六年級科學上冊全教案

1.我們常用的工具

教學目標：

1.科學探究：嘗試在實踐中更方便地解決科學問題（拔釘子和螺絲釘），提出

更多的問題，并有計劃地開展進一步研究。

2.情感態(tài)度和價值觀：對工具的研究感興趣，很樂意與同學合作交流，從而啟

發(fā)自己對工具更多的認識。

3.科學知識：能向別人介紹常用工具的一些基本特點、使用方法和優(yōu)勢用途。

【教學重點】

通過拔釘子和螺絲釘?shù)奶骄炕顒樱龑Оl(fā)現(xiàn)提出以及進一步有計劃地研究問題。

【教學難點】

小組合作制定一個切實可行的研究計戈IJ。

【器材準備】

學生：活動手冊（調(diào)查表、計劃表）、各種常用的工具（螺絲刀、剪刀、釘錘、

老虎鉗等）。

教師：精心制作一套組合工具、在同一木塊上釘一顆鐵釘和擰上一顆螺絲釘。

【教學建議】

本課時重在培養(yǎng)學生對工具研究的興趣，因此教師要安排足夠的時間讓學生試

用多種工具去取螺絲釘與鐵釘，細細體會不同工具的作用（省力費力）；同時，

鼓勵學生在充分實踐的基礎上提出問題。研究計劃在本單元中有助于更有序地

指導學生開展探究，況且本課時是教材的第一課又是本單元的第一課，所以建

議研究計劃的指導與制定在課內(nèi)完成。

【教學過程】

一、引入

（出示精心制作的教具，可以組合成尺子、筷子、起子甚至剪刀的組合工具：

兩根標有刻度，中間打孔，一邊有斜口的正方體小鐵棒）

1.讓學生說說，用這一根小鐵棒能做些什么？再加點什么又能干什么？（尺子、

起子、加塊小鐵塊又可變小榔頭等）（回憶：生活中的每一項工具，可以幫助

我們做些什么事？）如果用兩根小鐵棒能當什么？還能干什么？

（這部分要讓學生意想不到兩根小鐵棒能干這么多事，而且組成的工具又是那

么熟悉，讓學生馬上聯(lián)想起生活中的常用工具。所以教具的制作要精心一點，

組合要靈活一點，關注學生的回答，突出回答中所提到的工具。把回憶與創(chuàng)造

性的思維同步推進）

2.揭示課題：我們常用的工具。

二、說說常用的工具

1.說一說曾經(jīng)還使用過哪些工具，我們是怎樣使用這些工具的，這些工具可以

幫助我們完成哪些事情？學牛圍繞上述問題分組討論，互相介紹、互相啟發(fā)。

2.全班交流，完善活動手冊的記錄表。

3.全班交流中對學生發(fā)現(xiàn)的以下一些問題應該給予明確的肯定：

（1）一種工具能干好多事情。（比如榔頭能拔釘子又能釘釘子）

（2）同一工具不同的用法起到不同的作用。（比如一字螺絲刀能擰螺絲，又

能打開奶粉蓋）

（3）不同的工具能干同一件事。（比如老虎鉗能夾小東西，銀子也能夾東西，

剪刀有時也行）

（4）一種工具做某件事特別專業(yè)。（比如剪刀剪指甲不如指甲鉗夾指甲來得

容易）

2

小結：通過同學們的介紹，我們發(fā)現(xiàn)生活中竟然有這么多常用的工具，那么用

不同的工具去完成同一件工作，是不是都一樣的省力快捷呢？

三、選擇合適工具

1.要將一顆鐵釘和一顆螺絲釘從木頭中取出來，你想到幾種工具，選擇哪種工

具更加方便，更加省力？（組內(nèi)交流）說說分別做這兩件事你所選擇工具的理

由。

2.觀察木塊中的螺絲金丁與鐵金丁，逐一試用自己的工具，同時體會感受，并選出

最適合的工具。觀察工具，想一想有什么問題要提？要告誡學生，在試用工具

的過程中注意安全。

3.嘗試、交流體會，發(fā)現(xiàn)有哪些工具最容易起出螺絲和鐵釘，并作解釋。

4.對剛才的嘗試感受你芍問題嗎？

（上述交流過程中，教師要時刻注意引導提煉出值得學生進一步研究的、有價

值的問題，注重課堂生成為主）

四、制定研究計劃

師：剛才同學們提出了這么多問題，你覺得哪些問題值得我們進一步去研究？

我們一起來篩選。

1.哪些問題值得我們?nèi)パ芯浚吭趺囱芯浚颗c同學交流。

2.選擇自己感興趣的問題制定研究計劃，教師作適當?shù)闹笇А＃梢韵驅(qū)W生提

供可供參考的研究計劃。）

（1）你想要研究什么問題？

（2）這一工具能這么輕松地完成這項工作，你的猜想是什么？

（3）你用什么方法驗證你的猜想？

（4）可能會用到哪些材料？

3

3.討論交流研究計劃，并作進一步完善。

2、打開蓋子的工具

【教學目標】

科學探究：在活動過程中培養(yǎng)學生的探究能力和綜合分析能力，能在打開蓋子

的過程中發(fā)現(xiàn)問題并做出自己的分析。

情感態(tài)度和價值觀：喜歡進行持續(xù)的科學探究活動，進行細致的觀察，并從中

體驗和感受樂趣。

科學知識：認識杠桿這種簡單的機械，知道杠桿上有三個點：重點、支點和力

點，能夠收集生活中應用杠桿的事例，說說杠桿的作用。

【教學重點】

認識掌握杠桿上的三個點。

【教學難點】

找到杠桿的支點。

【器材準備】

學生器材：生活中常用的各種工具（剪刀、鉗子、鑲子等）。

教師器材：空油漆桶或膠桶，鐵片（或鋼尺），玻璃飲料瓶及開瓶器等。

【教學建議】

1.教師準備的演示器材要大一些，便于學生觀察。

2.用開瓶器打開飲料時要強調(diào)兩點：一是速度要慢；二是要順著開。

3.為控制實驗的有效性，材料中的玻璃瓶飲料需教師在實驗前分發(fā)。

4.現(xiàn)代化教學設備較缺的學校建議用本教案。

【教學過程】

一、創(chuàng)設情景、導入新課

1.請你想一想，怎么把一塊大石頭搬到一旁去？

2.教師小結：在日常生活中，我們有許多工作要借助一些工具來完成，今天我

們來研究“打開蓋子的工具”。(板書)

二、實驗觀察、探究新知

1.打開油漆桶

(1)實物展示：一個空的油漆桶。

提問：如果要打開油漆桶，用什么工具最簡單、方便？

(2)①學生討論。

②小結：用鐵條這種工具最簡單、方便。

(3)①分組實驗。

用鐵條打開油漆桶，并仔細觀察記錄蓋子及鐵條各部分位置的變化。

②學生匯報實驗結果。

③教師點撥：向下壓鐵條的一端時，插入蓋子底下的另一端為什么會向上翹起

來？

(4)演示后揭示：像打開油漆桶的鐵條那樣，能繞著一個固定的支點把物體撬

起的這種簡單的機械叫做杠桿，鐵條上人用力的點叫力點，承受重物的點叫重

點，起支撐作用的點叫支點。

⑸再次實驗并找出杠桿上的三個點，F(xiàn)(力點)、L(重點)、E(支點)。

(6)畫一畫示意圖，并在圖上用字母標出三個點。

2.打開玻璃瓶飲料

(1)教師提問：你觀察過用開瓶器開飲料瓶的過程嗎？

(2)①簡單討論實驗要求

5

②學生實驗：仔細觀察開瓶器和蓋子的運動過程并記錄下來。

③匯報實驗結果。

④教師提問：▲開瓶器是杠桿嗎？

▲如果是，你知道它的重點和力點在哪里嗎？能把它畫下來嗎？

⑤板書反饋

[3）討論：打開油漆桶的鐵條和打開飲料瓶的開瓶器在工作中有哪些相同和不

同？（學生結合畫的示意圖找出它們之間的異同）

（4）小結：相同的是都有三點和能節(jié)省力量，不同的是支點位置不同。

三、杠桿在生活中的運用

1.師生談話：杠桿在生產(chǎn)和生活中應用得很廣泛，想一想哪些地方應用了杠桿？

2.你能說出這些杠桿的三個點的位置嗎？

3.請同學們繼續(xù)觀察分析這些杠桿，你還能發(fā)現(xiàn)一些新的問題嗎

板書設計：

3、杠桿的研究

【教學目標】

1.科學探究：會做杠桿尺的探索性實驗，能夠觀察記錄杠桿尺的狀態(tài)，學習使

用圖示法簡化問題。能夠從眾多看似雜亂的數(shù)據(jù)中，分析整理出杠桿省力的規(guī)

