2023-2024学年五年级科学下册（粤教粤科版）第4课 巧用悬索（教学设计）

2023-2024学年五年级科学下册（粤教粤科版）第4课巧用悬索（教学设计）主备人备课成员教学内容2023-2024学年五年级科学下册（粤教粤科版）第4课巧用悬索

1.了解悬索的结构特点及其在生活中的应用；

2.掌握悬索的力矩平衡原理；

3.学习制作简易悬索模型，并探究悬索承重的影响因素；

4.结合实际案例，探讨悬索在桥梁、电缆等领域的作用。核心素养目标1.科学探究：培养学生观察、提问、假设、实验、分析等科学探究能力，通过探究悬索的力矩平衡原理，提高解决问题的实践能力；

2.科学思维：激发学生运用科学思维方法，分析悬索结构及其在生活中的应用，发展逻辑思维和批判性思维；

3.工程技术：学会制作简易悬索模型，掌握基本工程技术，培养动手操作和创新能力；

4.环境意识：结合实际案例，了解悬索在桥梁、电缆等领域的作用，增强学生对工程技术与环境保护的认识，提高社会责任感。学情分析本节课的教学对象为五年级学生，经过前期科学课程的学习，他们已经具备了一定的科学知识基础和科学探究能力。以下从学生层次、知识、能力、素质及行为习惯等方面进行分析：

1.学生层次：

（1）知识层次：学生对简单物理现象有一定的了解，如重力、摩擦力等，但对于复杂的力学原理，如力矩平衡，理解尚浅。

（2）能力层次：学生的观察能力、提问能力较强，但在假设、实验、分析等方面能力参差不齐。

（3）素质层次：学生在合作学习、探究学习方面表现出良好的团队精神和沟通能力，但在自主学习和创新能力方面有待提高。

2.知识方面：

（1）学生对悬索的结构特点及其应用有一定的了解，但对其力矩平衡原理认识不足。

（2）学生对影响悬索承重的因素了解较少，需要通过本节课的学习来加深认识。

3.能力方面：

（1）学生在科学探究过程中，能提出问题、观察现象，但在假设、实验、分析等环节存在一定难度。

（2）学生在制作简易悬索模型时，动手操作能力较强，但在创新设计方面有一定局限性。

4.素质方面：

（1）学生在团队合作中表现出良好的沟通能力，有利于课堂讨论和分享。

（2）学生对工程技术与环境保护有一定的认识，有利于提高社会责任感。

5.行为习惯：

（1）学生在课堂中表现出积极的学习态度，有利于课程教学的开展。

（2）部分学生存在注意力不集中、课堂纪律松散等问题，对课程学习产生一定影响。

1.注重对学生基础知识的巩固，引导学生运用所学知识探究悬索的力矩平衡原理。

2.针对学生能力层次差异，采取差异化教学策略，提高学生的科学探究能力。

3.激发学生创新思维，培养动手操作和创新能力。

4.强化团队合作，提高学生的沟通能力和环境意识。

5.关注学生行为习惯，营造良好的课堂氛围，提高教学效果。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

（1）讲授法：教师通过讲解，引导学生了解悬索的结构特点、力矩平衡原理以及其在生活中的应用。

（2）讨论法：组织学生进行小组讨论，分析悬索承重的影响因素，培养学生逻辑思维和批判性思维。

（3）案例研究：通过分析实际案例，如悬索桥、电缆等，使学生了解悬索在工程领域的应用。

（4）项目导向学习：设置制作简易悬索模型的项目，让学生在实践中掌握科学知识和工程技术。

2.设计具体的教学活动：

（1）导入：通过展示生活中悬索的图片，引发学生对悬索的兴趣，为新课的学习做好铺垫。

（2）实验：组织学生进行悬索实验，观察悬索在不同条件下的承重情况，引导学生探究悬索承重的影响因素。

（3）游戏：设计悬索承重竞赛游戏，激发学生学习兴趣，巩固所学知识。

（4）角色扮演：让学生扮演工程师、设计师等角色，设计并展示自己的悬索模型，培养创新能力和团队协作精神。

（5）总结与反思：在课程结束前，组织学生进行总结，分享学习收获，提高学生对悬索知识的认识。

3.确定教学媒体和资源的使用：

（1）PPT：制作精美的PPT课件，展示悬索的结构、原理和应用，帮助学生直观地理解悬索知识。

（2）视频：播放悬索桥建设、悬索电缆安装等视频，让学生了解悬索在实际工程中的应用。

（3）在线工具：利用互联网资源，如科普文章、互动游戏等，丰富学生的学习内容，提高学习效果。

（4）实物模型：准备悬索模型和实验器材，让学生动手操作，加深对悬索知识的理解。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《巧用悬索》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否见过悬索结构，比如悬索桥或者电缆？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索悬索的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解悬索的基本概念。悬索是一种利用张力承重的结构，它在桥梁、电缆等领域有广泛的应用。悬索的力矩平衡原理是它能够承重的基础。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了悬索桥在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决跨越大跨度河流的问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调悬索的结构特点和力矩平衡这两个重点。对于难点部分，我会通过图示和生活中的实例来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与悬索相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的悬索模型制作实验。这个操作将演示悬索承重的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和悬索模型的制作结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“悬索在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了悬索的基本概念、力矩平衡原理以及在实际中的应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对悬索的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中能够识别和欣赏悬索结构的美。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。学生学习效果1.知识与技能：

