拱形的力量教学反思

本次教学大赛中，我执教的是《拱形的力量》一课。对于拱形这一形状学生还是认识和熟悉的，但拱形有多大的力量，学生却没有太多太深入的了解。通过本课的学习，学生不但要认识到拱形承重的力量，还需要知道拱形为何能承受较大压力的原因，这也是本课教学的难点，这个难点的突破，必须借助于实验，通过实验现象，通过实验数据，使学生有一个清楚的认识和了解。于是，教学中我采用了使学生通过观察—探索—总结---再观察---再探索——再总结……的科学学习方法，解决了重点，突破了难点。从而，与学生共同在兴趣的指引下完成了本节教学。

解决重点

本课的教学重点是，使学生知道拱形可以向下和向外传递承受的压力，设法保持拱形的形状，使它承受更大的压力。首先，通过观察教师的纸拱可以承载多少个垫圈的演示实验，学生明确了什么是“拱顶”、什么是“拱足”，师生共同确定了纸拱“塌”了的标准和纸拱承载垫圈数的计算方法，为下面的教学奠定了基础，同时也使后面的教学降低了难度。此时，如何保持拱形这一形状，成为学生关注的关键。学生回顾纸拱垮塌时拱顶是向下的、拱足是向外推的，发现拱形是将压力向下和向外传递的。这时，我很自然的追问：怎样保持形状尽量不变呢？从拱下和拱足的外侧抵住这个力就被全班同学所猜到。但从拱下抵住又不是原来的拱形了，所以需要验证——抵住拱足，纸拱的承载能力会增加的猜测。本环节采用开放式教学，学生用自己想到的抵住拱足的方法验证。有的用手，有的用书，有的用笔袋，结果发现不管用什么方法抵住拱足，纸拱承载的垫圈数都增加了，猜测得到了肯定。

突破难点

利用材料设计合理的实验，亲历科学探究，推想拱形能提高承重能力的原因是本节的难点。抵住拱足，纸拱的承载能力会增加的试验过程中，同样需要学生关注纸拱的形状变化过程，从而发现仅仅是抵住拱足还不行，还要加高拱足两侧物体的高度。因此，经历再次的探究过程——拱足两侧的物体高度增加，纸拱的承载能力会更强。这是一个典型的对比实验。考虑到学生的掌握情况不好确定，因此安排了一个讨论实验方案的环节，学生汇报说不出的，我做了补充。这样学生即得到了锻炼，也完善了实验计划。同学们的有根据的猜测，再一次得到了肯定。到此并没有结束。为什么“拱足两侧的物体高度增加，纸拱的承载能力会更强？”问题的抛出，才是关键。学生尝试解释：由于我们抵住它了变形，抵住它向外的力。我再将拱形承重的秘密作以完整的诠释，加深理解。

不足之处：

1、加高拱足两侧物体的高度，纸拱的承载能力更强的实验汇报不够充分。以为时间不够了就有些着急。但交流汇报是科学课中比较重要的环节，不该以“你们也有这样的发现吗”匆匆带过。

2、缺乏科学课教学的经验，需加强积累和总结。

科学课堂必须是充满情趣和智慧的课堂，它着力于激发学生科学探究的兴趣，点燃学生智慧的火花，让学生的兴趣更浓厚，让学生的智慧更灵动。“拱形的力量”一课就是以此为基点设计的。

一、材料蕴含丰富的探究内容。

材料是科学探究的物质载体，它的合理选用直接影响着科学探究的有效性。在“拱形的力量”一课中，我们希望学生能根据实验观察发现拱形受力后形状的变化，从而分析出拱形受力的状况，再根据拱形的受力状况，提出增强拱形承重能力的方法。要达到这个目标，首先要制作一个拱，然后要寻找合适的抵住拱足的物体，两者组合在一起实验时，要能清晰显示拱形受力后形状的变化。

