【文章內(nèi)容簡介】 過程與方法：發(fā)現(xiàn)并分析自行車上更多的機械種類和作用 情感態(tài)度價值觀：通過整理已認(rèn)識的各類機械和機械的作用，一時倒機械與我們的生活密切 相關(guān)。 【教學(xué)重點】對鏈條和齒輪的研究 【教學(xué)難點】對其他簡單機械的原理解釋 【教學(xué)準(zhǔn)備】每個小組自帶一輛自行車（最好能變速） 【教學(xué)過程】 一、引入 我國是一個自行車大國，自行車是重要的交通工具，那么自行車是利用一個怎樣的工作原理前進的呢？以前同學(xué)們可能覺得很神奇，但在你們學(xué)習(xí)完這章后再回頭來思考這個問題，那很多問題就迎刃而解了。 二、對鏈條和齒輪的研究 在自行車上的各個部分中，你最好奇的是哪個部分？（一般學(xué)生會指向鏈條和齒輪） 思考：鏈條與兩個齒輪嚙合，能起到什么作用？ 觀察前后 2 個齒輪，你發(fā)現(xiàn) 了什么？齒輪的大小對自行車速度有什么影響？ 對自行車的前后 2 個齒輪進行觀察研究，并做好記錄工作。 觀察內(nèi)容 記錄數(shù)據(jù) 大齒輪齒數(shù) 小齒輪齒數(shù) 大齒輪轉(zhuǎn)一圈，小齒輪轉(zhuǎn)幾圈？ 小齒輪轉(zhuǎn)一圈，大齒輪轉(zhuǎn)幾圈？ 小組內(nèi)進行探究討論，發(fā)現(xiàn) 2 者之間的關(guān)系，并進行總結(jié)（大齒輪帶動小齒輪，轉(zhuǎn)動速度變（ ） ，小齒輪帶動大齒輪，轉(zhuǎn)動速度變（ ）。 三、尋找自行車上的簡單機械 自行車上應(yīng)用了許許多多的機械原理，找找看，我們能在自行車上發(fā)現(xiàn)哪些簡單的機械的應(yīng)用。 和 小組的同學(xué)交流，把大家的發(fā)出記錄下來。 自行車部件 簡單機械類型 所起到的作用 選擇一個自己感興趣的關(guān)于自行車的機械問題，和小組同學(xué)一起制定一個研究計劃，然后開展研究。 四、本單元小結(jié) 通過本單元的學(xué)習(xí)，同學(xué)們學(xué)到了哪些知識，現(xiàn)在我們就一起來回憶一下。 指名學(xué)生發(fā)言，對學(xué)生沒回答完整的請學(xué)生補充，實在沒說清的由教師給出正確定義。并組合生活中的問題進行理解鞏固 .。 第二單元《形狀與結(jié)構(gòu)》 第一課 抵抗彎 曲 【教學(xué)目標(biāo)】 1．通過親歷“紙的厚度與抗彎曲能力大小”的探究活動，認(rèn)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(rèn)識橫梁立著安放的道理。 2．鞏固并學(xué)會相關(guān)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(jié)論，對現(xiàn)象做出合理解釋。 3．能根據(jù)已獲得的信息對所觀察的現(xiàn)象做出大膽而合理的預(yù)測。意識到科學(xué)探究要實事求是，重視科學(xué)證據(jù)。 【教學(xué)準(zhǔn)備】 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(biāo) 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(xué)過程】 一、談話導(dǎo)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(xué)生說抵抗彎曲的方法：拉近盒子的距離、加支撐物等。） 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(yīng)控制哪些條件不變？ 3．學(xué)生分組實驗。 4．匯報交流，并談?wù)勛隽诉@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(guān)系。 1．引導(dǎo)預(yù)測 3 號紙可以放幾個墊圈。交流如何預(yù)測。 2．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(xué)們把紙的厚度與抗彎曲能力的關(guān)系用折線的 形式畫下來 2. 學(xué)生繪圖。 3. 展示，交流。（學(xué)生介紹折線圖，有什么發(fā)現(xiàn)。） 4. 小結(jié)：紙的厚度與抗彎曲能力的大小有什么關(guān)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(xué)的知識來解釋一下這又是為什么呢？ 五、小結(jié)、延伸 1．通過今天的學(xué)習(xí)，你們有什么收獲？ 2．通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)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(xué)們課后繼續(xù)研究。 第二課 形狀與 抗彎曲能力 【教學(xué)目標(biāo)】 1 科學(xué)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(jié)構(gòu)可以改變物體抗彎曲能力的大小。 2 通過關(guān)注實驗過程的公平性，培養(yǎng)學(xué)生 養(yǎng)成一絲不茍、尊重事實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 【教學(xué)重點】知道通過改變物體的形狀結(jié)構(gòu)能改變物體抗彎曲能力的大小。 【教學(xué)難點】控制不變的量的確定。 【教學(xué)用具】 瓦楞紙、 A4 紙、雙面膠、鉛筆、橡皮、尺子、墊圈 【教學(xué)過程】 一、課前交流 1．“超級女生”比賽吸引了眾多人的眼球，今天，我們科學(xué)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(yīng)該控制哪些量不變？ 預(yù)設(shè) ：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、紙的長度不變。 二、提出問題 如果只給你一張紙，同時控制了這些量不變，想要增加這張紙的抗彎曲能力，有什么辦法？ 預(yù)設(shè)： 1．改變紙的形狀就可以改變紙的抗彎曲能力嗎？（指導(dǎo)小組開展實驗） 2．我們來看一些鋼鐵構(gòu)造圖片，看看是否能對我們的學(xué)習(xí)有所幫助。 3．