《物体形状改变以后》的教学设计(精选9篇)
《物体形状改变以后》的教学设计 第1篇
《物体形状改变以后》教学反思
“研究弹性物体的共同点”教学片断:
师: (师出示一个吹有气的气球)问:当我用手按这个气球时,它有什么变化?手松开后呢?
生: 用手压气球时,气球会被压扁,松开手后气球又恢复成原来的样子。 师: 让我们来做一次这个实验,看看会不会有新的发现?
(学生实验,教师提醒学生: 实验时先要注意观察它们的外形,再观察对它们施加各种作用力后外形发生的变化,最后观察去掉这些力后外形的变化) 师: 说说你们在实验中的发现吧!
生: 原来气球是圆圆的,当我把它往下压后它就变成扁的了,等我松开手后它又变成原来的样子了。
生: 我们小组也是这样。
师: 如果用其他的物体做类似的实验,会不会也有同样的现象呢?请同学们用实验桌上的材料试一试。
(学生实验,教师巡视)
生(边演示): 我拿弹簧做了实验。原来弹簧是这样的,我用力压后就压扁了,松开手它又恢复原来的形状。
生(边演示): 我们也是用弹簧做的实验,我们是把弹簧向外拉,发现弹簧被拉长了,松开手后,弹簧又恢复原来的形状。
生: 老师,我对他的还有补充。原来这个弹簧是直的,我用力折后就变弯了,松开手它又恢复了原来的形状。
师: 不错,富有创造力。一个小小的弹簧你们就想出了这么多实验方法!其他小组呢?
生: 我是用钢尺做的实验。钢尺原来是直的,我用力后就变弯了,去掉力后它又变成直的了。
生: 老师,我的实验结果跟他们不一样,我是拿橡皮泥做的实验。我把橡皮泥搓成圆球,用力压它就被压扁了,松开手后它仍然是扁的,没有恢复成原来的
形状。
师: 是吗?有没有和他一样的同学?
生: 我是这样的。
生: 我们小组也是这样的。我们还拿黏土做了同样的实验,结果也没有恢复原来的形状。
生: 我们拿海绵做了实验。原来海绵是长方形的,用力一捏,就变成一团,松开手又恢复原来的`长方形。
师:通过实验,你们有什么发现?
生:我发现有些物体被我们压扁或者拉长后,形状会发生变化,松开手后又会恢复原来的形状。但是有些物体就不行,如橡皮泥、黏土等。
生: 像气球、弹簧、橡皮筋、钢尺、海绵等物体受到力时,会改变原来的形状,当去掉力时又会恢复原来的形状。
师: 同学们总结得真好!其实物体的这种性质就叫做“弹性”,而这种使物体恢复原来形状的力叫做“弹力”。
教学反思:
1、《科学课程标准》指出:“科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。”我想本环节的活动能较好地达到这一要求,学生自己在活动中的发现,应该是记忆深刻、终生难忘的。
2、科学来源于生活,使教学贴近生活,散发生活气息。科学课程最基本的特点就是从儿童身边的自然事物开始学习,以形成对自然进行探究的态度、技能、和获取关于自然的知识。以学生喜爱的玩具--气球引入教学,然后对身边其他弹性物体展开研究,把课堂和生活联系起来,让学生觉得科学就在我们身边。
3、培养学生的求知欲,是对于学生最好的教育.让学生善于发现问题,然后通过自己的观察实践(小组的实践总结)得出正确的结论.延伸出更多对于科学未知的兴趣和思考才会让学生有学习的动力。
《物体形状改变以后》的教学设计 第2篇
《物体形状改变以后》是苏教版四年级下册第四单元无处不在的力中的内容。教材首先引导学生对身边一些常见的弹性物体进行观察、研究,然后分析整理实验数据,找出这些物体的相同性质都有弹性,在此基础上,进一步研究这些物体,通过实验,知道这些物体在恢复原来形状的时候要产生一种力弹力,接着了解弹力在生活中的应用。为了对弹性、弹力有更深入的了解和认识,教材还安排有关弹簧拉伸的长度与拉力之间的关系的内容,是让学生了解弹力与物体形变之间的关系。
从学生的知识体系和学习能力体系上来看,四年级的学生已掌握了一定的科学知识和学习方法,并通过三年级的科学课的学习,已具备了初步的思维能力和探索、解决简单实际问题的能力。
从学生的年龄结构和心理特征来看,四年级的学生大多十岁左右,他们对一切事物都充满好奇心,有较强的`求知欲。其有意注意和主动探究问题的意识有所增强,在学习活动中他们能积极地思索,能努力地探索问题的结果。在老师的引导下,他们能发挥学习的积极性和主动性。在实践活动中能充分锻炼和培养自己的综合运用科学知识的能力。
《科学(36年级)课程标准》的总目标明显指出:“通过科学课的学习,知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识,并能应用于日常生活,逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯”。所谓“科学的行为习惯和生活习惯”,就是用积极的态度、理性的、实事求是地对待生活,了解生活中遇到的一切问题,这就是科学课最根本的目的。由此可见,我们的小学科学教育正散发着浓厚的生活气息,在这节课当中试图体现贴近生活的科学教育。
一、着眼于教学过程的设计,关注学生已有的生活经验和知识结构。
上课前,我对学生说 “桌上的球你们想玩吗?这是今天的科学课老师带给大家的礼物,希望这节课我们合作愉快。”学生玩了以后,让他们说喜欢哪一种球?理由是什么?