律。

2.情感態(tài)度和價值觀：在科學探究過程中，培養(yǎng)樂于探究、注重科學事實、敢

于提出不同見解、樂于合作與交流的意識。

6

3.科學知識：能合理解釋身邊的杠桿工具的工作原理。

【教學重點】

能夠使用圖示法簡化問題。

【教學難點】

能夠從眾多看似雜亂的數(shù)據(jù)中，分析整理出杠桿省力的規(guī)律。

【器材準備】

學生材料：白紙、杠桿尺、鉤碼一盒、實驗記錄表。（每組一份）

老師材料：學生材料一份、各種杠桿圖片。

【教學過程】

一、記錄杠桿尺的不同時候的狀態(tài)

1.讓學生畫一幅蹺蹺板草圖，讓學生指出這其實是個杠桿。

2.（出示杠桿尺）讓學生觀察。問：這是杠桿嗎？跟我們平時的杠桿相比，它

有什么特點？

3.老師在杠桿尺的兩端各掛2個鉤碼，并講解使用方法：首先應將杠桿尺調(diào)

到平衡狀態(tài)，可以把掛在杠桿尺左邊的鉤碼當成重物，把掛在杠桿尺右邊的鉤

碼當成使用的力，支架就是支點。

4.學生根據(jù)杠桿尺的狀態(tài)，讓學生畫出草圖。

6.老師出示表格，請大家根據(jù)這張表格上的要求，在杠桿尺的兩邊掛上鉤碼，

并把觀察到的現(xiàn)象用草圖的形式畫在“杠桿尺的狀態(tài)”這一欄中。

7.實驗后，老師問：你觀察到什么現(xiàn)象？

8.師生交流得出：左邊的鉤碼數(shù)是2,格數(shù)也都是2,右邊的鉤碼數(shù)也是2,

但格數(shù)不同，就出現(xiàn)了不同的現(xiàn)象；當兩邊的鉤碼數(shù)、格數(shù)都相同時杠桿平衡。

二、改變的碼的位置和數(shù)量，記錄杠桿尺的狀態(tài)

7

1.在這里我們發(fā)現(xiàn)在左右兩邊的格數(shù)、鉤碼數(shù)相同時，杠桿尺出現(xiàn)了平衡的狀

態(tài)，這說明這時杠桿尺詼邊的力是相等的。那么，如果在左右兩邊不同的格數(shù)，

掛不同的鉤碼數(shù)，他們會平衡嗎？

2.想試一下嗎？

3.老師出示表格提要求：

（1）小組每試一次就記錄一次。即使出現(xiàn)了不平衡的情況也要記錄下來。

（2）仍然用圖示的方法進行記錄。

4.學生實驗。

5.師生交流。老師從中歸納出左邊的格數(shù)乘以鉤碼數(shù)，等于右邊的格數(shù)乘以鉤

碼數(shù)，杠桿就會平衡。

6.驗證。老師出題，讓學生算一算要使杠桿尺平衡應放多少鉤碼，老師演示驗

證.

左邊的鉤碼情況右邊的鉤碼情況杠桿尺的狀態(tài)（圖

示）我們的發(fā)現(xiàn)

格數(shù)鉤碼數(shù)格數(shù)鉤碼數(shù)

2418

24

42

81

0.516

學生會發(fā)現(xiàn)右邊的格數(shù)比左邊的格數(shù)小的話，鉤碼數(shù)就要比左邊的大。如果我

們右邊的鉤碼要掛得少的話，右邊的格數(shù)就要多。那么格數(shù)就是用力點到支點

8

的距離。鉤碼數(shù)就是我們用的力，就是說用力點離支點越遠的話，用的力就越

少。

7.在這些情況中，哪些時候我們可以用少的鉤碼撬起多的鉤碼？為什么？

引出如果把左邊當成重物，即力點（右邊的鉤碼）距支點遠，重點（左邊的鉤

碼）距支點近，這種杠桿可以省力。如果把右邊當成重物，即力點（右邊的鉤

碼）距支點近，重點（左邊的鉤碼）距支點遠，這種杠桿是不省力的。老師借

此引出格數(shù)越大表示距離支點越遠，用的力越少，就越省力。

8.得出結論，老師順勢點撥，怎樣的杠桿是省力的？怎樣的杠桿是不省力的？

三、給常用的杠桿工具分類

1.說說生活中看見過或使用過的哪些杠桿是省力的和不省力的，畫出那些杠桿

的示意圖，并標出重點、力點和支點。

3.既然有的杠桿在使用中并不省力（而是費力），為什么我們還要使用這樣

的杠桿呢？聯(lián)系生活實際進行分析。

4.課后，老師可以要求學生找找生活中還有哪些工具是省力杠桿，哪些不是

省力杠桿。

4、螺絲刀里的科學

【教學目標】

1.科學探究：能運用觀察、實驗的方法發(fā)現(xiàn)輪軸能省力的原理。

2.情感態(tài)度和價值觀：在科學研究活動中能夠與同學合作，積極參與實驗、分

析和調(diào)查。

3.科學知識：通過科學實驗，認識到使用螺絲刀比較省力，知道輪軸在生活中

的運用o

【教學重點】

經(jīng)歷探究輪軸省力的規(guī)律過程。

【教學難點】

引導學生在活動中發(fā)現(xiàn)輪軸省力原理。

【教學準備】

學生材料：每組螺絲刀2把、細繩2根、鉤碼6個、礦泉水2瓶、支架臺1個、

不同大小的輪2個。

老師材料：學生材料一份、組合形螺絲刀、演示文稿。

【教學過程】

（課前談話：你在生活中使用過哪些工具？這些工具幫你解決了哪些問題？）

一、引入

L（投影出示一塊有螺絲釘?shù)哪景澹├蠋熯@里有一塊木板，這塊板上有一個螺

絲釘，你們認為可以用哪些工具把它取下來？（學生回答各種工具）

2.（出示螺絲刀，把刀柄去掉）老師這里有一樣東西，它的頭是與螺絲釘相配

套，你能把它取出來嗎？

3.看來我們很難把它取出來？（給刀桿加個柄）那我們給它加一個柄試試吧!