研究瓦楞紙的構(gòu)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(xué)們知道制造這種包裝箱的紙叫什么名字嗎？ 楞紙的特性同學(xué)們平時應(yīng)該接觸過這種紙，現(xiàn)在老師也為大家準(zhǔn)備了這種紙。每個小組一張，請同學(xué)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？ (分組感知紙的特性 ) 、觀察瓦楞紙結(jié)構(gòu)（ 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(jié)構(gòu)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(zhǔn)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(guān)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(shè)計可以增強物體的抗彎曲能力？老師給每個同學(xué)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(shè)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(shè)計方案最好？能分析原因嗎？ 六、課后延伸 通過本堂課的學(xué)習(xí)，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(xué)們繼續(xù)關(guān)注一些改變物體形狀的結(jié)構(gòu)并分析其抗彎曲能力增加的原因的力量。認(rèn)識拱形結(jié)構(gòu)和拱形受力的特點，了解拱形結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用，逐步深入地研究一個問題。能根據(jù)拱形結(jié)構(gòu)的形變，分析受力的狀況；工程技術(shù)的成就，增強自豪感。 第四課 找拱形 【教學(xué)目標(biāo)】 科學(xué)概 念：圓頂形、球形等弧形結(jié)構(gòu)與拱形有緊密聯(lián)系，生物體構(gòu)造中存在著拱形結(jié)構(gòu)。 過程與方法：能識別生活中的拱形、圓頂形和球形等弧形結(jié)構(gòu)的物體，并通過聯(lián)想、推理與實驗對弧形結(jié)構(gòu)的物體作合理的解釋。 情感態(tài)度與價值觀：關(guān)注生物體構(gòu)造與其生活的聯(lián)系和科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；體驗科學(xué)與技術(shù)結(jié)合的樂趣。 【教學(xué)準(zhǔn)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(xué)過程】 一、導(dǎo)入 上節(jié)課，我們在討論拱形建筑時，關(guān)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(rèn)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(xué)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(jié)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？ （ 1 ）學(xué)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。這就是我們平時捏不破雞蛋的道理。另外比如電燈泡， 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(xué)生可能舉出身體結(jié)構(gòu)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(shè)計包含了哪些科學(xué)道理？ 2. 指導(dǎo)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？ 。 五、生物體中的拱形 。我們自己身體中存在著拱形結(jié)構(gòu)嗎？（板書：找） 、貝殼、蛋殼，這些形狀對它們自身有什么意義？ ？ 六、小結(jié)：研究了拱形之后，你有什么感想 第五課 做框架 【教學(xué)目標(biāo)】 。了解斜杠的“推”和“拉”的作用。 “推”和“拉”的作用。認(rèn)識生活中的框架結(jié)構(gòu)，了解框架結(jié)構(gòu)的特點。 ，設(shè)計、制作一個可以支撐重物的框架結(jié)構(gòu)，發(fā)展動手動腦能力。 ，并找到為提高效率而采取的改進措施。 \ 【教學(xué)準(zhǔn)備】 教師：教學(xué)課件，三角形、長方形、立方體的模型等。 學(xué)生：橡皮筋、筷子。 【教學(xué)過程】 教學(xué)過程 （一） 框架式結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 出示埃非爾鐵塔的圖片。 1. 介紹：巴黎 鐵塔是法國最著名的建筑，該塔高 米，是當(dāng)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(shù)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(gòu)成，用的是框架式結(jié)構(gòu)。 2. 什么叫框架式結(jié)構(gòu)？我們再來看幾組圖片。（出示其他的框架式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)嗎？（學(xué)生無法理解時，用“骨架式”來幫助理解） ？框架式結(jié)構(gòu)好不好？它有哪些作用？（學(xué)生無法理解時可以讓他們比較框架式與實體建筑的區(qū)別） 學(xué)生并不是空著腦袋走進科學(xué)學(xué)習(xí)殿堂的，科學(xué)教學(xué)必須了解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和知識儲備，調(diào)動學(xué)生的初始想法和已有經(jīng)驗，讓每個學(xué)生在“原有基礎(chǔ)”上有所提高，有所收獲。 （框架式結(jié)構(gòu)不僅節(jié)省材料，在很高的建筑物中還可以減少風(fēng)對它的影響。） 100 多年前，當(dāng)時的文化藝