这一环节的设计为了给学生“玩”,激发他们的兴趣,了解学生的前概念。实验器材一定要选择学生喜欢玩的物体。学生在玩了以后只能用自己已有的经验和知识水平说出自己的理由,对于弹性和弹力认识不清。这就是学生的前概念。学生在没有接受正式的科学概念教育之前,对日常生活中感知的现象,通过长期的经验积累而形成的对事物的非本质的认识。学生在这些前有认知中所暴露出的问题,正是教学中的重点和难点所在,关注学生已有的生活经验和知识结构,给我们的教学带来了启示,触动我们根据学生的认知实际进行教学设计,对教学起到积极的促进作用。
二、着眼于教学资源的开发,充分挖掘与学生生活联系紧密的素材。
在做完分组实验后,学生普遍将实验器材分为三类:“尺子、弹簧、皮筋、海绵”归为一类,理由是它们在受到外力时形状发生了改变,撤去外力后又恢复到原来的形状。“油泥”归为一类,原因是撤去外力后它不能恢复到原来的形状。“烧瓶”归为一类,原因是他受到外力后形状没有发生改变。这时,教师需要用演示实验证明烧瓶发生了微小形变。微小形变的实验器材的准备颇费周折。首先,我按照教材中的设计准备了反映微小形变的实验器材:三枚硬币。但在教学过程中却发现这一实验设计存在不足。实验是将1号、2号、3号硬币排在一条直线上,把1、2号硬币紧靠在一起,左手紧按中间的2号硬币,右手用力把3号硬币弹向2号硬币,结果发现在2号硬币没动的情况下,1号硬币被弹了出去。实验结束后,学生普遍认为是2号硬币发生振动弹出1号硬币,基本想不到是2号硬币在瞬间发生微小形变产生弹力弹出一号硬币。基于这一情况,我决定选择另一种更能直观反映出微小形变的实验器材:在一个玻璃容器上方插一根细管,通过玻璃容器受力后细管中液面的升降反映玻璃容器的微小形变。
实验的现象也证明微小形变看的格外清楚,每次给烧瓶施加外力或撤去外力,温度计的液面都能上升或下降2 -3厘米。
《物体形状改变以后》的教学设计 第3篇
三维物体形状检测与重构技术在生产自动化、机器人视觉、CAD(计算机辅助设计)、虚拟现实和医学映像诊断等领域有着极其广泛的应用前景。如何快速、准确地获取被测物体表面的几何形状信息,并根据这些信息对被测物体形状进行三维重构,仍然是一项重要而有难度的研究课题。因此,三维物体形状检测与重构系统的研究,在理论上和实际应用中都有着重要意义。
面结构光投影三角测量法是一种主动模式的检测方法,它具有检测过程完全非接触、准确、快捷、数据空间分辨率高等优点,且成本低,便于实际应用,具有较高的研究价值和发展前景,是目前研究最广泛的三维物体形状检测技术。
1 检测原理
面结构光投影三角测量法原理如图1所示。由于被测物体、投影点和观测点在空间上成三角关系,故称为面结构光投影三角测量法。当用基准光栅条纹投影到被测物体上时,从观察点来看,由于物体表面形状凹凸不平,光栅条纹发生了畸变,这是由于向物体投射的光栅条纹信号受被测物体表面形状调制所致。从观察点处所获得的畸变光栅条纹图像包含了物体表面形状的三维信息,因此,只要建立反映畸变光栅条纹和被测物体表面形状之间对应关系的数学模型,便可以从畸变光栅条纹图像中推断出被测物体表面形状。
2 数学建模
面结构光投影三角测量法的几何原理如图2所示。图中,三维空间坐标系(X,Y,Z)代表整个系统所处的空间位置,即被测物体所在的坐标系,二维观测坐标系(x,y)则代表CCD(电荷耦合器件)摄像头的成像平面。
假设被测物体置于以三维空间坐标系原点O(0,0,0)为中心处,CCD摄像头的光轴与三维空间坐标系的Z轴相重合,摄像头光心位于三维空间坐标系的B
点(0,0,l)处,成像平面与摄像头的光轴垂直,其x、y轴分别与三维空间坐标系的X、Y轴平行,且其与镜头光心的距离为v,o点(0,0,l+v)为成像平面中心点,也是二维观测坐标系的原点;投影仪的投影光轴在三维空间坐标系的Y-Z平面内,且通过三维空间坐标系的原点,与Z轴成α角,投影仪的光心与摄像头的光心在同一高度,其距离为d,其连线与Y轴平行。
根据摄像头成像原理和系统空间位置关系,可以建立三维空间坐标系与二维观测坐标系之间的联系,从而建立系统的数学模型。
1) 分析直线Bt