4.（學生演示）喲！很容易就起出來了！看來螺絲刀里的學問還真不少哪！那

今天我們就來研究“螺絲刀里的科學”。

二、看一看

1.要研究螺絲刀，我們應了解一下螺絲刀的構造。

2.（課前每小組兩把螺絲刀放在抽屜）老師已經(jīng)為每組準備了兩把螺絲刀放在

抽屜里，請大家把它們拿出來，看一看螺絲刀是由哪幾部分組成的？每個部分

有什么特點？

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3.學生討論交流。

4.歸納：像螺絲刀這樣由一個較大的粗柄和一個較小的細桿組合在一起的簡單

機械叫做輪軸。

5.你能說出螺絲刀這個輪軸哪部分是輪？哪部分是軸嗎？（粗柄是一個較大的

輪，細桿是一個較小的軸）

三、玩一玩

1.下面我們就先來玩玩螺絲刀吧！

2.我們用螺絲刀這個輪軸來吊起這瓶水，怎么吊呢？老師向大家介紹三種吊

法！（邊講邊演示）：

第一種吊法是把礦泉水系在軸上，用手轉(zhuǎn)動輪，將礦泉水吊起；

第二種吊法是把礦泉水系在輪上，轉(zhuǎn)動軸，將礦泉水吊起。

第三種吊法用毛巾裹住輪，還是把礦泉水系在軸上，用手轉(zhuǎn)動輪，將礦泉水吊

起；

3.你覺得玩的時候應注意哪些問題？

4.學生小組合作玩游戲；

5.玩的過程中你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？（引導得出：轉(zhuǎn)動輪省力，轉(zhuǎn)動軸費力；輪越

大就越省力。）

四、做一做

1.通過剛才的實驗我們感受到了在應用輪軸時，把力用在輪上會省刀一些，

把力用在軸上會費力一些，如果我們把輪軸的輪擴大，我們就會感到更省力！

下面我們進一步來研究輪軸！

2.老師這里有一個輪軸，你知道哪部分是它的輪？哪部分是它的軸嗎？

3.請同學們注意觀察！演示：教師先出示一個裝好輪軸的裝置，在輪上掛一個

II

鉤碼，在軸上也掛一個鉤碼。

4.猜測：如果現(xiàn)在老師把手放掉，你認為會怎么樣？說說你的理由！（讓學生

猜一猜）一一根據(jù)學生猜測，教師滲透平衡概念。

5.那我們就來觀察一下！（教師放手）為什么會這樣呢？

6.同學們想不想也來做一做？老師這里有個要求：大家在做這個實驗的時候，

必須把輪軸左右兩邊調(diào)平衡！并思考：你是怎樣把它調(diào)平衡的？為什么這樣調(diào)

會平衡？

7.學生自主實驗。

8.交流匯報：

你是怎樣把它調(diào)平衡的？（輪上掛一個，軸上掛兩個）

面對這個現(xiàn)象，你有什么問題？（它們掛在不同的位置，一邊掛在輪上一邊掛

在軸上，說明輪上能省力，軸上比較費力）

9.現(xiàn)在老師在這個輪軸的輪上再套上一個輪，與剛才的輪軸比較，你發(fā)現(xiàn)這個

新輪軸有什么相同的地方和不同的地方嗎？（輪變大了，軸是一樣的）

10.現(xiàn)在如果老師在輪上還是掛一個鉤碼，同學們還能把這個輪軸調(diào)平衡嗎？

（小組實驗）

11.交流得出：輪上掛一個，軸上掛三個。追問：為什么會出現(xiàn)這樣的結果？

（輪越大越省力）

12.如果老師再將這個輪軸的輪擴大，你能猜一下這個軸上需要掛幾個鉤碼才

能保持兩邊的平衡？（學生猜測，教師演示）

五、整理：

1.老師有一個問題：我看駕駛員在開車的時候，能很輕松的轉(zhuǎn)動汽車的輪子，

這是為什么呢？出示方向盤圖片。

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2.在我們周圍還有哪些地方應用了輪軸？它給我們帶來了哪些方便？

3.穿插進行分析：圓輪的自來水龍頭、一字型的自來水龍頭、門鎖把手。

5、動滑輪和定滑輪

【教學目標】

1.科學探究：通過實驗研究定滑輪的作用，能夠制定一個合理的動滑輪作用研

究計劃，并按照計劃步驟進行研究。

2.情感態(tài)度和價值觀：在科學探究過程中，培養(yǎng)樂于探究、注重科學事實、敢

于提出不同見解、樂于合作與交流的意識。

3.科學知識：認識定滑綸和動滑輪的作用，通過對比分析，認識定滑輪和動滑

輪作用的不同.知道定滑輪和動滑輪在實際中的應用°

【教學重點】

認識定滑輪和動滑輪的作用。

【教學難點】

試著用杠桿原理來解釋定滑輪和動滑輪作用的不同。

【器材準備】

學生材料：定滑輪和動滑輪各一個，鐵架臺、線、便簽紙、鉤碼、測力計等。

（每組一份）

老師材料：相關圖片或課件、學生材料一份、實驗匯報表。

【教學建議】

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1.優(yōu)化課堂教學結構，提高課堂教學效率。如在介紹定滑輪和動滑輪時，同時

演示使用定滑輪和動滑輪提升重物的動畫，使學生一目了然看出它們的區(qū)別，

形象生動，而且免去使用實物組裝的麻煩，既節(jié)省了時間，又提高了效率。

2.在研究定滑輪是否省力時，兩邊的鉤碼不能主得太多，否則實驗效果會受到

一'定影響。

3.如果把滑輪看成是一種杠桿，讓學生找出杠桿的三個點，用杠桿的原理來解

釋定滑輪和動滑輪的不同作用，這是本課中的難點，特別是動滑輪更加難找，

在農(nóng)村小學中建議本部分內(nèi)容可做機動安排。

【教學過程】

一、導入新課

1.教師演示升旗儀式。

2.旗桿上有什么裝置能幫助我們比較容易地把旗子升上去？

學生觀察描述：旗幟是怎樣升到旗桿頂上的？（有輪子）

3.教師出示輪子，并介紹：安裝在旗桿頂上的這種邊緣有槽、能圍繞軸轉(zhuǎn)動的

輪子叫做滑輪。這節(jié)課我們就來研究滑輪。這種固定在支架上不隨重物移動的

滑輪叫做定滑輪。

二、旗桿頂部的輪子

1.讓我們模擬旗的裝置，來研究旗桿頂部的輪子。研究旗桿頂部的輪子模擬升

旗你需要哪些材料?？

2.學生根據(jù)教師提供的材料進行實驗探究（材料：定滑輪、鐵架臺、線、便簽

紙），試一試，當我們向下拉動繩子時，掛有旗子的那部分繩子會怎樣運動？

要求小組內(nèi)每位學生拉一次，體會定滑輪的作用。

3.要把旗子升上去，卻把拴著旗子的繩子往下拉。這說明定滑輪有什么作用？

這有什么好處？(定滑輪可以改變用力方向，便工作方便)

4.使用定滑輪升旗或提起其他重物省不省力呢？為了弄清使用定滑輪省不省

力，我們怎樣來研究？

(1)學生討論。

(2)將滑輪掛在支架上，使其成為一個定滑輪。把細繩套在定滑輪的槽內(nèi)。

(3)在繩的一端掛2個鉤碼當作重物。試一試，在繩的另一端掛幾個鉤碼能夠

平衡。

5.分組實驗。

6.匯報實驗結果。討論：以上實驗說明定滑輪有什么作用？(省力，費力，還

是不省力也不費力？)

7.現(xiàn)在請你總結一下，定滑輪有哪些作用？

三、會移動的輪子

1.其實，并不是所有的滑輪都是固定在某個地方不動的。在搬運貨物時，常使

用一種隨重物一起移動的滑輪，像這樣隨重物一起移動的滑輪叫做動滑輪。

2.猜測：動滑輪的作用與定滑輪的作用是否相同？你認為會有什么不同？

3.研究動滑輪的作用時，我們需要用到哪些材料？我們準備按照什么樣的步驟

來研究？

4.根據(jù)小組的討論，制定一個簡單的研究計劃。(具體見表格設計示例)