最初打算让学生随意造一张拱纸来研究，结果连一般的孩子都能在瞬间完成，过于简单的操作难以调动学生的兴趣，而且五花八门的拱纸在课堂上使用，随意性太强，信服力不够。最后决定由教师制作拱纸提供给学生。拱纸要能吸引学生眼球，引发学生思维，又要能显示受力后典型的形变，即抵住拱足后拱纸中间受力部分会向下凹，拱足两侧会向外伸展，直至承受不了重量拱足往两边伸展，造成拱纸倒塌的变化过程。几张拱纸、几颗螺帽、几个垫片，看似几样小小的事物，组合在一起却蕴含着丰富的探究内容。

二、概念引领有效的教学互动。

对科学概念的关注和研究是当代科学教育的一个特点。“科学概念”不仅仅是我们原先认识中的“知识性概念”，它的内涵也远比“知识性概念”要丰富、深刻。科学概念包括一般的科学事实和概念，还包括科学的观念和对科学的看法。科学概念和科学探究的双螺旋结构协调发展是我们追求的目标。

本课的核心概念是：拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，产生外推力。如果抵住这个力，拱形就能承载很大的重量。学生的探究活动就围绕这个核心概念展开，通过教师演示平纸和拱纸的承重能力，使学生明白同样大小和材料的拱纸比平纸承重能力强，同时亲眼目睹了拱纸承重过程中的形变，初步感知拱形受力的特点，学生又通过用螺帽抵住拱足来增强拱纸承重能力的实验，再一次观察到拱纸受力的特点，最终明白拱形承重的秘密，齐心协力造一座拱桥。学生概念的发展引领着我们有效的教学互动，正是由于核心概念贯穿教学的始终，使得我们的课堂教学主线清晰，学生探究情趣盎然，深入有效。

三、数据激活深刻的理性思维。

科学必须用事实讲话。科学数据就是探究活动中获得的事实性资料，对科学数据的分析是激活学生理性思维的重要途径。在本课中把学生的原始实验单张贴于黑板，用意有三：第一是为了展示学生原生态的研究成果，充分暴露学生的思维状况，这是学生进行下一步数据整理、分析的基础。第二改变学生“以自我为中心”的学习习惯，教会学生关注其他同学的研究成果，知道集思广益能使我们的探究更具科学性。第三汇集小组数据，聚焦学生注意力，便于分析交流。

课堂中学生选用抵住拱足的螺帽数不同，造成承受的垫片数也不同，当一个个不同的数据呈现在眼前时，学生的思维开始跳跃，一串串问题在脑海中涌现。抓住这个时机，引导学生从数据入手，展开分析，这是培养科学理性思维的绝妙契机。在教学实践中，我发现学生对数据分析感觉无从入手，因此交给学生一些分析数据的方法也是非常必要的，如排列、分类、统计等方法，在掌握一定分析技巧的基础上，学生就能通过数据找规律，透过数据看本质。长此以往，学生就会充满热忱地自主思考，思维越来越缜密，智力潜能得到充分的发挥。

磨课过程体现着自己的成长轨迹和生命节律，虽然竭力想构建充满情智的科学课堂，但还有许多不能兼顾的因素，譬如每个学生探究时效性的监控；学生在课堂上即兴提出的问题没有时间研究，如承受的垫片重量和抵住拱足的螺帽重量之间是否有关？螺帽的摆放与承重能力是否有关？……这些问题是学生感兴趣的，是非常有价值的，都可以作为师生今后研究的新课题。

俗话说：“科学探究无止境。”我更觉得：“科学教学艺术的探究更无止境。”

拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力，是所有结构中唯一产生外推力的结构。本课精心设计了几个体验和实验活动，让学生了解到拱形的结构特点是把受到的压力分解成向下和向外的推力，通过提出问题——尝试——总结经验——改进实验，再尝试——在获得成功的探究过程中找到拱形承受巨大压力的原因，认识拱形受力的特点。