设t点在观测坐标系中的坐标为(xt,yt),在空间坐标系中的坐标为(Xt,Yt,Zt),因为x轴与X轴平行、y轴与Y轴平行,且o点位于空间坐标系中(0,0,l+v),所以可得:
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在空间坐标系中,t点坐标为(xt,yt,l+v),B点坐标为(0,0,l),因此,直线Bt方程为:
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直线Bt上任意一点均满足式(2),故对物体表面上点T(XT,YT,ZT)有:
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2) 分析第i次投影光栅条纹光平面
已知第i次投影光栅条纹光平面与参考平面所成夹角为θi,且交参考平面Y轴于Si点,可得该光平面方程为:
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故对点T有:
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由于l>>d,α较小,使用高精度投影设备时可以近似认为投影到参考平面上的光栅条纹是均匀等间距的。将条纹间距记为h,则可得第i次条纹在Y轴上截距Si为:
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对图2中的光路进行几何分析不难得出:
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3)寻找光路交点
被测物体表面上任意一点T(XT,YT,ZT)为该点所在的第i次条纹投影光平面与直线Bt的交点,因此,联立式(3)、式(5),可得:
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将式(6)、式(7)代入式(8),可得到T点坐标:
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式中:Ki=ld;Hi=ivh-vd。
由式(9)可见,通过测量或计算已知变量l、d、h、v、xt和yt等,就可以求得被测物体表面的三维数据。读入这些数据,将其显示在屏幕上,经过一系列处理后即可实现三维重构。
3 三维检测处理
在三维检测过程中,向被测物体表面投射基准结构光栅条纹,由CCD摄像头拍摄被测物体表面形状调制后的畸变光栅条纹图像,再通过图像采集卡将其以数字化的形式送入计算机中,经预处理、阈值分割、细化等图像处理后,根据数学模型可以计算出被测物体表面形状的三维坐标数据。
1) 预处理
图像预处理主要包括图像剪切与图像滤波两部分,目的在于提高原始图像的分辨能力,消除各种干扰噪声,增强识别信号,同时又要避免图像变得模糊,为后续处理做准备。
2) 阈值分割
在分析条纹图像时仅对条纹感兴趣,而对条纹内部以及明暗条纹之间的过渡区域不感兴趣。因此,需要运用阈值分割的方法将灰度图像转化为二值图像。图像阈值分割是各项图像处理中的重要环节[1],它的精确度直接影响到其后的细化处理与三维重构的效果。本课题采用二维最大熵阈值分割快速递推算法,其图像阈值分割时间快,具有良好的图像分割效果,并且能够有效地抑制噪声,便于实时处理,是一种有效的阈值分割算法。
3) 细化
经过阈值分割后,畸变光栅条纹虽然被提取出来,但是由于条纹较粗、宽,并且边缘扩散,如果不进行细化处理就无法精确地算出条纹的坐标。所以,条纹图像细化也是图像处理的关键环节。
4) 三维坐标转换
畸变条纹图像经细化后,结合测量的系统参数,根据数学模型进行三维坐标转换,这样就可以获得被测物体表面的三维信息(即点云数据),实现了三维物体形状检测。
4 三维曲面重构
将检测到的点云数据在计算机屏幕上三维显示出来,以供进一步分析、处理,经过分组排序、数据精简等重构预处理后最终实现三维曲面重构。
4.1 重构预处理
1) 分组排序
根据点云数据的特点,首先选择点云条纹数 作为关键码,将所有关键码相同的点云分组;其次,在每一组内,再选择点云的横轴方向坐标x为关键码进行排序。这样就可以将原来杂乱无章的点云转换成有序的点云,更加有利于后续处理。
