1.2《形变与受力》（教学设计）-2025-2026学年科学三年级下册冀人版

三年级下册科学第一单元《变与不变》 第2课《形变与受力》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》的要求，以“核心素养”为导向，聚焦科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大目标。教学以学生熟悉的瓦楞纸箱为切入点，通过“情境与问题—探究与发现—应用与拓展”的结构，引导学生通过“搭纸桥”的对比实验，探究物体形状与承受力大小的关系，理解形变与受力的联系，同时结合生活中形变的应用实例，强化科学与生活的联系，培养学生的科学探究能力与工程思维。 二、教材分析 本课是冀人版三年级下册第一单元《变与不变》的第2课，承接上一课“物体的变与不变”，聚焦“形变与受力”的关系。教材以生活中瓦楞纸箱、蜂巢纸箱的现象引入，提出“不同形状的纸承受力有什么不同”的问题，通过“搭纸桥”的对比实验，让学生探究不同形状的桥面承受力的差异，再通过“超级大挑战”活动，引导学生自主设计桥面，深化对形状与受力关系的理解。最后通过射箭、撑竿跳高、蹦床等生活实例，拓展形变在生活中的应用，帮助学生建立“物体的形状会影响其承受力，形变与受力密切相关”的科学概念，为后续学习力的相关知识奠定基础。教材注重探究的层次性与实践性，从对比实验到自主设计，逐步培养学生的探究能力与创新思维。 三、学情分析 三年级学生已经具备一定的动手操作能力和对比观察能力，对生活中“瓦楞纸更结实”“蹦床能弹起来”等现象有感性认识，但缺乏对“形状与受力关系”的理性思考，无法主动建立形变与受力的联系。该年龄段学生好奇心强，乐于动手实验，但实验设计能力、变量控制能力较弱，需要教师通过明确的实验要求、分层引导和小组合作，帮助学生规范实验过程，形成初步的对比实验思维。同时，学生对实验数据的记录、分析与归纳能力不足，需要在教学中进行针对性指导，帮助学生从实验现象中提炼科学结论。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道物体的形状会影响其承受力，不同形状的物体承受力不同；物体发生形变时会产生力，形变程度与受力大小相关。 2. 了解瓦楞纸、蜂巢纸等特殊形状材料的应用原理，能举例说明形变在生活中的应用实例。 （二）科学思维目标 1. 能通过对比实验、数据记录与分析，归纳得出“物体的形状与承受力大小有关”的结论，发展对比分析与归纳概括能力。 2. 能基于实验结论，提出优化桥面承受力的设计思路，初步形成工程设计思维。 （三）探究实践目标 1. 能小组合作完成“搭纸桥”对比实验，规范控制变量，正确记录不同桥面坍塌时的棋子数量，并计算平均值，分析实验数据。 2. 能独立完成“A4纸桥面设计”挑战活动，画出设计方案并动手制作，测试桥面的承受力，发展创新实践能力。 （四）态度责任目标 1. 对物体形变与受力的现象保持好奇心与探究热情，乐于主动观察生活中的相关科学现象。 2. 养成严谨细致的实验态度，如实记录实验数据，尊重实验事实；体会科学与生活的密切联系，感受科学技术在生活中的应用价值。 五、教学重难点 教学重点 通过“搭纸桥”对比实验，探究不同形状的桥面承受力的差异，理解物体形状与承受力的关系。 教学难点 理解物体形变与受力的内在联系，能基于实验结论设计承受力更强的桥面，并解释生活中形变应用的原理。 六、教学准备 1. 教师准备：教学课件、瓦楞纸与普通纸对比演示视频、“搭纸桥”实验微课、实验记录表、不同形状的瓦楞纸实物、射箭、撑竿跳高、蹦床的图片/视频、A4纸桥面设计范例。 