（1）学生掌握了悬索的基本概念、结构特点和力矩平衡原理，能够运用所学知识解释生活中的悬索现象。

（2）学生学会了制作简易悬索模型，提高了动手操作能力和实践技能。

（3）学生了解了影响悬索承重的因素，能够分析实际悬索工程中的问题。

2.过程与方法：

（1）学生在分组讨论、实验操作等活动中，提高了合作能力、沟通能力和解决问题的能力。

（2）学生在案例分析、小组讨论等环节，学会了运用科学思维方法，发展了逻辑思维和批判性思维。

（3）学生在总结回顾环节，能够自主梳理所学知识，形成系统的知识结构。

3.情感态度与价值观：

（1）学生对悬索工程产生了浓厚的兴趣，激发了探索科学奥秘的热情。

（2）学生在了解悬索在桥梁、电缆等领域的作用后，认识到科学技术对人类社会发展的贡献，增强了科技创新意识。

（3）学生在学习过程中，体会到团队合作的重要性，培养了团结协作、共同进步的精神。

4.创新与实践：

（1）学生在制作悬索模型过程中，发挥了自己的想象力和创新能力，设计出具有独特特点的悬索结构。

（2）学生在解决实际问题时，能够运用所学知识进行创新思考，提出新颖的观点和解决方案。

5.环境意识与责任感：

（1）学生通过学习悬索在工程领域的应用，认识到工程技术与环境保护的关系，增强了环保意识。

（2）学生在了解悬索工程的社会意义后，意识到自己作为一名公民应承担的责任，培养了社会责任感。重点题型整理1.解释悬索的基本概念及其结构特点。

答案：悬索是一种利用张力承重的结构，主要由缆索、塔架和锚固装置组成。悬索的结构特点是：缆索是主要的承重构件，呈悬链线形；塔架用于支撑缆索，承受缆索的水平拉力；锚固装置用于固定缆索，保证其稳定性。

举例说明：

（1）悬索桥：悬索桥的主要承重结构是悬索，它将桥面与塔架连接起来，使桥面悬吊在空中。

（2）电缆：高压输电线路中的电缆，利用悬索结构将电线悬挂在电线杆之间，降低电线对地面和建筑物的距离。

2.说明悬索的力矩平衡原理。

答案：悬索的力矩平衡原理是指，在悬索结构中，缆索的张力与重力之间的力矩平衡。具体来说，缆索的张力产生的顺时针力矩与重力产生的逆时针力矩相等，使得悬索保持平衡。

举例说明：

（1）在悬索桥中，桥面的重力作用在缆索上，产生逆时针力矩；缆索的张力作用在塔架上，产生顺时针力矩。当两者相等时，悬索桥保持平衡。

（2）在电缆中，电线的重力作用在缆索上，产生逆时针力矩；缆索的张力作用在电线杆上，产生顺时针力矩。当两者相等时，电缆保持平衡。

3.分析影响悬索承重的因素。

答案：影响悬索承重的因素主要有以下几方面：

（1）缆索的直径：缆索直径越大，其承重能力越强。

（2）缆索的材料：材料的强度越高，缆索的承重能力越强。

（3）悬索的跨距：悬索的跨距越小，承重能力越强。

（4）塔架的高度：塔架高度越高，悬索的承重能力越强。

举例说明：

（1）在悬索桥设计中，根据跨度和预期承重，选择合适的缆索直径和材料，以确保桥梁的安全稳定。

（2）在高压输电线路中，根据输电距离和电压等级，选择合适的悬索跨距和塔架高度，以保证电线的安全运行。

4.制作简易悬索模型，并解释其工作原理。

答案：简易悬索模型主要由以下几部分组成：

（1）缆索：用弹性较好的绳子或线代替，作为主要的承重结构。

（2）塔架：用硬纸板或木棍制作，用于支撑缆索。

（3）锚固装置：用重物或夹子固定缆索的两端，保证其稳定性。

工作原理：

（1）当物体悬挂在缆索上时，缆索产生张力，将物体悬吊起来。

（2）塔架承受缆索的水平拉力，保持悬索的稳定。

（3）锚固装置固定缆索两端，防止缆索脱落。

举例说明：

（1）在课堂上，学生可以用绳子、木棍和重物制作简易悬索模型，通过实验观察悬索的承重能力。

（2）学生可以改变缆索的长度、直径和材料，观察这些因素对悬索承重能力的影响。

5.探讨悬索在实际工程中的应用。

答案：悬索在实际工程中具有广泛的应用，如：

（1）悬索桥：悬索桥利用悬索结构，实现大跨度桥梁的建设，降低了建筑成本，提高了桥梁的稳定性和美观性。

（2）高压输电线路：悬索结构的高压输电线路，降低了电线对地面和建筑物的距离，提高了输电效率和安全性。

（3）斜拉桥：斜拉桥结合了悬索和梁式桥的特点，实现大跨度、高承载力的桥梁建设。

举例说明：

（1）著名的悬索桥有美国的金门大桥、日本的明石海峡大桥等，它们采用悬索结构，实现了大跨度、高承载力的桥梁建设。

（2）我国的高压输电线路，广泛采用悬索结构，将电线悬挂在电线杆之间，提高了输电效率和安全性。板书设计①知识点梳理：

1.悬索基本概念

-结构组成：缆索、塔架、锚固装置

2.悬索结构特点

-缆索：悬链线形，承重主体

-塔架：支撑缆索，承受水平拉力

-锚固装置：固定缆索，保证稳定性

3.力矩平衡原理

-张力与重力力矩相等，实现平衡

4.影响悬索承重因素

-缆索直径、材料、跨距、塔架高度

②重点词句：

1.悬索：利用张力承重的结构

2.力矩平衡：张力与重力力矩相等

3.影响因素：直径、材料、跨距、塔架高度

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