2) 数据精简[2]
由于点云数据量庞大,有必要在保持原始数据基本特征的基础上,对冗长的数据进行精简,这样可以减少后续操作的运算量,缩短处理时间。
4.2 三角网格化曲面重构
对于三角网格化曲面重构,众多学者已提出多种方法[3,4,5],各有其适用处,这些重构网格面的方法要求计算量较大,对于海量数据的重构速度极慢。根据检测得到的三维点云数据的特点,提出了适合本课题的简单、有效的三角网格化方法--改进的同步前进算法。如图3所示,设有上、下两条相邻轮廓线,上轮廓线上的离散点序列为P0,P1,,Pm-1,下轮廓线上的离散点序列为Q0,Q1,,Qn-1,且n>m,则以跨距undefined为基础,根据上、下两轮廓线线段上相邻点的跨距情况,尽量保持同步,最终决定如何构造三角网格。
设P上距离Qj点最近的点为Pi点,如果undefined,则选取ΔPiQjQj+1,即沿下轮廓线前进一步。否则,选取ΔPiPi+1Qj,即沿上轮廓线前进一步。因此,用m+n步可以实现相邻上、下两轮廓线之间的三角形连接。
5 实验结果
在C++ Builder 6.0平台上,开发了一套三维物体形状检测与重构系统软件,图4是规则物体的检测与重构效果图。系统不仅可以检测出圆台体纵向深度的变化,而且还可以检测出其表面水平方向的曲率变化。
图5是圆台表面0次条纹所对应断面的检测数据与物体的实际尺寸相比较所得的误差分布图,可以看出检测数据与实际圆弧曲线吻合,检测与重构精度高。
实验结果证明:基于面结构光投影三角测量法的三维物体形状检测与重构系统,能够进行有效的检测与重构,且检测速度快、精度高、算法简单、实时性高、重构效果不错,是很有应用价值的非接触光学检测及重构系统。
摘要:三维物体形状检测与重构技术是计算机图像处理技术的一个分支,在众多领域有着广泛的应用前景。文中介绍了基于面结构光投影法的三维物体形状检测与重构系统,阐述了测量原理,建立了数学模型,给出了系统检测与重构的步骤,并根据检测得到的三维点云数据的特点,提出了适合本课题的简单、有效的三角网格化方法。实验结果证明该系统能够进行有效的检测与重构,具有很好的应用价值。
关键词:结构光,三维物体形状检测,三维重构
参考文献
[1]夏良正.数字图像处理[M].南京:东南大学出版社,1999.223-227.
[2]洪军,丁玉成,曹亮,等.逆向工程中的测量数据精简技术研究[J].西安交通大学学报.2004,38(7):661-664.
[3]唐泽圣.三维数据场可视化[M].北京:清华大学出版社,2000.177-183.
[4]王青,王融清,鲍虎军,等.散乱数据点的增量快速曲面重建算法[J].软件学报,2000.11(9):1221-1227.
做功改变物体内能实验的设计 第4篇
《物体的形状改变以后》说课稿 第5篇
二、说教学目标
(一)知识与技能:
1、认识什么是弹性,什么是弹力。
2、了解弹簧拉伸长度与所受拉力之间的关系。
(二)过程与方法:
1、通过探究发现生活中弹性物体的共同点。
2、通过实验合作探究体验弹簧伸长长度与拉力间的关系。
3、通过实验能正确判断不同物体弹性的大小。
4、正确填写实验报告记录。
(三)情感态度与价值观:
1、乐于去观察研究生活中的有关弹性现象,热爱科学;
2、体验与他人合作的乐趣。
三、说教学重难点
教学重点:弹性及弹力的认识。
教学难点:弹簧拉伸长度与所受拉力之间的关系。
四、说教学与学法
教法:直观法,演示法,讲授法,讨论法,探究法。
学法:个人操作法,问题研讨法,分组实验法。
五、说教学程序
本课内容与学生的生活实际密切相关,尽管力是无处不在的,但平时并没有引起学生足够的注意,属于学生生活中“熟悉而陌生的知识”。因此,我对这堂课的设计思路是这样的:
首先,引导学生亲自对生活中常见的几种小物体进行捏、拉、压、折等操作,感受、观察、发现物体的共同点,从而认识物体的弹性与弹力;观察教师的演示实验,从而更进一步了解物体的弹性与弹力。
其次,让学生分组进行实验,小组内合作研究弹簧的伸长与拉力的关系,总结出:拉力越大,弹簧伸得越长。