5.預測的學生研究過程

(1)用測力計測量1個鉤碼的重量。

(2)將細線套在滑輪的槽里，左端掛在支架上，右端用手拉著，將鉤碼掛在滑

輪架的鉤上，使滑輪成為一個能與重物同時升降的動滑輪。

(3)將繩的右端掛在測力計上，通過測力計將重物向上提起，穩(wěn)定在一定高度，

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觀察用多少力？

6.交流研究的發(fā)現(xiàn)：用了多少力？與不用動滑輪、直接把重物提起時用的力相

比，是省力還是費力？

7.討論：現(xiàn)在你知道動滑輪有什么作用了嗎？

8.教師小結：通過以上研究可以知道，使用動滑輪能省力，但不能改變用力方

向。

四、用杠桿原理解釋定滑輪和動滑輪的作用

1.引導學生思考：如果說滑輪也是一種杠桿，你能找到它的三個點的位置嗎？

2.試一試，畫出示意圖，用杠桿的原理來解釋定滑輪和動滑輪的不同作用。

3.根據(jù)學生交流研究結果，教師總結：從圖上可以直觀地看出定滑輪不能省力

而動滑輪能省力；定滑輪能改變力的方向而動滑輪卻沒有改變力的方向。

五、滑輪在生產(chǎn)和生活中的應用

L談話：滑輪在生產(chǎn)和生活中應用很廣泛，誰知道哪些地方應用了滑輪？是定

滑輪還是動滑輪，它們分別有什么作用？

2.討論：在一間房里，電燈的開關是拉線開關，在一進門的南墻處，床在北墻

處。如果想在床上控制電燈的開關，又不使房子的布置很亂，可以怎么辦？需

要安裝幾個定滑輪？

6、起重機

【教學目標】

1,科學技能：在探究滑輪組作用的活動過程中，培養(yǎng)學生實驗操作能力和分析

數(shù)據(jù)的能力。

2.情感態(tài)度和價值觀；在探究滑輪組作用的過程中，培養(yǎng)學生積極參與滑輪組

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實驗和游戲活動的興趣，讓學生樂于探究、注重事實、尊重數(shù)據(jù)、敢于提問,

與同學能友好合作、交流。

3.科學知識：通過“滑輪組”實驗探究，認識滑輪組的作用，并通過對實驗數(shù)

據(jù)的分析，嘗試解釋起重機能吊起重物的原理。

【教學重點】

認識滑輪組的作用。

【教學難點】

滑輪組的組裝、定動滑輪的搭配及與省力的關系。

【器材準備】

學生器材：鐵架臺、滑輪組、重物（鉤碼）、線、測力計（可選）、光滑的木

棒、牢固的長繩等。

教師器材：學生器材和相關視頻、圖片資料。

【教學建議】

1.在“參觀建筑工地”這一環(huán)節(jié)中，實地參觀有點不太現(xiàn)實，尤其是安全問題，

所以視頻、圖片材料尤為重要。

2.關于“吊起物體的繩子段數(shù)”，在指導學生數(shù)的時候，要主意數(shù)直接與動滑

輪相連的繩子段數(shù)。

3,滑輪組的組裝是一個箱點，只有組裝正確，才能順利實驗，因此，老師要做

適當?shù)闹v解、演示。

4.要把研究滑輪組的作用作為本堂課的重點，在活動時間總量控制上，要偏向

于研究滑輪組的作用。

5.小個子戰(zhàn)勝大力士游戲中使用的木棒一定要光滑，繩子要10米以上，要用硬

一點，滑一點的，繞圈時繩子圈不能碰在一起，以免增加摩擦力。有條件的可

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以在木棒上裝上軸承，或在繩子上抹一點滑石粉，增加潤滑程度。

【教學過程】

一、玩小個子戰(zhàn)勝大力士的游戲

1.說明游戲規(guī)則。

2.按課文的介紹準備好材料，請班上兩位公認刀氣較大的同學和一位力氣較小

的同學上臺(也可在室外)進行游戲。

3.質(zhì)疑、存疑：你有什么發(fā)現(xiàn)？有什么問題？

二、參觀建筑工地

1.提問導入：不管是在城市還是在農(nóng)村，都有許許多多的建筑工地，參觀這些

忙碌的建筑工地，我們會有很多的發(fā)現(xiàn)。(展示有關建筑工地起重機工作的圖

片或視頻資料)

2.交流活動中的發(fā)現(xiàn)。

起重機是怎樣把那么重的物體送到高空去的呢？

三、研究滑輪組的作用

1.滑輪組的作用。

觀察結構圖P12.

2.實驗探討滑輪的作用。

(1)試用一個定滑輪和一個動滑輪按圖示組合在一起，掛上一個1000克的重

物，試一試需要多大的力才能把重物吊起來？

(2)生猜想(結合圖)：增加滑輪的數(shù)量，試試吊起同樣的重物需要的力的大

小有什么變化？

(3)學生分組實驗：

實驗要求：①明確分工。

18

②擬定實驗計劃、交流。

③進行實驗并作好實驗記錄。

重物定滑輪數(shù)動滑輪數(shù)吊起物體的繩子圈

數(shù)提起重物所需力

我們的發(fā)現(xiàn)：

3.交流實驗結果，說說你有什么發(fā)現(xiàn)？

四、說出自己的發(fā)現(xiàn)