对于拱形，学生并不陌生，在四年级语文课堂上学过“赵州桥”这一课，有关赵州桥的知识多少还能够回忆一些。于是，我利用多媒体播放一段赵州桥的视频，勾起学生的记忆。接下来，顺势提问：赵州桥之所以能够如此长寿，是不是有什么秘密呢？学生们七嘴八舌，各种猜测纷纷诞生。石料的原因、工匠的手艺、拱形的结构……在教师的引导下，本节课的课题也就呼之欲出——拱形的力量。可以说，课题的引入还是比较成功的。

但接下来的教学环节，还是出现了不少的问题。顺着前面两节课的教学，我采用对比实验的方法，搭建一座平桥和一座拱桥，来测试拱桥的抗弯曲能力。还是以放垫圈的方法，强调观察他们受力情况与形状，看看会有什么发现由于本次实验难度不高，各个小组成员都积极实验，观察现象。但是，发现有个别小组并没有养成边实验边观察记录的习惯，只是一组人围在一起拼命在拱桥上加垫圈。实验结束汇报交流时，拱桥向下凹的结论很容易得出，但是拱足向两边扩张的现象只有部分同学发现。这说明，学生在实验时观察还是过于片面，不够仔细深入。了解了拱形结构的抗弯曲能力时，那么如何来进一步增强使之承受更大的力呢。可以采用，小组竞赛的方法，增强他们的积极性。本活动除了承载“抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力”概念外，还蕴涵着技术与极限的内容。在汇报交流时，教师首先呼应“挑战任务”，肯定学生探究成果，激发兴趣。采用先总后分策略保障在交流研讨时，学生思维在围绕科学概念的基础上有所拓展。基本上，每个小组都想到了抵住拱足这一方法。虽然，我让各个小组统一准备的是卡纸。但还是无法保证纸质的相同和剪裁大小的统一。因此，个别小组对于这次比赛，提出了“不公平”的抗议。因此，在以后的教学中对于实验素材的选择及准备教师更要处处留心，使得探究过程更公平，更具科学性。

俗话说：“科学探究无止境。”我更觉得：“科学教学艺术的探究更无止境。”

拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。它的特点是把受到的压力分解成向下的压力和向外的推力。本课我设计了三个活动。

第一，纸拱和横梁的对比实验。让学生体会到没有抵住拱足纸拱和横梁承载受压能力差不多。再进一步进行纸拱的受力分析，纸拱受到的压力可以分解成两部分向下的压力和向两边的推力，只要抵住两边的推力就能增强纸拱的受压能力。

第二，用不同力抵住拱足的实验，使纸拱不断承载更大的重压，通过实验引导学生认识拱形承重的特点。怎么使纸拱的形状保持不变呢？用书抵住拱足，学生继续测试研究，会知道这样的拱能承受比较大的压力，而且把两边的书摞的越高，更好抵住拱的外推力，承受的压力也越大。

第三，搭一个瓜皮拱。纸拱毕竟是一个不会轰然垮掉的拱，做一个瓜皮拱不但饶有趣味，而且更能感受到拱形的承重特点，看到拱并未垮掉甚至还能承重时，更能加深对拱形承重的特点。

本堂课也有许多遗憾的地方：第一，第一个实验比较简单教师可以示范作，让学生进行观察，思考比较受压能力，放更多的时间给后面的实验。第二，在实验中缺少规范化的操作，如应规定每次实验纸拱之间的跨度应是多少。第三，在教学中应使用科学术语，如超过了纸拱的受弯曲能力，而不能说纸拱垮了，等等。我相信在不断的课堂教学实践中，自己会不断完善自己的课堂教学艺术。

本课实验在操作上并没有什么难度，重在引导学生观察实验现象，进行思考分析，从而推理得出结论，解决问题。测试纸拱的承重能力，通过在“没有抵住拱足的纸拱”上放重物观察，学生非常清楚的认识到拱受压后，拱脚会向两边推，这也为后续教学作下铺垫，而要使纸拱不垮，就得抵住拱足，这是学生都能想到的。在解决这个问题的基础上，就要测试纸拱到底能承受多大的压力。这个实验中，纸拱承重能力的界定，以抵住拱脚的物体移动或纸拱塌掉为准，因此，需要选择合适的纸，合适的垫圈，合适的抵住拱脚的物体，材料选择不当，就会影响实验的顺利开展，影响结论的得出。经课前尝试，我选择了书本作为抵住拱脚的物体，两边各一个；选择了挂历做纸拱，宽6CM。明确实验要求后，要求学生观察纸拱的形状有何变化？