第三,联系学生日常生活中遇到的物体的弹性与弹力,通过举例让学生知道人们是如何利用的。课后再仔细进行观察研究,并设计发明一个自己喜欢的与弹性及弹力有关的玩具。
总而言之,本堂课让学生动手动脑,亲身体会,学以致用,既培养学生团结合作的乐趣,又培养学生热爱科学的兴趣。具体按以下步骤进行教学:
课前,为了不耽误学生的学习时间,我准备好一切实验器材,把学生分组入座,并让他们分别选好一名小组长、一名记录员、一名发言人,其余的为观察员,并明确各自的责任:小组长负责组织实验和管理实验器材;记录员负责记录实验结果;发言人负责汇报本组讨论得出的实验结果;观察员负责观察。
课开始后,其过程如下:
(一)我开始利用玩具导入,先出示橡皮筋,让学生用手拉一拉,观察橡皮筋有什么变化,从而引发疑问:为什么变化了?揭示课题:物体的形状改变以后。
(二)让学生玩更多的物体,观察这些物体有什么共同的相似现象,(共同现象:物体受到外力,形状改变,去掉对他施加的外力后,形状恢复)从而引出“弹性”这一概念。我再演示象棋碰撞实验给学生观察,让他们认识所有物体都有弹性;演示拉断橡皮筋的实验让学生观察,进一步了解不同物体的弹性不同,也有一定的限度。再让学生就自己玩过的弹性物体比较判断它们的弹性大小。
(三)让学生观察橡皮筋弹纸团实验,引发疑问:为什么纸团被弹飞了?从而引出“弹力”的概念:使物体恢复原来形状或体积的力,叫做弹力。紧接着让学生回想象棋碰撞实验及观察直尺弹指团实验,判断弹力的方向,比较弹力的大小,进一步了解不同物体弹力的方向会变化,大小也不同。
(四)演示手拉弹簧实验,引导学生观察弹簧拉伸的长度有什么变化,跟什么有关,让学生分组做实验验证。做此实验学生有一定的难度,我是这样处理的:我逐步讲解实验要领,并演示第一、二步,让学生跟我一起做第一、二步,再根据我提示的实验要领接着往后做。在做实验的同时由记录员作好记录,做完实验后小组内讨论交流,归纳实验结论,再与全班交流,学生实验时我逐组巡视辅导。实验结果讨论后我进一步引导拓展延伸,让学生预测弹簧上挂5个,100个,1000个钩码,弹簧被拉伸多长?从而小结:理论上弹簧可以拉伸10米、100米,但实际中弹簧有可能早已被拉直或拉断而无法恢复原来的形状。为学生今后正确使用弹簧秤打下了一良好的基础。
物体改变形状以后案例与反思 第6篇
荆州区八岭山小学 罗治国
“研究弹性物体的共同点”教学片断:
师:(师出示一个吹有气的气球)问:当我用手按这个气球时,它有什么变化?手松开后呢?
生: 用手压气球时,气球会被压扁,松开手后气球又恢复成原来的样子。师: 让我们来做一次这个实验,看看会不会有新的发现?
(学生实验,教师提醒学生: 实验时先要注意观察它们的外形,再观察对它们施加各种作用力后外形发生的变化,最后观察去掉这些力后外形的变化)
师: 说说你们在实验中的发现吧!
生: 原来气球是圆圆的,当我把它往下压后它就变成扁的了,等我松开手后它又变成原来的样子了。
生: 我们小组也是这样。
师: 如果用其他的物体做类似的实验,会不会也有同样的现象呢?请同学们用实验桌上的材料试一试。(学生实验,教师巡视)
生(边演示): 我拿弹簧做了实验。原来弹簧是这样的,我用力压后就压扁了,松开手它又恢复原来的形状。
生(边演示): 我们也是用弹簧做的实验,我们是把弹簧向外拉,发现弹簧被拉长了,松开手后,弹簧又恢复原来的形状。
生: 老师,我对他的还有补充。原来这个弹簧是直的,我用力折后就变弯了,松开手它又恢复了原来的形状。
师: 不错,富有创造力。一个小小的弹簧你们就想出了这么多实验方法!其他小组呢?
生: 我是用钢尺做的实验。钢尺原来是直的,我用力后就变弯了,去掉力后它又变成直的了。
生: 老师,我的实验结果跟他们不一样,我是拿橡皮泥做的实验。我把橡皮泥搓成圆球,用力压它就被压扁了,松开手后它仍然是扁的,没有恢复成原来的形状。
师: 是吗?有没有和他一样的同学? 生: 我是这样的。
生: 我们小组也是这样的。我们还拿黏土做了同样的实验,结果也没有恢复原来的形状。
生: 我们拿海绵做了实验。原来海绵是长方形的,用力一捏,就变成一团,松开手又恢复原来的长方形。
师:通过实验,你们有什么发现?