說說從我們的研究中明白為什么起重機能夠吊起那么重的物體。

說說從我們的研究中明白為什么小個子能戰(zhàn)勝大力士。

7、在斜坡上

教學目標】

1.科學技能：培養(yǎng)學生設計實驗，操作實驗的能力。

2.情感態(tài)度和價值觀：培養(yǎng)學生積極參與科學試驗，注重科學事實、敢于提出

不同見解、樂于合作與交流的意識，激發(fā)研究生活中科學現(xiàn)象的興趣。

19

3.科學知識：經(jīng)歷“斜面省力”研究活動，知道從斜面拉上去的力都小于直接

把物體垂直提上去用的力和斜面坡度越小越省力，越大越不省力的原理，了解

生活中斜面原理的多種多樣的運用。

【教學重點】

能在自主式的探究活動中認識斜面的一些科學知識。

【教學難點】

研究斜面原理在生活中的運用。

【器材準備】

學生材料：搭斜面的材料-（表面同樣平整光滑，長度分別為20厘米、40厘米、

60厘米、80厘米、100厘米的木板和高10厘米的木塊等），重物（重1000克

的重物和小滾筒、大木塊、小木塊等，要有鉤子），測力計（平板和圓筒）、

平頭和尖頭鐵釘、螺絲釘?shù)雀魉拿丁⒙萁z刀、鐵錘、毛巾、實驗記錄表等每組

一份。

老師材料：相關圖片或者視頻材料和學生材料一份、實驗匯報表：重40公斤左

右的木箱一個，大而結實的木凳一條，厚實的大木板一塊。

【教學建議】

1.活動中注意安全。

2.充分的預見，隨時為出現(xiàn)的新問題點撥、領航。

3.要注意學生的層次性，隨時為有困難的學生提供必要的支持。

【教學過程】

一、創(chuàng)設情景，導入新課

1.學生以四人小組的形式組合，全班成馬蹄形組織；在中間放置重40公斤的木

箱一個，大而結實的板凳一個。問學生；同學們，你們已經(jīng)認識了不少機械工

20

具，如果現(xiàn)在要你把這個大箱子搬到那條板凳上，你會用什么方法？

2.學生反饋交流，教師盡量滿足學生的需求，并讓學生去操作，在困難中，教

師提供幫助，搭一塊木板，再讓學生搬，搬后問學生感覺如何？

3.此時你的腦海中是不是出現(xiàn)了一個個小問號？

二、自主實驗，隨時指導

1.交流學生的疑問之處，有選擇地進行板書。

（真的能省力嗎？為什么會省力？怎樣的斜面更省力？……）注：第一個問題

必須有，因為課始的游戲只是感知而已，并無具體科學證據(jù)，因此在說后幾個

問題時也應引導學生用上“假如省力”這樣的話。

2.為了方便同學們研究，老師今天帶來了一些材料，請同學們看看這些材料，

討論一下你們組將怎樣利用這些材料去研究自己想研究的問題。

3.小組討論，形成書面實驗方案。

4.小組上臺運用實物投影儀進行匯報，集體交流評議，使各小組的實驗方案更具

可行性（方案中至少具備實驗目的、實驗器材、實驗方法、實驗結論這樣四個

內(nèi)容）。

5.交流后，教師可追問：還需注意些什么？（拉力器的正確使用）

6.小組實驗，師巡回指導。

7.小組匯報實驗結果，組織交流，啟發(fā)引導，得出結論（其他條件一樣的情況

下，運用斜面一定省力，而且坡度越小越省力，越大越不省力）

（1）在這一環(huán)節(jié)中，可讓各小組派代表上臺匯報他們實驗的經(jīng)過及結果，接受

其他同學的質(zhì)疑。

（2）對交流過程中出現(xiàn)的錯誤除了共同討論之外，還可以用師生共同實驗的方

法來驗證真?zhèn)巍?/p>

21

8.說說在這個實驗過程中你還有什么新的發(fā)現(xiàn)沒有？

三、聯(lián)系應用，擴大認知

1.斜面果然能夠省力，在日常生活中你們看到過利用斜面的地方嗎？

2.老師也有一些照片請同學們看看，想想其中的奧妙。出示生活中人們應用斜

面的照片，讓學生說說其中的斜面原理。

四、小結延伸，鞏固聯(lián)系

1.學了今天的課，你有什么新的想法？

2.完成作業(yè)本作業(yè)

教學設計與案例

8、我的自行車（一）

【教學目標】

1.科學探究：在發(fā)現(xiàn)自行車眾多機械原理的基礎上能夠選擇適合自己的問題

進行研究，能制定簡單的研究計劃，并展開有目的有計劃的研究，寫出研究報

告。

2.情感態(tài)度和價值觀：在科學探究過程中，培養(yǎng)樂于探究、培養(yǎng)合作研究的

習慣。

3.科學知識：能夠發(fā)現(xiàn)自行車上應用的機械原理。

【教學重點】

發(fā)現(xiàn)自行車上應用的機械原理。

【教學難點】

會選擇適合自己的問題進行研究。

【器材準備】

22

第一、二課時教學準備：

學生材料：教室外選擇好場地一塊并為每一小組準備一輛自行車。（必用）

老師材料：準備螺絲刀、鉗子、錘子、扳手等若干。（供學生選用）

第三課時教學準備：

學生材料：研究報告。

【教學建議】

本課時重在培養(yǎng)學生對自行車研究的興趣，因此教師要鼓勵學生動手實踐，鼓

勵學生提問題，從探究摸索中發(fā)現(xiàn)簡單機械在自行車上的具體運用。對學生制

定研究計劃，教師可以作適當?shù)闹笇А?/p>

【教學過程】

第一課時

一、引入

1.說說我們已經(jīng)學習了哪些簡單的機械類型，它們各自有什么特點？

學牛討論交流后，教師歸納總結并板書。

輪軸由輪和軸組成，轉(zhuǎn)動輪就可以輕松地帶動軸。

斜面省力。

杠桿通過支點位置的變化，可以達到省力和費力的效果。

2.對自行車初步認識。

統(tǒng)計：我們班會騎自行車的同學有哪些？

認識自行車各個部分的名稱（請學生上臺結合實物介紹，其他學生補充）。

講一講你知道的有關自行車的知識。

我國是全球自行車最多的國家。

自行車是城鄉(xiāng)使用最廣泛的工具。

23

自行車不需要能源，沒有污染。

自行車上有許多簡單機械原理的應用。

??

3.觀察簡單機械在自行車上的具體運用。

師：自行車上面究竟有哪些簡單機械原理的應用呢？今天我們就來對自行車進

行觀察研究。

二、觀察自行車上應用了哪些簡單機械原理。

1.討論：如何觀察研究自行車？觀察時要注意哪些問題？

A.組內(nèi)要分工

B.觀察要有順序

C.可以動手操作

D.要有觀察記錄

E.要注意安全

2.將全班學生分成若干小組，以小組為單位進行研究。師下發(fā)記錄表格。

應用機械的位置

應用機械的類型

應用的機械起什么作用

我的其他發(fā)現(xiàn)

龍頭（車把）

輪軸

輕松地控制方向

3.學生到指定場地對自行車進行觀察研究，并把發(fā)現(xiàn)記錄下來。

24

教師現(xiàn)場巡回指導。

4.交流、整理觀察結果。

每組派一個代表發(fā)言，投影出示記錄表格。

其他各小組補充記錄別人發(fā)現(xiàn)而本組沒有發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容。

