑的材料和数量应该相同。我们都用3个支撑物来进行比较。（播放测试视频）

（4）（边播放边讲解）四边形倒了之后，暂停画面。和你的猜想一样吗？

（5）看来，四边形确实更容易变形。同学们的数学知识学的真不错，那么接下来的三角形和圆形承重力，你觉得谁会更好呢？

（6）学生猜测，说理由。

（7）实验的结果会和你的猜想一样吗？课后请同学们去做几个同样个数的三角形和圆形纸框，进行对比实验。

（8）今天这节课我们一起建了桥梁，发现增加桥面厚度和改变形状结构确实能提高平板桥桥面的承重能力；

（9）其他种类桥梁的承重能力如何呢？下节课我们继续研究。

板书设计

2.2《形状与抗弯曲能力》教学设计

教学目标 快速 牢固

简单

便宜 增加厚度

改变形状、结构 承重能力 建桥梁

桥面

桥墩