生:我发现有些物体被我们压扁或者拉长后,形状会发生变化,松开手后又会恢复原来的形状。但是有些物体就不行,如橡皮泥、黏土等。
生: 像气球、弹簧、橡皮筋、钢尺、海绵等物体受到力时,会改变原来的形状,当去掉力时又会恢复原来的形状。
师: 同学们总结得真好!其实物体的这种性质就叫做“弹性”,而这种使物体恢复原来形状的力叫做“弹力”。
教学反思:
1、《科学课程标准》指出:“科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。”我想本环节的活动能较好地达到这一要求,学生自己在活动中的发现,应该是记忆深刻、终生难忘的。
2、科学来源于生活,使教学贴近生活,散发生活气息。科学课程最基本的特点就是从儿童身边的自然事物开始学习,以形成对自然进行探究的态度、技能、和获取关于自然的知识。以学生喜爱的玩具--气球引入教学,然后对身边其他弹性物体展开研究,把课堂和生活联系起来,让学生觉得科学就在我们身边。
物体的形状变化以后说课稿 第7篇
一. 教材分析:
本课是苏教版小学科学四年级下册第四单元《无处不在的力》这一单元中的第二课。本单元是依据《科学(36年级)课程标准中》关于力的作用和表现,认识生活中常见的力来进行构建的。
本单元在知识的呈现上体现“总分总”的特点,第一课从总的层面讲述力的基本性质和特点,第二课至第四课分别讲述了日常生活中常见的力,第五课,是引导学生对力的综合运用。
《物体的形状改变以后》这课,在本单元处于第二课的位置,是在第一课对力的基础知识有了总的认识之后,具体认知生活中常见的力其中的第一课。学习内容属于认识物质世界领域运动与力主题之下的常见的力部分。
二.设计理念
《 课程标准》要求“对学生科学素养的培养,即在活动中培养学生的观察实验能力,利用多种方法感知事物的能力,归纳概括的能力。”“能用简单测量工具对物体进行定量观察,采集数据,并作简单记录”。确定本课设计理念是:
1.关注儿童的生活经验与课堂生成的认识。
2.通过教师的组织与引导,促进学生的观察与思考。
3.通过有层次的活动、有结构的材料引领学生建构科学概念。
三、学情分析以及教学目标:
四年级是儿童已经具有一定的动手动脑的能力,具有比较强的自行探究的能力,学生在观察能力,思维能力,语言表达能力方面都有了较好的提高,有着强烈的好奇心。但还不能很自觉地从生活中进行学习,在学习的方式上,存在着单一式的学习,缺乏合作学习的习惯,设计教学目标时,首先要根据儿童的心理特征,从培养学生兴趣出发,调动学生的积极性有了浓厚的兴趣,学生才能入迷,思维才会积极开展。结合教材以及学生的实际,我制定了如下的教学目标:
1、知识与技能:
知道什么是弹性,懂得弹性物体在形状发生变化时会产生弹力。
了解微小形变的物体也有弹性
2、过程与方法:
通过探究发现生活中弹性物体的共同点。
能够做弹簧拉伸长度与拉力之间关系的实验。
3、情感、态度与价值观:
愿意去研究生活中有关弹性的现象,体验探究的乐趣。
四.教学策略与方法
我们知道科学是一门培养人动脑思维和动手探究能力的重要学科。因此,在教学过程中,不仅要使学生“知其然”,还要使学生“知其所以然”。在以师生既为主体又为客体的原则下,展现获取理论知识、解决实际问题的思维过程。
考虑到四年 级学生的现状,我主要采取设创情境教学法,激发学生探究兴趣,调动学生积极主动地参与活动,使他们产生实践的愿望。培养学生将课堂教学和自己的经验结合起 来,引导学生主动去发现周边的客观事物,发展思辩能力。激发学生对解决实际问题的渴望,并且要培养学生以理论联系实际的能力,从而达到最佳的教学效果。基 于本课的特点,我采用了以下的教学方法:
1. 直观演示法:利用多媒体课件图片,实物展示等手段进行直观演示,激发学生的探究兴趣,活跃课堂气氛。
2. 活动探究法:引导学生通过小组操作实验的活动形式获取知识,以学生为主体,使学生的独立探索性得到充分的发挥,培养学生的动手探究能力、思维能力、活动组织能力。
学法:1.自主探究法:
本节课在学习实践中尽可能让学生多动脑、多动手、多观察、多交流、多分析;老师给学生点拨、启发、激励,不断地寻找学生思维和操作上的闪光点,及时总结和推广。
2.分析归纳法:学生亲自经历运用科学方法探索的过程,在探索中体会科学方法,以可靠的事实为基础,经过抽象思维揭示事物内在规律。
3.分组讨论法:针对问题,学生进行分组讨论,在学习中解决问题。本节课的内容与生活联系比较密切,学生已经具有了直观的感受,通过例举存一些生活中应用弹性弹力的事例有利于学生对本节课知识的认知更清晰、更深刻。
五、教学过程:
为了实现教学目标,突出教学重点,化解教学的难点,我将本课设计成如下的六个环节来进行:
第一大环节:“魔盒激趣,设境导入”