三、小結延伸

1.談談自己研究的收獲。

2.教師小結，并引導學生課外繼續(xù)研究自行車上自己感興趣的機械問題，為

下節(jié)課做好準備。

8、我的自行車（二）

【教學目標】

1.科學探究：在發(fā)現(xiàn)自行車眾多機械原理的基礎上能夠選擇適合自己的問題

進行研究，能制定簡單的研究計劃，并展開有目的有計劃的研究，寫出研究報

告。

2.情感態(tài)度和價值觀：在科學探究過程中，培養(yǎng)樂于探究、培養(yǎng)合作研究的

習慣。

3.科學知識：能夠發(fā)現(xiàn)自行車上應用的機械原理。

【教學重點】

發(fā)現(xiàn)自行車上應用的機械原理。

【教學難點】

會選擇適合自己的問題進行研究。

【器材準備】

25

第一、二課時教學準備：

學生材料：教室外選擇好場地一塊并為每一小組準備一輛自行車。（必用）

老師材料：準備螺絲刀、鉗子、錘子、扳手等若干。（供學生選用）

第三課時教學準備：

學生材料：研究報告。

【教學建議】

本課時重在培養(yǎng)學生對自行車研究的興趣，因此教師要鼓勵學生動手實踐，鼓

勵學生提問題，從探究摸索中發(fā)現(xiàn)簡單機械在自行車上的具體運用。對學生制

定研究計劃，教師可以作適當?shù)闹笇А?/p>

【教學過程】

一、引入

1.何顧上節(jié)課發(fā)現(xiàn)的自行車上簡單機械原理的應用及所起的作用。

應用機械的位置應用機械的類型應用的機械起什么作用

龍頭（把手）輪軸輕松地控制方向

踏腳板與齒輪輪軸省力

剎車杠桿省力

大車輪與小車軸輪軸加快速度

大齒輪與小齒輪輪軸提高轉(zhuǎn)速

螺絲與螺帽斜面省力

2.師：那么，這些自行車上的機械是如何工作的？為什么會省力或加快速度？

要回答這些問題，我們就要進一步研究自行車上的機械問題。

二、重點研究自己感興趣的機械問題

26

a.選擇自己感興趣的研究問題。

小組討論：選擇一個感興趣的適合自己小組的研究問題。

師提示可以參考課本P17三個同學的發(fā)言。

全班交流各組選擇的研究問題。

b.制定研究計劃。

讓我們來寫個研究計劃吧！你覺得研究計劃應該包含哪些部分內(nèi)容？

在學生交流的基礎上師引導明確研究計劃應包括研究的問題、研究的目的、研

究的方法，等等，并出示一份研究計劃，供學生參考。

我們的研究計劃我們想研究的問題：車把與“羊角”軸組成的輪軸。研究的

目的：車把帶動“羊角”軸是省力還是費力？誰是輪？誰是軸？研究的方法：

在自行車上實驗、觀察。研究的數(shù)據(jù)記錄：研究的成果：

小組討論制定研究計劃。

c.實踐研究并寫出研究報告。

制定好研究計劃后，由小組長帶領到指定的場地進行實踐研究并完成研究報告。

（先制定好先去）

師參與學生活動，并提供材料上的幫助。

三、研究活動情況反饋

交流各組的研究結果，包括研究問題的介紹、研究方法的介紹、研究成果的說

明等。

四、小結延伸

課后繼續(xù)研究有關的機械問題，并進一步收集相關資料，完善研究報告。

準備下節(jié)課的研究成果交流

27

2.1抵抗彎曲

【教學目標】

1.通過親歷“紙的厚度與抗彎曲能力大小”的探究活動，認識增加紙條厚度可

以大大增加紙條的抗彎曲能力，并用推理的方法認識橫梁立著安放的道理。

2.鞏固并學會相關的探究技能：控制變量實驗，采集數(shù)據(jù)和記錄數(shù)據(jù)，制作曲

線圖，運用數(shù)據(jù)進行分析得出結論，對現(xiàn)象作出合理解釋。

3.能根據(jù)已獲得的信息對所觀察的現(xiàn)象作出大膽而合理的預測。意識到科學探

究要實事求是，重視科學證據(jù)。

【教學準備】

1.小組實驗用：分別把兩張卡紙、三張卡紙、四張卡紙用極少量液體膠水粘在

一起，使之形成四張長、寬相同、厚度不同的紙條，分別標上1號、2號、3

號和4號，并在紙條上做上記號，如圖。

實驗記錄表，統(tǒng)計圖。相同大小的鐵墊圈，放鉤碼的盒子，橡皮擦。

教師用：小組用的實驗材料一份，課件。

【教學過程】

一、談話導入

1.（出示紙條）這是一張紙條，把它放在兩個盒子上面，如果在上面放一個重

物會怎樣？

2.師演示，在紙條上放一個墊圈，紙條怎么樣了？（紙條彎曲了）

3.紙條承受不住墊圈的重量就彎曲了，有什么辦法可以讓它不彎曲呢？也就是

說讓它抵抗住彎曲呢？（學生說抵抗彎曲的方法：拉近盒子的距離、加支撐物

等。）

28

二、探究“紙的厚度與抗彎曲能力的大小”

活動一：探究增加紙的厚度，會不會增加它的抗彎曲能力。

1.推測增加紙的厚度，會不會增加它的抗彎曲能力。

2.出示1號、2號紙條，研討實驗方法。實驗應控制邪些條件不變？

3.學生分組實驗。

4.匯報交流，并談談做了這個實驗后有何感想。

活動二：探究紙的厚度與抗彎曲能力大小的關系。

5.引導預測3號紙可以放幾個墊圈。交流如何預測。

6.實測3號、4號紙的抗彎曲能力。

7.匯報交流。

三、繪制折線圖并分析

1.出示統(tǒng)計圖，看得懂嗎？橫向表示紙的厚度，縱向表示墊圈的個數(shù)。請同學

們把紙的厚度與抗彎曲能力的關系用折線的形式畫下來。

2.學生繪圖°

3.展示，交流。（學生介紹折線圖，有什么發(fā)現(xiàn)。）

4.小結：紙的厚度與抗彎曲能力的大小有什么關系。增加紙的厚度能顯著提高

紙的抵抗彎曲能力。

四、聯(lián)系生活

1.像紙這樣的薄形材料抵抗彎曲的性能都較差，增加厚度能明顯提高材料的抗

彎曲能力，所以在建筑中廣泛采用厚度很大的橫梁來承受巨大的重力。

2.欣賞圖片。你們有沒有發(fā)現(xiàn)這些橫梁大多是立著放，而不是橫著放的，能不

能也用今天學的知識來解釋一下這又是為什么呢？（課件演示）

3.交流。

29

五、小結、延伸

1.通過今天的學習，你們有什么收獲？

2.通過這節(jié)課的學習我們知道了，增加材料的厚度可以明顯提高材料抵抗彎曲

的能力，可是這種辦法就需要增加材料的用量，我們不是提倡“全民節(jié)約”嗎？

那有沒有兩全其美的辦法，既增加材料的抵抗彎曲能力，又不用過多地增加材

料用量，請同學們課后繼續(xù)研究

2.2增強抗彎曲能力

【教學目標】

科學概念

薄形材料改變形狀后抗彎曲能力是可以增強的，我們通過改變物體的形狀結構

可以改變物體抗彎曲能力的大小。

過程與方法

情感態(tài)度與價侑觀

通過關注實驗過程的公平性，培養(yǎng)學生養(yǎng)成一絲不茍、尊重事實的科學態(tài)度和

科學精神。

【教學重點】

知道通過改變物體的形狀結構能改變物體抗彎曲能力的大小。

【教學難點】

控制不變的量的確定。

【教學用具】

瓦楞紙、A4紙、雙面膠、鉛筆、橡皮、尺子、墊圈

【教學過程】

30

一、課前父流

1.“超級女生”比賽吸引了眾多人的眼球，今天，我們科學教研組也不甘寂寞，

組織了一場“超級大力士爭霸賽”，參賽雙方是項老師和黃老師，猜猜看，誰

會贏？為什么？你們覺得這樣的比賽公平嗎？

2.兩張同樣的A4紙進行抵抗彎曲的比賽，怎么做才公平？我們應該控制哪些

量不變？

預設：紙離地面的高度不變、兩個盒子之間的距離一定、放墊圈的盒子擺放的

位置一定、所加墊圈的型號一定、紙的長度不燮。

二、提出問題

如果只給你一張紙，同時控制了這些量不燮，想要增加這張紙的抗彎曲能力，

有什么辦法？

預設：

1.改燮紙的形狀就可以改建紙的抗彎曲能力嗎。

（指導小組開展實驗）

2.我們來看一些鋼鐵構造圖片，看看是否能對我們的學習有所幫助。

3.研究瓦楞紙的構造，你有什么發(fā)現(xiàn)？

三、瓦楞紙的研究

出示瓦楞紙包裝箱：我們平時看到的很多物品的包裝都用到這種包裝箱，同學

們知道制造這種包裝箱的紙叫什么名字嗎？

1.感知瓦楞紙的特性

同學們平時應該接觸過這種紙，現(xiàn)在老師也為大家準備了這種紙。每個小組一

張，請同學們從工具箱里拿出瓦楞紙，拿到手上感受一下：折一折，感覺一下

它有多硬，抗彎曲能力如何？

31

(分組感知紙的特性)

2.解剖、觀察瓦楞紙結構

(1)我們利用解剖的方法(用手剝開或借助小刀)，觀察瓦楞紙的結構是怎樣

的，看看各組成部分的厚薄和軟硬。仔細看看老師提供的瓦楞紙一共有幾層？

每層的厚薄、軟硬一樣嗎？形狀是怎樣的？

(2)經(jīng)過研究，我們產(chǎn)生了什么問題或想法？準備怎樣繼續(xù)研究？你能分析瓦

楞紙抗彎曲能力增強的原因嗎？

四、形狀與抗彎曲能力

1.通過上面的實驗，我們分析得出：形狀與抗彎曲能力是息息相關的。猜測一

下，什么樣的形狀有較好的抗彎曲能力？

2.改變一張紙的形狀，也可以改變紙的抗彎曲能力嗎？有哪些更多的改變形狀

的設計可以增強物體的抗彎曲能力？老師給每個同學提供一張紙：根據(jù)你們的

猜想開始實驗。要求：不改變紙的長度，每個小組成員都動手把自己設計的紙

的形狀折出來，然后組內(nèi)討論，選擇最佳方案把紙折成一定的形狀，再來測試

改變形狀后紙的抗彎曲能力有什么變化？

五、探討與交流

(1)與實驗前的紙比較，改變形狀后的紙的抗彎曲能力增強了嗎？

(2)比較這些形狀的紙抗彎曲能力的大小，試作出自己的解釋。

(3)哪個小組的設計方案最好？能分析原因嗎？

六、課后延伸

通過本堂課的學習，我們用實驗的方法證明了通過改變物體的形狀后物體抗彎

曲能力可以得到明顯的增強。課后請同學們繼續(xù)關注一些改變物體形狀的結構

并分析其抗彎曲能力增加的原因

32

2.3拱形的力量

【教學目標】

1.認識拱形結構和拱形受力的特點，了解拱形結構在建筑上的應用；

2.能夠邊實驗邊思考，逐步深入地研究一個問題。能根據(jù)拱形結構的形變，分

析受力的狀況；

3.通過趙州橋了解我國古代工程技術的成就，增強自豪感。

【教學準備】

小組實驗用：做拱形的紙，鐵墊圈。

教師用：相關的圖片資料。

【教學活動過程】

1.引入

（出示拱形建筑圖片，認識圖片上的建筑）

這樣的形狀叫什么形狀?猜想一下為什么要做成這樣的形狀？（形狀好看也是一

個方面）

（出示一張紙）這張紙平著放，它連自身的重量都不能承受就塌下去了。把它做

成拱形呢？它還能承受壓力嗎？今天我們來研究“拱形的力量”。

2.拱形承受壓力的測試

（1）實驗一

自己想辦法，用紙做一個拱形，用鐵墊圈測試一下它能承受多大的壓力？這個拱

不能借助其他物體幫助。

（學生分組實驗，教師巡視指導）

你們在實驗中發(fā)現(xiàn)了什么問題？準備怎樣解決這些問題？

⑵實驗二

33

按同學們的辦法，用書抵住拱腳使紙拱不塌下來。

這樣的拱形能承受多大的壓力？

（學生分組實驗，教師巡視指導）

⑶討論

你們觀察到隨著壓力增加，紙拱有什么變化？

要使紙拱承受更多的墊圈，要解決什么問題？怎樣解決？

3.讓拱形承受更大的壓力

⑴實驗三：

多用幾本書抵擋住拱形，測試它的承重能力，匯報實驗結果。

⑵研討：

與橫梁相比較，拱形結構承受壓力性能怎樣？為什么拱形能承受那么大的壓力？

⑶閱讀教材上的資料。

4.了解趙州橋及其他拱形建筑

你們知道哪些拱形建筑?它們用的是什么材料？

關于趙州橋，你們知道些什么？

閱讀課本中關于趙州橋的介紹。

教師補充介紹趙州橋石拱的構造和特點。（

我國石拱橋有著悠久的歷史，早在東漢中期就開始修建石拱橋。石拱橋的主要

優(yōu)點是能充分做到就地取材，耐久性好，外形美觀，橋下行船容易。石拱橋用

雕鑿成楔形的一塊塊小石塊（拱石）拼砌而成，橋洞呈半圓形或弧形，拱石

間的所有縫隙都對準拱的中心（即圓弧的中心）。為了使拱的正中間排列的

不是縫隙而是一塊拱石，所以拱石總是罩數(shù)。中間這塊拱石叫龍門石，龍門石

比其他拱石厚。在拱石受壓時，必然會將力傳遞給相鄰的拱石，各部分拱石彼

34

此擠推，彼此支撐，全部的拱推力，最后都集中在了拱腳上。每一塊拱石受到

的只是壓力，而這正是石料最能勝任的，所以沒有斷裂之慮。

趙州橋，又名安濟橋，坐落在石家莊東南約40公里的趙縣城南皎河之上，當

地俗稱大石橋，建于隋代大業(yè)元年至十一年（605—616）,由匠師李春監(jiān)造。

它以高超的科學藝術價值馳名中外，是中國現(xiàn)存最著名的一座古代石拱橋。

趙州橋全長64.4米，拱頂寬9米，結構堅固，雄偉壯觀。它的設計完全合乎

科學原理，施工技術堪稱巧妙絕倫。古人說它“制造奇特，人不知其所為”。

從整體來看，是一座單拱橋，拱長達37.4米，在當時可算是世界上最長的石

拱。趙州橋橋洞不是普通半圓形，而采用了極其平緩的圓弧形式，橋面坡度約

為1:12，像一張弓，這種形式被稱為“坦拱”。橋面平坦寬闊，兼顧了水

陸交通，方便了車船運行，又和一馬平川的環(huán)境高度統(tǒng)一。宋代詩人杜德源在

“安濟橋詩”中寫道：“坦平簡直千人過，驛使馳驅(qū)萬國通。”是很有見地、

很恰當?shù)摹?/p>

石拱由28道拱圈并列砌成，每道拱圈可獨立站穩(wěn)，自成一體，既便于施工，

又便于單獨修補。這樣大跨度的坦拱，對橋臺水平推力很大，建造難度高。而

橋臺卻是既淺又小的普通矩形，厚度僅1.529米，由五層排石壘成。其地基是

承載力較小的亞黏土。在這樣的地基上，用這樣的小橋臺，建這樣大跨度的石

拱橋，在世界上是罕見的。

趙州橋最大的科學貢獻，則在于它的“敞肩拱”的創(chuàng)造。在大拱的兩肩，砌了

四個并列的小拱，既增大流水通道，節(jié)省石料，減輕橋身重量，又利于小拱對

大拱的被動壓力，增強了橋身的穩(wěn)定性。據(jù)測算，這四個小橋洞就可以減輕橋

重500噸，節(jié)省石料約180立方米。這就有力地保證了安濟橋在1400多年

的歷史中，經(jīng)受住無數(shù)次洪水沖擊，8次大地震搖撼，以及車輛重壓，至今仍

35

巍然挺立在皎河之上。

趙州橋又是一件建筑藝術的珍品。它橫跨皎河，宛如一道長虹，氣勢雄偉。弧

形平坦的主拱線上，對稱地輕伏著四個小拱，仿佛四個巨型玉環(huán)，裝飾在橋身

兩肩。巨身空靈，線條明快，在恢弘之中，透出矯健、輕盈的美感。大橋頂部，

塑造出想像中的吸水獸，寄托了人們祝福大橋不受水害、長存無疆的良好愿望；

欄板上和望柱上雕刻著各式蛟龍、獸面、花飾、竹節(jié)等，其中尤以蛟龍最為精

美。蛟龍或盤踞游戲，或登陸入水，變幻多端，神態(tài)極為動人。雕作刀法遒勁

有力，藝術風格新穎豪放。1991年，美國土木工程師學會選定中國趙州橋作

為第十二個國際歷史土木工程的里程碑，為中國石拱橋增添了新的光彩。

拱橋

主要受力構件是主拱圈，它主要承受壓力，同時在拱腳處存在巨大的水平推力，

這是拱橋的典型力學特點。橋墩除承受垂直于地面的壓力外，還需要承受拱傳

來的水平推力。所以，拱橋橋墩要建在堅固的巖石地基上。拱橋是外觀形式最

為多姿、活潑的橋型。橋面可在拱形以下、以上或穿過其中

2.4找拱形

【教學目標】

科學概念：圓頂形、球形等弧形結構與拱形有緊密聯(lián)系，生物體構造中存在著

拱形結構。

過程與方法：能識別生活中的拱形、圓頂形和球形等弧形結構的物體，并通過

聯(lián)想、推理與實驗對弧形結構的物體作合理的解釋。

情感態(tài)度與價值觀：關注生物體構造與其生活的聯(lián)系和科學技術在生產(chǎn)生活中

的應用；體驗科學與技術結合的樂趣。

36

【教學準備】

完整的和剖成對半的乒乓球若干個；完整的和剪開的塑料瓶若干個；安全帽、

貝殼、鍋蓋、燈泡等；課件、錄像。

【教學過程】

一、導入

上節(jié)課，我們在討論拱形建筑時，關于這一類物品(出示圓頂形物品、建筑)

是否屬于拱形有了爭議。接下來，我們就來研究一下這類物品。要想了解它們

與拱形是否有聯(lián)系，我們要從哪些方面去研究？(形狀、承受壓力的性能)課

件演示拱形的形狀與承受壓力的示意圖。

二、研究圓頂形、球形承受壓力的特點

1.觀察圓頂形物品(圖片。的形狀有什么特點。

2.提問：這些物體為什么做成圓頂形，它們承受壓力的能力如何？我們用什么

方法可以了解？

3.觀察實驗分析：

(1)觀察剖成兩半的乒乓球，看球殼的厚薄，捏一捏乒乓球的軟硬。

(2)估計一下，把半個乒乓球扣在桌上向下壓它，能承受多大的壓力？(實

驗)

(3)你們認為圓頂形承受壓力的能力如何？它與拱形有聯(lián)系嗎？試著解釋一

下圓頂形承受壓力的特點。學生各抒己見后演示課件說明圓頂形可以看成是若

干拱形的結合。

(4)提問：拱形的拱腳是要用力抵住的，圓頂形為什么不需要？

4.出示整個乒乓球：兩個半球形可以組合成一個球形，球形與拱形會有什么聯(lián)

系？

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(1)學生推理，演示課件。

(2)演示握雞蛋，說明：球形也可以看成是若干個拱形的組合，球形在各個

方向上都是拱形。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。

這就是我們平時捍不破雞蛋的道理。另外比如目燈泡，為了更透亮，玻璃殼很

薄，但做成球形，就比較堅固了。

5.我們還能列舉出哪些類似拱形受力特點的形狀？

(注：這個環(huán)節(jié)學生可能舉出身體結構中的例子，如頭、肩等。如果出現(xiàn)這種

情況，后面“塑料瓶形狀的分析”與“生物體中的拱形”的活動順序可以靈活

調(diào)動)

四、塑料瓶形狀的分析

1.談話。

看來我們周圍利用拱形增加材料強度的例子很多。(出示塑料瓶)這是生活中

非常常見的塑料瓶，它的形狀設計包含了哪些科學道理？

2.指導研究。

(1)觀察：塑料瓶上部、中部、底部是什么形狀，表面還有哪些形狀？

(2)推理：(以底部為例)塑料飲料瓶底部大多做成圓頂形，為什么？

(3)驗證：比較平底瓶與圓頂形底瓶的承受壓力能力。

(4)你從中發(fā)現(xiàn)了什么？

3.小組自主研究其他部位的形狀。

4.匯報交流。

五、生物體中的拱形

1.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？(板書：

找)

38

2.觀察烏龜、貝殼、蛋鼓，這些形狀對它們自身有什么意義？

3.還有哪些生物體中存在著拱形結構？

六、小結：研究了拱形之后，你有什么感想

2.5框架結構

【目標定位】理解作用在框架結構上的力所產(chǎn)生的效果。了解斜杠的“推”和

“拉”的作用。認識生活中的框架結構，了解框架結構的特點。掌握用三角

形加固框架的方法，設計、制作一個可以支撐重物的框架結構，發(fā)展動手動腦

能力。能對框架的系統(tǒng)設計情況進行評估，并找到為提高效率而采取的改進措

施。【教學準備】教師：教學課件，三角形、長方形、立方體的模型等。學

生：橡皮筋、筷子。

【教學過程設計與分析】教學過程預設（一）框架式結構的認識出示埃非爾

鐵塔的圖片01.介紹：巴黎鐵塔是法國最著名的建筑，該塔高320.75米，

是當時世界上最高的建筑，并且保持了世界記錄40多年。巴黎鐵塔鐵塔是誰

建造的呢？著名建筑大師埃非爾，所以這座塔又叫埃非爾鐵塔。據(jù)說鐵塔開始

動工時，曾遭到一些文化藝術界名流的反對。鐵塔工地附近的居民也被嚇壞了，

有人居然還跑到法院起訴埃非爾。原因何在？因為該塔全身都是一根根的鋼鐵

構成，用的是框架式結構。2.什么叫框架式結構？我們再來看幾組圖片。（出

示其他的框架式結構的圖片：塔吊、電塔、游樂場翻滾列車支架等）你能用自

己的語言來說說什么是框架式結構嗎？（學生無法理解時，用“骨架式”來幫

助理解）3.你對框架式結構有哪些認識？框架式結構好不好？它有哪些作用？

（學生無法理解時可以讓他們比較框架式與實體建筑的區(qū)

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別）學生并不是空著腦袋走進科學學習殿堂的，科學教學

必須了解學生的學習基礎和知識儲備，調(diào)動學生的初始想法和已有經(jīng)驗，讓每

個學生在“原有基礎”上有所提高，有所收獲。

（框架式結構不僅節(jié)省材料，在很高的建筑物中還可以減少風對它的影響。）

4.讓我們再回到100多年前，當時的文化藝術界名流以及鐵塔工地附近的居

民為什么反對埃非爾的設計？最主要的原因是因為他們認為這種框架式結構不

牢固。框架式結構牢固嗎？怎么向世人解釋框架式結構的牢固性？（二）做

一個穩(wěn)固的正方體框架明確任務：用最少的筷子搭一個牢固的正方體框架，比

一比哪組的作品承重能力最弓國。學生制作，教師巡視指導。以一根斜桿為例，

說說它是防止正方體框架往哪邊垮塌？比一比哪組的框架承重最多，用的材料

最少。

（二）三角形穩(wěn)定性的研究觀察思考，我們是怎樣把框架夔穩(wěn)固的，穩(wěn)固的框

架式結構中最小的格子大都是什么形狀的？為什么大都做成三角形呢？出示

三角形和長方形的模型，學生個別上臺體驗三角形的穩(wěn)定性.思考三角形和長

方形再受到力的作用時有什么不同？小組討論，解釋三角形的穩(wěn)定性。結合

課件演示，分析三角形穩(wěn)定性的力學原理：當三角架頂端受重力作用時，兩邊

斜桿受壓力，下面的水平桿受拉力。由于三角形邊長不變，角度也不變，是唯

一不會變化的形狀，所以框架結構以三角架為基本構造。想辦法加固長方形框

架。增加的斜桿起了什么作用？（“推”“拉”的對初始想

法的反思，改燮有些根深蒂固的“成見”，實實在在落實學生科學概念的發(fā)展。

解釋的目的是為了促進理解，靠死記硬背得來的知識很少能被遷移，學習者只

有在知道并理解知識背后隱含的原理時遷移才能發(fā)生。

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2.6塔的研究

【教學目標】

科學探究：引導學生經(jīng)歷一個“推測一一實驗、制作和探索一一將探索結果與

假設相比較”的科學探究過程。

科學知識：通過經(jīng)歷塔的穩(wěn)定性的探究過程，認識框架鐵塔和其他物體穩(wěn)固不

倒的前提因素是上小下大、上輕下重。

情感態(tài)度與價值觀：在探究活動中培養(yǎng)合作意識，體驗把探究結果與猜測相比

較的重要性。

【教學準備】

相關圖片、每組若干大小相同和不同的塑料瓶、砂子、杯子和水、吸管、鐵墊

圈、線、膠帶等。

【教學過程】

（一）引入課題

1.課件出示數(shù)張鐵塔圖片，觀察這些圖片，它們形狀與結構上有什么相同的地

方?

2.生觀察，匯報交流。

3.根據(jù)學生的匯報，板書要點：塔、高、穩(wěn)固不倒……

4.揭題：這節(jié)課我們就對這些高聳入云且穩(wěn)固不倒的塔進行研究。（板書課題:

塔的研究）

（二）猜測高塔不倒的原因

1.你們認為是什么原因才得以讓這些高塔穩(wěn)固不倒？

2.小組討論，作出猜想，并在自己的科學記錄本上及時記錄自己的猜測。

3.讓學生討論交流，匯報時要求說說為什么這樣想的。

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（三）研究物體不容易傾倒的秘密

1.要知道自己的想法是否正確，該怎么辦？

2.提供材料：兩個相同的塑料瓶