2. 学生准备：分组实验材料：A4纸（每组4张，制作4种桥面）、纸杯（每组4个，作为桥墩）、棋子（每组若干，重量相同）、尺子、实验记录单；A4纸（每人1张，用于“超级大挑战”）、彩笔、剪刀、胶水。 七、教学过程 （一）情境导入：从生活现象中提出问题（5分钟） 师：同学们，上课！上节课我们一起探究了生活中的变化，知道了物体的形状、大小、轻重会发生变化，但物质本身不变。今天，老师带来了两个纸箱，大家仔细观察，它们有什么不同？（出示普通纸箱和瓦楞纸箱实物） 生1：一个是普通的硬纸板，另一个中间有一层波浪形的纸。 生2：波浪形的那个更厚一点。 师：大家观察得非常仔细！这种中间有波浪形结构的纸叫瓦楞纸，还有的纸箱里是蜂巢形的纸（出示蜂巢纸箱图片）。大家平时打包易碎物品时，是不是都会用这种瓦楞纸箱？为什么不用普通的纸箱呢？谁能猜一猜？ 生1：可能瓦楞纸箱更结实，不容易破。 生2：可能它能保护里面的东西，不容易摔坏。 师：大家的猜测都很有道理！瓦楞纸和蜂巢纸制成的包装箱，比普通纸箱更能承受力，不容易变形，所以能保护里面的物品。那物体的形状和它的承受力之间到底有什么关系呢？今天，我们就一起来探究《形变与受力》，揭开物体形状与承受力的秘密。（板书课题：形变与受力） （二）探究活动一：搭纸桥——探究物体形状与承受力的关系（20分钟） 师：要探究物体形状与承受力的关系，我们可以通过“搭纸桥”的实验来研究。请大家看实验要求（出示教材第7-8页实验说明）：我们用相同的A4纸，制作4种不同形状的桥面，分别是①号平桥、②号U形桥、③号瓦楞形桥、④号实心长方形桥，然后用两个纸杯作为桥墩，把桥面放在上面，往桥面上放棋子，直到桥面坍塌，记录下桥面坍塌时放的棋子数量，每种桥面做三次实验，取平均值。 师：在实验开始前，老师要提醒大家几个注意事项：第一，制作桥面时，4种桥面的纸张大小必须相同，桥墩之间的距离也要保持一致，这样才能保证实验公平；第二，放棋子时，要放在桥面的中间位置，轻拿轻放，不要晃动桥面；第三，实验过程中要分工合作，有人放棋子，有人观察，有人记录数据；第四，为了减少误差，每种桥面要做三次实验，取平均值。大家听清楚了吗？ 生：听清楚了！ 师：那我们先来预测一下，你认为几号桥面的承受力最大？几号桥面的承受力最小？请大家在实验记录单上写下你的预测。（学生填写预测） 师：谁来说一说你的预测？ 生1：我认为③号瓦楞形桥的承受力最大，①号平桥的承受力最小。 生2：我觉得④号实心长方形桥的承受力最大，①号平桥最小。 师：大家都有自己的想法，那我们就用实验来验证我们的猜测！现在，分组开始实验吧！ （学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生控制变量，规范记录数据，帮助有困难的小组调整实验方法） 师：时间到！请大家放下手中的材料。哪个小组愿意分享一下你们的实验数据和发现？ 生1：我们小组的实验数据是：①号平桥第一次放了2个棋子，第二次3个，第三次2个，平均值是2.3个；②号U形桥第一次放了8个，第二次9个，第三次8个，平均值是8.3个；③号瓦楞形桥第一次放了15个，第二次16个，第三次15个，平均值是15.3个；④号实心长方形桥第一次放了10个，第二次11个，第三次10个，平均值是10.3个。我们的结论是：③号桥面的承受力最大，①号桥面的承受力最小。 生2：我们小组的数据和他们差不多，①号平桥最多放了3个棋子就塌了，③号瓦楞形桥放了16个才塌，我们也发现瓦楞形的桥面承受力最大。 