苏霍姆林斯基说:“学生对一眼能看到的东西是不感兴趣的,但对藏在后面的奥妙却很感兴趣。”我根据学生潜在的认识意向,按照预定的教学内容,选择恰当的道具,设置问题情境,使学生不知不觉地参与到了科学探究中去。学生的思维一旦被激活,他们便会积极主动地去思索、去感受。此时,“对白”成为师生双方情感的真实交流,成为一种最好的教学策略。
我的导语是这样设计的:(出示被蒙住的小礼物)今 天老师给大家带来一个神秘的礼物,你们猜猜它是什么呢?你为什么这样认为呢?通过提示引导学生猜出,并展示玩具,随即问:玩具为什么会突然跳出来?学生会 答:有弹簧。接着追问:弹簧是怎样使玩具跳出来的?引导学生分析弹簧的形变,小结弹簧的本领真大后,以提问:其他物体的形状改变以后会不会像弹簧这样呢? 引出课题物体的形状改变以后。(板书课题)
第二大环节:操作实践 归纳认识了解弹性,感受弹力
“科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。”我想本环节的活动能较好地达到这一要求,学生自己在活动中的发现,应该是记忆深刻、终生难忘的。
这一环节,我提供了一套有结构的材料:海绵,橡皮筋,格尺,橡皮,硬币不同的材料有利于学生思维的发散,想出更多的办法。由学生根据自己的喜欢选择其中的一个用力,去力,观察现象。为学生创造了民主、和谐的施展空间。学生在交流观察到的现象时,会产生分歧,也能从中有所发现,或者有新的疑问产生绝大部分学生都会认为对硬币施力,去力后是不会改变形状的,没有弹性。接下来引导学生小组弹硬币实验,亲自观察体验,验证硬币有弹性。自行探究后的思维活动便是归纳,教材中对“弹性”的定义是一个由四个分句组成的长句。活动中我让学生结合形象的动作、实物,在实践中找相同来表达自己的理解,使学生由感性认识上升到理性认识获得科学的理性概念弹性。这样远比听教师分析,跟教师思考来得有意义得多。
接 下来我请同学们汇报生活中还有哪些物体有弹性?启发学生思考物体恢复原状的时候还需要对他们用力吗?这个力是哪来的呢?自然地让学生说出:这个能使物体恢 复到原来的形状或体积的力叫做弹力。(板书)之后,引导学生体验海绵,橡皮筋,格尺,硬币的弹力。启发学生有新的发现弹力有大有小,利用弹力可以给我 们带来很大帮助。
第三大环节:实证研讨 发现规律探究弹伸长与拉力之间的关系
成功的教学所需要的不是强制而是激发学生兴趣。本环节从联系实际出发,开始就安排了“争当大力士”的拉弹簧拉力器的小游戏活动,再次满足学生获得新知识的需要,激发他们的探究兴趣,让学生继续以饱满愉快的情绪进入深入研究弹簧伸长长度与拉力之间的`关系。
探究活动,力争做到有计划、有安排,实验前让学生讨论交流活动方案,定出具体实验方法,培养学生小组合作探究能力,设计既符合问题的需要又新颖独特的方案,学生的创新能力就能得到锻炼和发展,从而达到“在学习中创造,在创造中学习”的境界。
在接下来的分组实验中我则是一个引领者,指导者,尽可能地给学生创造多动手的机会,引导学生感受、探索、发现未知,学生只有通过自己的实践,比较和思索,才能真正对所学知识达到领悟、理解和掌握。
汇报实验结论以投影展示学生实验记录单的形式,引 导学生运用比较、分析、归纳等思维形式对获得的感性认识进行去粗取精,去伪存真,由表及里的整理加工,直至得出结论,上升为理性认识。其间鼓励学生大胆用 语言描述思维活动和探究过程,始终关注学生思维发展的流程,把握学生的思维方法和思路。得出结论后,提问:如果无限制地将钩码挂下去,还会是刚才的规律 吗?弹簧会怎样?是学生明确物体的弹性都是有一定限度的,超出限度弹性会消失。
第四大环节:联系实际 强化认识弹性在日常生活中的应用
建构主义认为,要使新概念被学生永久接受,教师必须为学生提供应用新概念的机会。本环节利用多媒体图片让学生观察弹力是怎样起作用的,并对现象作出解释,利用学习的正迁移,巩固、强化对弹力概念的认识。
让学生尽可能多的列举生活中熟悉的的弹性物体,配以出示更多的图片,带领学生分析我们是如何利用物体的弹性的,引导学生将知识与应用相结合,从而达成学生愿意研究生活中有关弹性,弹力的现象,体验探究的乐趣这一教学目标。
第五大环节:总结全课,
物体内能的改变 第8篇
一、什么是内能
内能是物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间因作用力所具有的势能的总和.由于分子运动(热运动)快慢与物体的温度有关,分子间作用力大小与分子间的距离有关,分子总数目的多少与质量有关,因此内能大小的宏观表现是温度、体积和质量.质量确定的一个物体的温度发生变化或体积发生变化,其内能大小就发生变化.在初中阶段常常用温度和状态来判断内能的变化,如果一个物体温度升高,其内能就变大,温度降低,其内能就减小;同样,一个物体由固态到液态到气态,其内能增大,由液态到固态,其内能减小.对于不同物体来说,内能还与物质的种类有关.
二、物体内能的改变方式
实际生活中改变物体的内能有两种方式:做功和热传递.下面我们一起来探讨这两种改变物体内能的方式.
1.通过热传递改变物体内能
热传递是自然界普遍存在的一种自然现象.只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差别,就会有热传递现象发生,并且将一直继续到温度相同的时候为止.发生热传递的唯一条件是存在温度差别,与物体的状态、物体间是否接触都无关.热传递的结果是温差消失,即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度.而热传递又有热传导、热对流、热辐射三种方式.
(1)热传导:热传导是介质内的一种传热现象,其在固体、液体和气体中均可发生,但严格而言,只有在固体中才是纯粹的热传导.而流体(气体和液体)即使处于静止状态,其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流.因此,在流体中对流与热传导同时发生.
(2)热对流:物体之间以流体为介质,利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性,传递内能.热对流是靠液体或气体的流动,使内能从温度较高部分传至较低部分的过程.对流是液体或气体热传递的主要方式,由于一般气体热胀冷缩现象较液体明显,气体的对流比液体明显.对流可分自然对流和强迫对流两种.自然对流往往自然发生,是由于温度不均匀而引起的.强迫对流是由于外界对流体搅拌而形成的.
(3)热辐射:物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波,而不必有任何介质,就可以达成温度平衡.热辐射是物体不依靠介质,直接将能量发射出来,传给其他物体的过程.热辐射是远距离传递能量的主要方式,如太阳能就是以热辐射的形式,经过宇宙空间传给地球的.物体温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500℃以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射.如太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射.
由此可见,热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的.在实际的热传递过程中,这三种方式往往不是单独进行的.
2.通过做功改变物体内能
除了热传递外,做功也能改变物体的内能.外界对物体做功,物体的内能会增加,物体对外界做功,自身的内能会减少.
做功是能量的转化过程,通过做功能量实现了转化,如:物体自由下落,重力对物体做功,将重力势能转化为动能.重力做功越多,物体增加的动能就越多.再如电水壶烧水,是电流在对用电器做功,将电能转化为内能.
所以,对物体做功越多,物体的内能增加得越多;反之,物体对外界做功越多,物体的内能减少得越多.
利用做功的方法改变物体的内能,实质上是两种不同形式的能量通过做功而实现的相互转化,即机械能或其他形式的能转化为内能.
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,即改变物体的内能,既可以通过做功,也可以通过热传递的方式.常见的对物体做功的四种方法:压缩体积、摩擦生热、打击物体、拧弯物体.
发型改变以后 第9篇
早饭前的谈话活动开始了,不如就让孩子们说说头发,我向宝贝们展示了一下我的发型。“宝贝们,老师的头发漂亮吗?”“漂亮!”几乎异口同声。鑫鑫抢先站起来:“老师的头发很直,像一条线一样,”阳阳也抢着说完:“我看老师的头发像一根针一样直。”鑫鑫反驳道:“瞎说,老师的头发有那么扎手吗?”我笑了,感叹孩子的语言表达能力和想象力。“那么,阳阳、鑫鑫你们来老师这摸一摸。”他们跑过来,用小手轻轻地摸了一下我的长发。阳阳笑了:“老师的头发不扎手。”我鼓励道:“不过你们发现老师的头发变直了,很棒!谁还发现了什么?”“我发现老师的头发变短了。”“我发现老师头发前面的刘海变弯了。”孩子们活跃了起来,这时不爱说话的明明站起来:“我看到老师的头发颜色变了,更黑了。”“老师的头发没有变颜色。”很多孩子反对,明明低下了头,但还是小声说着“就是变了”。我心想:我的头发颜色只是黑了一点点,这也被他发现了。“老师,你的头发到底变没变啊?”“老师的头发颜色是有一点变化。”我笑着说,“刚才明明看得很仔细,发现了其他小朋友没有发现的东西,值得表扬。”明明听我这么一说也笑了,自信地抬起了头。
一次剪发,这么常见的小事却引发了孩子们的一点争议。我想:教育就是那么的生活化。转换一些教育方式,在孩子的教育中多一些细心、思考,就会有意想不到的收获!