这是需要强调的，因为这个形状的变化，也就是拱形受到压力时，将压力转移的特征。通过实验和观察，学生能够掌握拱形承受压力时的特点：会将压力向下和向外传递。在此基础上，很自然地提出：如何增强这座纸拱承受压力的能力？学生结合实验现象，自然会想到增加抵住纸拱的物体的重量或高度，就能抵消拱脚的外推力，从而使纸拱承受更大的压力。通过实验，一目了然，效果明显。这两个实验后，应再次强调一下拱形承重的特点，也就是加强科学概念的渗透，本课最重要的还是要让学生掌握“拱形为何能承受较大的压力”这个问题。可以阅读书本P32“拱形承重的秘密”这段文字加深了解。

10月28日，根据教研大组安排，我也参加了学校举行的第二次“真美课堂”展示活动，这次参加活动的教师中，年龄数我最大。这么大年龄肯定不能美了，所以，只能真实一点倒是真的。这次能参加开课，这还得感谢原来在我校任教的我市小学科学界很有名望的李卫老师，他给我提供教案、课件，远程指导；感谢我们科学组今年新分配的宋颖婷老师媒体使用的具体指导；感谢我们科学组的全体老师在试教过程中的教学方法指导。由领导、同事的帮助指导，让我也学到了不少。纵观这堂课有喜有忧，有成功有失败。

成功的地方：

1、注重面向全体理念。教学中通过采用2人小组，6人小组的不同方式，合理安排实验，让尽可能多的学生参与到实验中来，体现了面向全体学生的科学教学理念，在课堂发言方面，教师也非常注重培养学生积极主动的态度，鼓励各层次学生发言。

2、注重生活教育理念。课的开始从生活入手，通过呈现几个拱形建筑图片导出课题，自然且吸引学生。课的结束部分又出示生活的有拱形结构的房间、当湖公园的石拱桥等总体上这堂课的教学环节设计合理，有拱形图片导入，到拱形图片结束，最后，让学生课外搭西瓜拱，进一步培养学生的科学探究能力，体现了从生活中来到生活中去的教学理念。

3、利用媒体有序教学。可以说我任教科学以来还是第一次用电脑上课，以前只是使用实物展示台。通过拱形建筑图片出示，更贴近学生生活，易于学生接受；通过拱形受力分解图的课件演示，形象直观，化抽象为形象，更能清楚地帮助学生理解拱形受力情况，更加激发学生学习科学的兴趣。

4、合作探究理念浓厚。教学中充分发挥学生的主体作用，以学生为主体，注重小组合作，生生互动，师生互动，结论由学生实验而得，课堂合作探究的氛围浓厚，让学生在亲身经历实验探究的过程纸拱，知道感谢受到压力会产生向下和向外的推力，抵住这个力，拱就能承受更大的压力。

5、教学过程巧破难点。对拱形受到压力会产生一个向下和向外的力，这个难点，能通过同学两两合作和教师用沙子演示，来突破拱形受力的难点，真正让学生感悟感知。

不足之处：

1、实验要求不够明确。第一个实验拱形能承受多大的压力，因为忘了说明实验要求，对如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，学生实验有点儿盲从，不知所措。

2、教学环节不够顺畅。可能年龄大的缘故，忘记性有点儿大，有些环节显得杂乱。

3、媒体使用不够熟练。从电脑切换到展示台，在这个过程中停留时间稍长，使学生思维突然得到终止。实验表没有用好，只能在黑板上写了。

教学中肯定存在很多瑕疵，很多纰漏，希望大家多提意见建议。