师：大家的实验数据都很一致！那我们来对比一下4种桥面的承受力，你发现了什么规律？小组内可以讨论一下。 （学生小组讨论） 师：谁来说一说你们的发现？ 生1：桥面的形状不同，承受力也不同，瓦楞形的桥面承受力最大，平的桥面承受力最小。 生2：桥面被折叠的次数越多，承受力好像越大。 师：说得非常好！更准确地说，物体的形状会影响它的承受力，当纸被折叠成瓦楞形时，它的承受力大大增强了。这就是为什么生活中的瓦楞纸、蜂巢纸更结实的原因——特殊的形状能让材料承受更大的力。（板书：搭纸桥：形状不同 → 承受力不同，瓦楞形承受力更强） 师：在实验中，我们为什么要做三次实验取平均值呢？ 生：为了减少误差，让实验结果更准确。 师：你说得太棒了！这是科学探究中非常重要的方法，多次实验取平均值可以避免偶然因素的影响，让我们的结论更可靠。 （三）探究活动二：超级大挑战——设计承受力更强的桥面（10分钟） 师：通过刚才的实验，我们知道了瓦楞形的桥面承受力最强。那如果只给你一张A4纸，你能设计出承受力更强的桥面吗？请大家看“超级大挑战”的任务（出示教材第8页挑战要求）：用一张A4纸设计制作一个桥面，看谁做的桥面能放的一元硬币最多。大家可以先在纸上画出你的设计方案，再动手制作，制作完成后，我们一起来测试，看看谁的桥面最厉害！ 师：给大家5分钟时间，先设计方案，再动手制作，注意只能用一张A4纸，可以折叠、裁剪，但不能额外添加其他材料哦！ （学生设计并制作桥面，教师巡视指导，鼓励学生大胆创新，比如尝试不同的折叠方式、蜂窝结构、拱形结构等） 师：时间到！我们来进行桥面承受力测试，谁愿意第一个来展示你的桥面？ 生1：我做的是多层瓦楞形的桥面，现在来测试一下（往桥面上放硬币），1个、2个……18个，桥面还没塌！ 生2：我做的是拱形的桥面，放了20个硬币才塌！ 生3：我做的是蜂窝状的桥面，放了22个硬币！ 师：哇，大家的设计都太有创意了！有的同学用了多层折叠的方法，有的用了拱形结构，还有的模仿了蜂巢的形状，这些设计都让桥面的承受力大大增强了。通过这个挑战，你发现了什么？ 生：只要改变纸的形状，就能让它承受更大的力，不同的结构承受力也不一样。 师：完全正确！这就是工程设计的魅力，通过优化物体的形状和结构，就能让材料发挥出更大的作用。 （四）应用与拓展：生活中形变的应用（7分钟） 师：物体的形变不仅和承受力有关，在生活中还有很多应用，我们一起来看（出示教材第9页射箭、撑竿跳高、蹦床的图片）。大家仔细观察这些运动，它们是怎么利用形变来获得力的？ 生1：射箭的时候，弓被拉弯了，松手后弓又变回原来的样子，把箭射了出去。 生2：撑竿跳高的时候，撑竿被压弯了，然后它又弹回来，把运动员弹得更高。 生3：蹦床的时候，床面被压下去，又弹起来，把人弹得很高。 师：说得非常清楚！这些物体发生形变后，会产生一种恢复原来形状的力，这种力叫弹力。弓、撑竿、蹦床发生形变时产生的弹力，帮助运动员完成了动作。大家还能举出更多因物体发生形变而获得力的例子吗？ 生1：弹簧被拉长后，松手会弹回去，也会产生弹力。 生2：皮球被压扁后，会弹起来，也是因为形变产生的力。 生3：橡皮筋被拉长后，会产生拉力，松手后会恢复原状。 师：大家都能联系生活中的现象了！其实，生活中还有很多这样的例子，比如沙发、弹簧床垫、弹弓等，都是利用了物体形变产生的力。这些应用都告诉我们，科学就在我们身边，只要我们善于观察，就能发现很多有趣的科学原理。 （五）课堂小结与回顾（3分钟） 师：今天的科学课就要结束了，我们一起来回顾一下，这节课你学到了什么？ 