【STEM教育课程】一张纸可以撑起书吗?——初识立体图形与力

不知道你有没有产生过疑惑:桥是我们最常见的一种载体,但它为什么可以可以承受那么多车的重量呢?把一支笔从手中丢下去,笔就会掉到地板上,但如果我们丢在桌子上,笔为什么又不会掉在地上呢?人坐在椅子上,为什么又不会直直地摔在地上,而是稳稳的坐在这上面呢?这是因为,我们的身边处处都离不开“力”,这也是我们大家都知道的,牛顿所说的“万有引力”的力。
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本课程便是通过让学生从身边最简单的材料出发,让学生初步接触“力”的知识,一方面可以使学生认识基本的立体图形,另一方面通过动手制作立体图形、实验观察立体图形受力程度来引导学生进行思考,自主发现物体受力的影响因素,初步理解力学性质,培养学生的观察与思考能力。
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建议时间
基础课程:一课时(45分钟)
拓展课程:20分钟
难度系数:☆☆☆
课程目标
1.通过课堂活动,以分工合作的形式提高学生的合作能力和团结力度,同时通过动手实验的方式增强学生动手实践能力;
2.使学生开始初步了解立体图形,并直观地感受不同立体图形的受力程度,通过观察和记录受力表现,使学生开始认识力学的一部分性质,拓宽自己的知识面。

材料准备

彩色卡纸
三张

胶带
一卷

秒表
一块

手工剪刀
一把

各类书本
同重同大

Teaching Procedures
教学过程
1
课前导入(15分钟)
提出问题
教师询问学生生活中常见的图形都有哪些,通过生活中的物品形状简单介绍立体图形的性质。
小朋友们都认识什么形状呢?
大家都认识非常多的形状,那么在平时,我们都有哪些东西是这种形状的呢?
你们知道什么叫立体吗?用你自己的话说说看。
如果说立体又叫做3D的话,那什么是哪3D?
那么结合大家之前说的东西的形状,大家认为这些是立体的还是平面的?是在书上的还是说我们可以摸到的呢?
PPT展示
教师通过PPT展示出多种立体图形,并对照图形让学生进一步了解立体图形,并引入实验主题。

大家看,实际上在生活中可以摸到的形状,都是叫立体图形,那么大家可以说一说,我们有哪些物品是这些立体图形的呢?
猜猜看,哪种立体图形可以举起最多的书?
2
课堂实践(30分钟)
小组分工与任务
√
实验以小组为单位,学生内部进行职责分工:分小组长、小记录员与小工程师。小组长负责监督组内工程师制作立体图形的过程和记录员的实验记录,最后向大家汇报小组实验成果;小记录员负责记录实验结果,记录图形与其承重数量(若不知道怎么称呼组内制作出来的新图形,则用画图形式表达)若制作出来的造型无法支撑书本,则不进行记录;小工程师负责制作一个立体造型,并进行受力测试,测量时间至少10秒钟。

(图片来源于网络)
具体要求
√
·立体造型:强调必须制造立体的造型;
·支撑:禁止用手或者用其他物品支撑来完成任务;
·测量时间:至少要10秒钟,在10秒内坍塌不记录在表格内;
·评价量规:按照教师出示的评价量规表进行评分量化。
·观察:注意观察进行测量的过程中,看看图形与图形之间可能因为什么原因而举起不同数量的书。
操作步骤
√
小工程师用不同颜色的卡纸折成不同的造型,卡纸的边缘用胶带封住;
在已完成的立体造型上叠放书本,小记录员记录不同立体图形可以举起多少本书;
小组长检查实验记录是否有漏记内容,然后上台展示本小组做出来的立体图形以及实验记录,其他小组根据评价量规表对其小组进行公平性评分。
教师根据实验过程提出问题,引导学生进行初步思考。
有小朋友在实验的过程中,立体图形有过很多次“山体滑坡”,什么图形最容易“滑坡”?
你们的“滑坡”都是怎么发生的?
从“滑坡”中,你们有没有发现稳不稳、能举多少书,都和你们的立体图形什么有关?

注
意
事
项
学生在使用剪刀的时候要注意安全。用完的剪刀要放在桌子上,不能拿在手里比划;传递剪刀时,要让剪刀把的一面对着别人;组员使用剪刀的时候,下一位需要剪刀的学生不能因为心急而争夺别人的剪刀,要耐心等候。
使用剪刀时,要从身体开始向前方剪,不能横着剪,以防剪到手或是扎到身体其他部位;剪刀使用完毕要让学生收放好,不能拿出剪刀打闹玩耍,避免意外伤害。

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