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《形狀與結構》教案設計
【教學目標】
科學概念
● 圓頂形、球形等有和拱形相似的特點，可以承受很大的壓力。
過程與方法
● 用已有知識對常見弧形結構承受力的特點作解釋。
● 發展觀察、聯想和邏輯推理能力。
情感、態度、價值觀
● 感受科學技術對我們生活的影響。
教學準備
為小組準備：完整的和對半剖開的乒乓球，完整的和剪開的塑料飲料瓶。
教師自己準備：類似拱形、圓頂形和球形的物品或相關圖片，若干根相同的硬紙條（演示拱形拼成圓頂形和球形）。
教學過程：
一、引入。
我們周圍有許多圓弧形的東西。它們和拱形有沒有關系？
二、認識圓頂形、球形，研究它們承受壓力的特點。
1、觀察：觀察課本中圓頂形建筑和物品的插圖，或觀察教師提供的圖片。
2、這些物體的形狀可以叫做什么形狀？
3、演示：圓頂形與拱形有聯系嗎？演示幾個相同的拱形可以拼成一個半圓形。
4、提問：我們看到的這些物體為什么做成圓頂形？圓頂形承受壓力的能力如何？
5、觀察、實驗、分析：觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏塑料皮的軟硬。你們估計一下，把半個乒乓球扣在桌上，向下壓它，它能承受多大的壓力？現在我們在三個這樣的半個乒乓球上摞書，看能摞多少本？實驗演示。你們認為圓頂形承受壓力的能力如何？試著解釋一下，為什么半個乒乓球能承受這么重的書？（適時提示：拱形的拱腳是要用力抵住的，圓頂形為什么不需要抵住？想一想，如果幾個人手牽手圍成一個圓，每個人都努力向外退，能走開嗎？為什么？）
6、教師講述：兩個半球形可以組合成一個球形，球形也可以看成是若干個拱形的組合，球形硌個方向上都是拱形的。球形的任何一個地方受力，力都可以向四周均勻地分散開來，所以球形比任何形狀都更堅固。巨大的貯油罐做成球形就是這個道理。電燈泡為了更透光，玻璃殼很薄，但做成球形，它就比較堅固了。
三、塑料瓶形狀的分析
1、談話：在我們周圍利用拱形增加材料強度的例子很多。我們來做一個“關于塑料瓶形狀的研究報告”。你們可以先觀察塑料瓶的各部分的形狀，看哪些部位包含了拱形，與剖開的塑料瓶對比，試一試強度上的差別，寫出發現。
2、小組研究，教師巡視。匯報交流。四、認識生物體結構中的拱形結構1、談話：我們研究了人工設計的物體。我們自己身體中存在著拱形結構嗎？人的肋骨是什么形狀的？有什么好處？頭骨是什么形狀的？有什么好處？人的腳骨也是拱形的嗎？它能使人的腳承受更大的重量且有彈性。2、提問：觀察龜殼、貝殼、蛋殼等，說說這些形狀對它們自身有什么意義？
3、小結：研究了拱形后，你們有什么感想？
板書設計：
圓形 拱形 環形貯油罐、電燈泡塑料瓶
肋骨、頭骨、腳骨 龜殼、貝殼、蛋殼
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