生1：我知道了物体的形状会影响它的承受力，瓦楞形的纸承受力比普通的纸大很多。 生2：我学会了做对比实验，知道了要控制变量，多次实验取平均值。 生3：我知道了物体发生形变时会产生弹力，生活中有很多利用弹力的例子。 师：大家的收获都很多！我们通过“搭纸桥”的对比实验，探究了物体形状与承受力的关系，又通过设计桥面的挑战活动，体会了工程设计的乐趣，还了解了形变在生活中的应用。希望大家课后能继续观察生活中的形变现象，用我们今天学到的知识去分析这些现象，做一个爱观察、爱思考、爱创新的小小科学家！ 八、全课小结 本课以“形变与受力”为主题，通过情境导入、对比实验、创新挑战、生活拓展等环节，引导学生经历了“提出问题—猜想预测—设计实验—动手探究—分析数据—得出结论—应用创新”的完整科学探究过程。学生在“搭纸桥”实验中，通过控制变量、多次实验、记录分析数据，归纳得出了“物体的形状会影响其承受力，特殊结构的物体承受力更强”的结论，同时在桥面设计挑战中发展了创新思维与工程实践能力。通过联系射箭、撑竿跳高、蹦床等生活实例，帮助学生理解了形变与受力的内在联系，体会到科学与生活的密切联系，落实了新课标对科学探究、科学思维与实践创新的培养要求。 九、板书设计 形变与受力 搭纸桥实验 桥面形状 ①平桥 ②U形桥 ③瓦楞形桥 ④实心桥 承受力（棋子数） 最小 中等 最大 中等 结论：物体的形状会影响承受力，特殊结构（瓦楞形）承受力更强 超级大挑战 设计思路：折叠、拱形、蜂窝结构 → 增强承受力 生活中的形变应用 弹力应用：射箭、撑竿跳高、蹦床、弹簧、橡皮筋 承受力应用：瓦楞纸箱、蜂巢材料 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 探究过程层层递进，凸显学生主体地位：本课以“问题驱动”贯穿始终，从生活现象提出问题，到对比实验验证猜想，再到创新挑战深化理解，最后联系生活拓展应用，逐步引导学生主动建构科学概念，充分体现了学生的主体地位。实验环节注重对比思维的培养，通过控制变量、多次实验、数据记录与分析，帮助学生形成严谨的科学探究习惯。 2. 注重科学素养培养，落实新课标要求：教学中不仅关注学生对“形状与受力关系”的知识掌握，更注重科学思维、探究实践、创新能力的培养。通过“搭纸桥”实验，培养学生的对比分析与数据处理能力；通过“超级大挑战”活动，激发学生的创新思维与工程设计能力；通过生活实例的分析，帮助学生建立科学与生活的联系，体会科学的应用价值。 3. 细节打磨到位，教学过程扎实高效：教学过程中对每个环节的细节都进行了充分设计，如实验前的变量控制指导、实验中的安全与分工提示、实验后的数据分析引导，以及挑战活动的材料限制与创新鼓励，确保每个学生都能参与到探究活动中，让教学过程扎实、高效，可直接用于课堂教学。 （二）不足与改进方向 1. 部分学生对“变量控制”的理解仍不够深入，实验中出现了桥墩距离不一致、棋子放置位置不规范等问题，后续可以增加实验前的变量控制专项指导，通过示范、对比错误操作的方式，帮助学生明确控制变量的重要性。 2. “超级大挑战”环节的时间略显紧张，部分学生未能完成桥面制作与测试，后续可以将挑战活动调整为课后实践作业，增加课堂展示与分享环节，让学生有更充足的时间展示自己的设计与发现。 3. 对“弹力”的概念讲解过于简略，部分学生对“形变产生力”的理解不够透彻，后续可以增加简单的弹力实验，如弹簧拉伸、橡皮筋拉长等，让学生直观感受弹力的产生，深化对形变与受力关系的理解。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $