《拱形的力量》教学设计

《拱形的力量》教学设计（共10篇）

篇1：《拱形的力量》教学设计

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状──拱形。下面是小编为你整理了“拱形的力量教学设计”，希望能帮助到您。拱形的力量教学设计（1）

一、教学目标

1、科学概念

拱形能承受很大的力；

让纸拱承受更大压力，不仅抵住拱足一种方法；

2、过程与方法

深入思考，提出增强拱形承重能力的方法，并动手实践探究，自己发现拱形的力量特点；

3、情感态度与价值观

引导学生关注拱形结构在生活中的应用。

激发学生课后继续探究拱形的承受力的浓厚兴趣。

二、教学重难点

重点：设计实验让纸拱承受更大的压力。

难点：如何更好地发挥出拱形承受的受力特点。

三、教学准备

学生材料：各种纸拱、垫圈、记录单

教师材料：自制课件、演示用的凳子

四、教学过程

（一）情景导入

1、课件出示：赵州桥（图片）

还记得赵州桥吗？桥洞什么形状？（拱形）

2、这座桥离我们这么久远，为什么还这么牢固？（生发言）

3、今天，我们就从“拱形的力量”上去找找答案。（板书：拱形的力量）

（二）探究新知

活动一：认识拱形

1、要研究拱形，我们先来认识一下拱形。

2、介绍拱形：纸拱上面最突起的部分叫做“拱顶”；下面与左面接触的部分（即纸拱的这两端）叫做拱脚，也叫拱足；两拱足之间的距离叫“跨度”。

活动二：拱形承受压力的测试

1、接下来，我们就用纸拱来代替石拱桥，垫圈代替桥上的重物，进行“赵州桥”承受压力的模拟实验。实验前，有几点想法与大家交流下：

（1）认真观察，及时记录。

（2）垫圈如何放？（①轻放②一个一个地放（实物演示/课件出示）③正中间）

（3）实验中，如果纸拱褶皱了，还能继续用吗？（换纸拱）

（4）倒塌标准？（以纸拱碰到桌面为准）

（5）老师遇到一个问题：垫圈放到第三个塌下去了，我们说这个拱形能承受几个垫圈？

课件出示：温馨提示1、2、32、现在，请同学们像老师这样把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形，放在纸板上。

3、材料员领取垫圈，开始分组实验，教师巡视指导。

4、交流汇报。

（1）哪个小组愿意把自己组的发现与大家一起分享？

（预设：拱形承受力不好；拱形承受力强；）

（2）说的具体些，垫圈放上去，纸拱怎么样了？

（预设：马上塌了）

（3）纸拱的“拱脚”又有什么变化？

（预设：很快向两边伸展开了）

活动三：挑战——让拱形承受更大的压力

1、老师比较贪心，我想让我们的纸拱能承受更大的压力，你有没有什么好的方法？

2、小组讨论，确定方法。（看看哪个小组的方法最多）

3、全班交流，各小组确定研究因素。

（预设：跨度；宽度；抵住拱足的数量……）

4、好，我们来比一比，看看哪个小组的纸拱最有本事。

5、材料员领取相应的材料和记录单，开始分组实验，教师巡视指导。

6、全班交流汇报。

（三）课堂小结

通过改进实验，大家的纸拱承受压力的能力都大大增强。全班都挑战成功，祝贺你们。

拱形的力量教学设计（2）

教学目标：

科学概念：拱形由于可以通过材料向下和向外传递承受的压力，所以能够承受较大的压力。

过程与方法：能根据拱形结构的形变来分析受力的状况；能够在实验的过程中进行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多压力的原因。

情感态度与价值观：关注拱形结构与技术的结合及在生产生活中的应用；认识到不断深入研究的重要性。

教学重点：

在结构性活动中构建“拱形由于可以通过材料向下和向外传递承受的压力，所以能够承受较大的压力”的科学概念

教学难点：能根据拱形结构的形变来分析受力的情况。

教学准备：做拱形的纸（7），课件（教师用），铁垫圈，塑料杯、镊子。

教学过程：

一、谈话引入，激发兴趣

1、谈话：上节课我们基于[各种形状的钢材]这一现象研究了形状与抗弯曲能力的研究，谁能来说形状与抗弯曲能力之间有什么关系？为什么与平的横梁相比，改变形状后抗弯曲能力会增强呢？（预设：改变形状后，虽然减小了纸的宽度，但却增加了厚度，从而大大增强了纸的抗弯曲能力。）

2、老师今天还带来了一些具有悠久历史的建筑图片，在这些建筑在设计上都运用了一种形状？请大家仔细看是什么形状？（播放课件：拱桥、拱门……）学生介绍发现——拱形（预设）

3、一问：这些建筑都采用了拱形设计会是什么原因？

4、学生谈初步看法（预设：形状与抗弯曲能力的关系）。

5、揭示课题：今天我们就一起来研究一下拱形是不是真的能增强抗弯曲能力，它的承重力到底有多大？[拱形的力量]

二、拱形与横梁承受压力的比较测试

1．怎么研究呢？是不是增强了抗弯曲能力还需要跟什么作个比较？

2．用同样厚度的纸条，分别搭一个拱形的纸桥和平桥，它们承受垫圈数量情况会有什么不同吗？

4．演示实验，并记录（重复）。

5．从实验中[有什么发现]？这些信息说明了什么？[解释]

6．二问：为什么同样的纸片，拱形能承受更大的压力？

7．学生发表观点（并画示意图）

8．看来刚才的实验我们认为是进一步支持了我们同学的观点，是吧？刚才在测试拱形承受力的实验中，谁还有其他什么发现？它的形状发生了什么变化？

9．学生汇报交流，纸拱受压时拱足向两边推开。师介绍拱形：下面与纸板接触支撑拱的部分叫做“拱足”（板书标出拱足）教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而产生让“拱足”向两边外推的力是怎么来的？（并画示意图）

10．面对这种的一种现象，你又想怎样继续研究？为什么会想到这个问题？

三、使拱形承受更大的压力

1、用物体抵住拱足能不能增强纸拱的承重能力？怎么做？

2、学生小组讨论，制定实验方案。

3、如果用两本书抵住后真的增强了它的承受力，接下去你们还想怎么做？

4、实验、并记录。

5、学生汇总数据。

（1）分析、观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，[有什么发现]？

抵住拱足的书本越多，能承受的垫片就越多。

（2）[怎么解释？]用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力；

6、三问：为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力？

7、学生尝试解释（追问：还是因为改变形状的原因吗？通过今天的研究，你对于结论的得出又有什么新的看法？）

8、小结：（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。抵住这个力，拱就能承受很大的重量。）

9、思考：是不是无限的增加两侧抵住拱足的书本，拱形的承重力也会无限的增加？

四、搭建一个瓜皮拱

1、谈话：说得真不错，为了表示奖励，今天老师送大家一个礼物，想要吗？

2、课后活动：冬瓜拱承重力挑战。并思考其中的原因。

五、巩固落实

1、看教材，回顾所学

2、完成作业本，并记忆关键知识点

六、拓展延伸

我们的古代人民就利用聪明才智巧妙的利用了拱形的力量，作为更富有创造精神的现代人在我们的生活中又是如何利用拱形的呢？请大家课后收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。

拱形的力量教学设计（3）

教学目标：

知识方面：

理解科学概念：拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

能力方面：

能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变推想它受力的状况。

情感态度价值观方面：

让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

教学重点：

学生在实践探究中能根据拱形的形变来分析拱形受力的状况。

教学难点：

学生能根据拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况。

教学准备：

学生：拱纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽若干个

教师：拱纸10条、平纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽25个、课件

教学过程：

一、课前回顾 复习旧知

1、横梁的抗弯曲能力与什么有关？

2、纸梁的宽度、厚度与抗弯曲能力有什么关系？

3、为什么改变形状能提高材料的抗弯曲能力？

二、创设情景 导入新课

1、导入：同学们，（师出示一张纸）看老师手中的这张纸。（把它平放着，用手托住纸的两端将纸平放在两手之间，纸塌下去了）它连自身的重量都承受不起，这样柔软无力的纸你能用什么办法让它至少能承受自身重量不塌下去吗？然后思考如何让一张纸承受更大的压力呢？

2、还记得我们学过的课文《赵州桥》吗？

课件展示美丽的赵州桥图片及多幅拱形建筑图片。提问：观察这些图片在形状上有什么特点？（拱形）“这座赵州桥离我们这么久远，为什么还这么牢固呢？学生观察，发表各自建议。谈话：是这座赵州桥里面有拱形吗？还有很多建筑物也设计成拱形，如天安门城楼、法国铁塔、相城中心商贸城、悉尼大桥等，为什么人们要把建筑物设计成拱形呢？”拱形真的有这么大的力量吗？（板书课题：拱形的力量）今天就让我们一起来研究一下“拱形的力量”（板书）

三、动手操作 验证假设

1、师：要了解拱形的力量有多大，我们不妨拿一张拱纸和一张平纸来做个比较，（出示拱纸、平纸）

2、师：（1）这两张纸的材料和大小都一样，跨度都是12厘米，现在如果在纸的中间轻轻地放垫片（出示垫片），你们估计一下哪张纸的承重能力强一些？

（2）检验一下，以碰到这个面为标准。请数好。

3、相同材料和大小的纸，哪种形状的承重能力强一些？

4、现在你的脑海中冒出了什么问题？

为什么拱形纸的承重能力比较强呢？你能做出自己的解释吗？

5、刚才大家只关注纸能承受几颗垫片，忽略了它在承重过程中形状的变化，看一看当老师在两种纸上各放1个垫片时，平纸和拱纸的形状各有什么变化？放2个、3个垫片呢？

6、学生汇报：平纸向下凹，拱纸的脚（拱脚）向两边推（伸展）开去。

如果再在上面加一个垫片，平纸往下凹得更厉害了，拱脚也向两边推（伸展）得更开了。

7、（1）静止的拱脚向两边推开，说明肯定对它施加了一个力，我们把这个力称为外推力，那么这个外推力来自于哪里呢？（垫片向下的压力）

师出示悬空的垫片，这样吗？压在拱纸上的垫片对拱纸产生了一个向下的压力。

（2）垫片的压力是向下的，而“拱纸”的拱脚怎么会向两边推（伸展）呢？谁能解释一下这种现象？（向下压的力传向两边，所以，“拱脚”才会向两边推。）

8、小结：

（1）动画演示（拱形受力状况）。

（2）出示文字（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。）

四、总结提高 理论升华

当我们把台历纸弯曲成拱形的时候，两边用书抵住，再放上硬币，大家猜一猜又会发生什么样的奇迹呢？学生动手操作，发现拱形结构能承受较大的力。

深入组内，观察学生的实验过程。

总结：当我们使用相同材质的纸板时，我们把拱脚的位置垫得越高，这个拱形能够承受的压力就越大。

课件展示，图示解析：当拱形受到一个压力的时候，它就会把这个压力分解成向下的压力和向外的推力，此时当我们抵住这个力，拱形就能承载很大的重量。拱形是所有结构中唯一一个产生外推力的结构，所以拱形结构又叫推力结构。

五、搭建一拱 参与体验

1、师：刚才研究的拱都是老师发给大家的，想不想亲自动手来造一个拱呢？（投影：齐心协力来造拱）。

2、10个学生为一组搭建一个拱。

3、其他同学自由选择：

①看同学造拱，参与讨论。

②改进或继续拱纸的研究。

4、拱的承重测试。

5、对做得好的学生奖励拱形结构的知识小卡片。

六、探索奥秘 拓展延伸

同学们，今天我们探究拱形的力量，探究得很有力度，我们通过实验探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。对了解生产、生活中的拱形，起到一定的作用。其实我们生活中，有很多的拱形形状的物体（课件展示）。还有在我们的身体内就存在着拱形的物体。（课件展示）大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。

七、课外作业

制作一座纸桥

之前我们已经学习了抵抗弯曲的方法，还有桥的不同种类，课下请同学们结合所学过的知识，组内研究并制作一座桥。

篇2：《拱形的力量》教学设计

郴州市九完小 邓 旭

一、【教材分析】

《拱形的力量》是教科版科学教科书六年级上册第二单元的第三课，学生通过前面两课的学习已初步了解改变材料的厚度和形状会增强抗弯曲能力。在本课中，提出了一种新的形状——拱形。拱形结构是一类很重要的结构，应用广泛。拱形结构有的书又叫推力结构，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。研究拱形的承重特点更具趣味性和挑战性。教材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。

二、【学情分析】

通过本单元前两课的学习，学生对增加材料厚度和改变材料的形状可以增加物体抗弯曲能力的探究已产生了非常浓厚的兴趣，在这氛围下相信进一步探究拱形，学生们的热情会更加高涨。

三、【教学目标】

科学概念

1、拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

过程与方法

2、根据学生原有的逻辑思维能力与学习水平，我对本节课的教学流程作了如下处理：①激趣导入，引出问题。②大胆假设，自主探究。③总体评价，归纳小结。④探究活动延伸。这样处理符合认识论过程和科学探究的要求，既体现了“从生活走向科学，从科学走向社会”，又“注意科学探究，提倡学习方式的多样化”，使课程结构自然流畅，学生易于接受。从提出问题走进探究，在做中学，又带着问题走向生活、社会，把探究的空间拓展到课外，拓展到了日常生活。

3、能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。学生在实验探究活动中，如何进行实验，如何分工合作，如何处理数据，实验中出现与探究课题不同或与生活常识有矛盾的问题，应如何对待，也需在实验探究过程中引导学生正确处理，并鼓励学生大胆尝试。培养学生实验动手能力的方法，一是让学生在实际操作中逐渐提高；二是教师在实验过程中给予恰当指导。

情感、态度、价值观

1、让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

四、【教学重点、难点】

1、弄清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。

2、拱的受力原理和如何更好地发挥出拱的受力特点。

五、【教学准备】

1、教师准备：相关的图片资料，做拱形的纸，课件（教师用）。铁垫圈、螺帽若干，垫板（三层板裁小长21cm、宽10cm大小），自制搭拱积木（二至三组）。

2、学生准备：每生带四五本书用于抵住拱足。

六、【教学过程】

一、激趣引入：

师：请同学们看一张图片，这一张图片是什么？（课件一）

生：鸡蛋

师：鸡蛋，大家都认识。

师：今天老师也准备一个鸡蛋，真正的鸡蛋。

师：今天老师用鸡蛋做一个有趣的游戏，在做游戏之前，我请全班推选一名最强壮、最有力气的同学上来和老师一起完成这个游戏。

师：游戏是这样的，把鸡蛋放在手心中，五指并拢。在鸡蛋上均匀地用力。我给你一分钟时间，看看你能不能在一分钟之内，把鸡蛋弄碎。下面的同学猜测一下，这位同学握住一个这么薄的鸡蛋会出现什么的结果呢？我们拭目以待。我一喊开始，下面的同学为他喊加油！好吧！

师：开始，加油！加油!加油!师：鸡蛋弄碎了吗？ 生：没有

师：你感到吃惊吗？ 生：吃惊 师：你想有什么问题问老师吗？

生：就是想知道一个小小鸡蛋为什么没碎？ 师：我想这个同学的疑问也是大家的疑问。

师:通过这节课的学习，我想大家对这个问题有一个答案。师：下面，请同学们跟随老师的步伐一起来研究拱形中的学问《拱形的力量》

揭示课题《拱形的力量》

二、新授

师：（1）请同学们观察几张图片（课件三--八）

师：（2）这些建筑在形状上有什么共同之处？（课件九）

生：拱形。

师：猜一猜：为什么这么多的建筑物都有带有拱形的呢？（课件十）

生：拱形抗弯曲能力强。

生：可以承受很大的压力。

师：是这样的吗？

师：下面我们来做个实验：测试纸拱承重能力

师：做这个实验需要的材料：1张卡纸，若干垫圈。

师：做这个实验的步骤：

1、做拱形时，把纸先卷一卷再松开，做成一个拱形。

2、垫圈必须轻轻地放在中间。

3、拱足距离相同。

4、观察纸拱是怎样变形的。

5、实验操作完后，整理好实验器材。师：请同学们按照实验步骤结合拱形示意图开始实验吧！师：实验做完了吗？哪组同学来汇报实验结果。

师：刚才在做实验时发现纸拱有什么变化？

生：有。

生：“纸拱”向两边伸展。

师：请大家再在上面加一个垫圈，观察一下是不是有新的变化，纸拱随着压力的增大，你发现它的形状有什么变化？

生：拱形的足伸展得更大了，最后就平了。

师：哪个部分承受着垫圈的重力？(拱顶)

师：你能解释这种现象吗？“纸拱”为什么会向两来伸展开去？（课件演示：垫圈的重量压在了拱上，拱的全部重力传到两个拱足，这个力向下，向两边传去，使拱足在垫板上向外滑动，拱就伸展开了。）师：拱形承载重量时，能把压力向下、向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。

师：通过刚才的实验知道了纸拱受力变形的原因，你有什么办法使纸拱不容易变形，能承受更大压力？承受几个垫圈你能预测一下吗？用实验检测下看行不行。

生：用东西抵住拱足。承受4个垫圈。

三、让拱形承受更大的压力

师：怎么使纸拱承受更大的压力？你打算怎么做？先将自己的方案写下来，再汇报。

师：（教师演示课件说明:拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。拱形受压时会产生一个向外的推力，如果能抵住这个力，拱就能承载很大的重量。）

师：从同学们刚才的实验中我们看到抵住拱足的物体的多了、重了，拱的承重能力就增强了！

师：那现在老师有个问题了，要是我们继续在旁边加书本，拱是不是会一直都这样，承受的物体越来越多呢？（引出极限、“限载”的含义）

师：大家都非常认真，终于将拱形的受力情况分析的清清楚楚。

四、拓展延伸

师：同学们，今天我们都做了一回拱桥设计师，玩得很有兴致，探究得很有力度，我们通过实验探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。对了解生产、生活中的拱形，起到一定的作用。

师：找一找我们身边有哪些拱形结构？

五、分享学习体会： 这节课，你有什么收获？

师：其实我们生活中，还有很多的拱形形状的物体。比如在我们的身体内就存在着拱形的物体。大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。

六、课堂测验：

（一）、知识广场

1.拱形受力时 能把压力（）和（）传递给相邻的部分。拱形各个部分受到压力时会产生（），如果能抵住拱形的（），拱就能承受巨大的压力。

2.赵州桥就是根据拱形能增加（）的原理造成的。

（二）、问题城堡；

你认识哪些建筑物属于拱形建筑？它们都是什么材料制成的？

篇3：《拱形的力量》教学设计

一、创设情境、聚焦探究主题

【教学设计】

教师出示幻灯图片并提问:请同学们观看这些古今中外建筑的图片。经历了这么多年, 这些建筑都还保存得这么完好, 你有什么发现?能提出什么问题?

师生共同讨论、聚焦探究主题:是不是拱形能承受更大的重力?为什么拱形能承受更大的重力?

揭示课题:拱形的力量

小学生的科学探究是从问题开始的, 是一个不断提出问题和解决问题的过程。现代教学观认为学生是问题的提出者与改造者, 教师应该呈现给学生一片自由的广阔领域, 把学生置身于问题情境中, 帮助他们积极主动地确定和解决问题。使他们尝到发现问题和聚焦问题的喜悦, 形成对科学问题意识的自我追求, 学会正确地分析问题、聚焦问题。

选择了一个合适探究的问题, 并不算聚焦问题的完成, 探究问题并不是探究目标, 小学生必须将探究问题转换为探究目标, 以陈述、疑问等形式, 用简洁的文字表述一个真正的探究题目。只有准确地表述出这个探究题目, 才能代表聚焦问题的结束。总之, 聚焦问题是一个不断从朦胧、粗略的探究方向向具体、明确的探究目标逐步逼近的过程, 也是学生思维不断碰撞、融合、提炼的过程。追求简约的课堂, 就是要突出重点, 切口小, 研究深, 力求真正体现“一英寸宽、一英里深”的思想, 要善于在一个可操作的小题目里做出大文章。

二、优化策略、提高指导效率

【教学设计】

教师示范做一个纸拱, 并讲解、板书拱的各部分名称。 (拱顶、拱足)

讨论:是不是拱形能够承受更大的重力, 应该怎样来研究?

(1) 用一张拱纸和一张平纸来作比较, 这两张纸的材料和大小都一样, 跨度一样。

(2) 分别在平纸中间和拱顶轻轻地放垫圈, 以不碰到桌面为标准。记录垫圈个数。

科学探究活动中教师的指导策略, 一直是科学教师们研究的重要课题。“简约课堂”教学过程中教师的指导作用并不应该被削弱, 而是应该优化指导策略, 提高指导效率, 实现探究活动的有效展开。教师首先要把握指导重点, 不再花费大量时间作“事无巨细、面面俱到”的指导, 而是要根据实际, 对学生来说的确是比较难的问题、环节才作适当的提示, 为学生留下了充足的探究空间, 让其“跳一跳才能摘到桃子”。

其次要点面结合, 既要注重对全班学生共性问题的指导, 更要加强对小组、甚至个别学生的指导。可以这样理解, 教师在观察、实验活动前主要是对全班的指导, 活动过程中则是对有一定困难的小组、个别同学的指导。最后, 教师的指导要随机嵌入, 高效的教师指导应当是“不留痕迹、润物无声”的。作为引领者的教师, 不仅要关注学生经历探究活动, 更要重视对各个活动的内在联系的把握, 在学生的实验过程中起到点拨、引领、促进的作用, 提升活动的价值。

三、整合活动、分步有序推进

【教学设计】

学生分组观察、实验活动:

活动一:平纸与拱纸承重能力的比较以及拱形纸受压后形状变化观察。

(任务单1内容: (1) 相同跨度的平纸和拱形纸承重能力比较。 (2) 用箭头画出压上垫圈后纸拱形的形状变化。)

(6～7分钟后教师发放任务单2, 内容: (1) 使拱纸承受更大的重力, 我们有什么办法? (2) 试一试, 能够承受几个垫圈? (3) 说一说这样做的理由。)

活动二:怎样使拱形承受更大的重量?

(7～8分钟左右后教师发放积木及问题卡, 问题卡内容:用积木搭一个拱, 小组讨论积木搭的拱不塌的原因是什么?)

活动三:搭一个积木拱, 分析不塌的原因。

“简约课堂”提倡引导小学生经历一个自主的、较长时间的、连续不中断的观察实验活动。与传统课堂教学比较, 这个观察实验活动有这样一些特点:首先, 学生动手动脑进行观察实验活动的时间比较长, 接近20分钟, 几乎相当于整节课的一半时间;其次, 这是一个连续不中断的活动, 或者是由几个小活动有机整合成的一个大活动;再次, 是在教师指导下, 小学生经历的自主性很强, 活动时间和活动空间都很充分的观察、实验活动。“任务单”、“问题卡”和有结构的实验材料等, 都是有效推进观察实验活动的很好载体。

“任务单”即向学生布置探究的任务。《拱形的力量》一课教学中, 将探究的问题以任务的形式出现, 然后为学生提供充足的探究时空, 让儿童以小组为单位共同完成。在完成了前一个观察、实验活动后, 教师又以“任务单”的形式引导学生将探究活动持续下去。将学生的探究活动引向深入。

有些需要引导、组织学生展开讨论的观察实验, “问题卡”是一个好形式。上述教学中的“问题卡”, 要求用积木搭一个拱, 并引导学生在小组中讨论积木搭的拱不塌的原因, 有效推进了探究活动的继续进行。

实验材料的发放时机选择, 也是分步有序推进观察实验活动的好载体。教学过程中教师并没有把积木直接放在各小组的实验桌上, 而是在学生们经历了“活动二”并作了记录后, 教师才给各小组发放了一组积木, 确保了实验活动的有序进行。

四、有效研讨、建构科学概念

【教学设计】

交流研讨:

(1) 为什么拱形纸的承重能力比较强呢?能作出自己的解释吗?

(2) 使拱纸承受更大的重力, 有什么办法?还有其他的方法吗?

(3) 积木搭的拱不塌的原因是什么?

(教师根据学生回答板画、板书。)

传统教学中, 科学教师们比较重视活动前的准备和实验活动两个环节, 特别是在活动前的指导上, 花费了大量时间, 导致活动以后的交流与研讨的时间十分有限。“简约课堂”教学策略恰恰要求充分、有效地展开实验活动后的交流与研讨, 以帮助学生建构科学概念。

在实验活动之后, 让学生自己来分析整理数据, 不仅能学会一些科学的统计分析方法, 而且从分析的过程中反思自己的实验, 并相互质疑。反思是一种重要的科学思想, 实验活动结束后, 通过观察各组数据的差异, 看看自己的研究中有什么问题, 有什么值得改正, 有什么忽略了, 这将有助于学生更加周密地考虑自己的研究计划, 更加规范地进行操作, 有助于培养学生严谨的科学态度。互相的评价也有助于学生质疑精神的培养, 同学之间的评价, 需要表达自己对他人某一观点、证据、行为的肯定或异议, 分析其形成的原因, 阐明自己的理由。这种评价, 不能停留在判断正误的层面, 需要学生表达自己的观点, 用证据证明自己的观点, 以证据让人信服。可以看出, 整个交流与研讨的过程, 是儿童的科学思维积极参与的过程, 学生的思维水平达到了一个新的层次。

亲历科学实验活动过程, 让儿童收集到大量信息, 儿童常常依靠感知到的信息形成的直觉来判断事物, 形成一些有关科学的初始概念, 但这些概念往往是不全面的。在此基础上, 鼓励学生进行信息的加工, 在这个过程中, 充满了学生不同的个人概念和认识之间、个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的“冲突”矛盾和斗争。学生在这样的过程中, 进一步暴露和明确了自己的已有概念和认识, 感受不同观点和解释之间的一致与差异。这一阶段包括两个环节。 (1) 澄清与交流。学生经由小组讨论、对比、解释彼此的前概念的异同, 并与教师的意见交换、沟通, 呈现可能的认知冲突, 进行同化与顺应。 (2) 建构新的想法。《拱形的力量》一课教学中, 经过有效的交流与研讨, 把信息转化为科学实证, 学生对拱形能够承受更大重力的原因有了充分认识, 形成新的概念。

篇4：拱形的梦境

这段绚丽多彩的影像在观众的脑海中久久挥之不去，而对于策划和制作人员来说，整个影片的视觉享受是相当奢侈的，“这是我们首创的特种影院，有一定的难度。在这里，我们设置了28部投影仪，它们就是这场幻境的造梦者，”制作部部长胡元说“对我们而言这并不仅仅是一个影片，也是一出宏伟壮丽的海洋音乐剧。”

充满梦幻色彩的“圣亚深海传奇馆”实际上是一个高科技体验馆，它以“深海历险”为主题，采用世界尖端多媒体技术，结合电脑综合控制的机械联动及声、光、电仿真模拟等，集结形成了一个神秘惊险的深海体验区和雄奇瑰丽的拱形天幕影院区。深海体验区将带给游客一段魔幻、神秘、刺激的旅程，真假难辨的幻影、会说话的诡异油画、让人失去平衡的奇地小屋、摇摇欲坠的索桥、无路可退的万丈深渊、不断下陷的泥潭、动人心魄的海底火山，都给游客们带来了视觉、听觉、触觉等全方位的体验。“这些刺激和享受我们都可以为游客制造出来，”艺术总监肖迪说“从他们的眼神和反应就可以知道我们完成得很好。”

博涛为圣亚重金打造的拱形天幕影院是场馆的核心项目。这是国内首个拱形天幕影院。影院高5米，长40米，宽10米，成像面积达638平方米，180度的拱形天幕循环放映深海探奇主题的超高清影片，画面解解析度高达14K，横向分辨率达到4800万象素，其画面尺寸是4K数字电影的5倍。

艺术总监：肖迪

这个史无前倒的突破给游览者带来了惊喜与欢乐，那么此次圣亚的项目对旅游行业有怎样的意义？

《圣亚深海传奇》对我们来说是一个命题作文，游客的要求越来越高，传统的海兽展馆和表演已然不能满足游客的胃口，委托方也希望我们提供一个更吸引人，更加震撼的方案。从七月份投入使用到现在，业绩是有目共睹的，我们已经给委托方带来了预期的收益和影响力，最重要的是我们通过观众的眼神和表现看到了惊喜与欢乐，得到了大家的认可和赞许，对我们团队来说更为鼓舞。不能说我们对行业有多大的影响，但我们把未曾遇过的难题一一解决，根据实际情况去做突破性的设计和创造，把优秀的创意实现，带给大家新奇的感官体验，这是整个项目最棒的部分。

目前作为公司的掌舵人，你为什么会带领团队拓展以圣亚项目为代表的特种影院行业？有怎样的行动策略？

因为好玩儿，震撼，有趣。特种影院这种形式可以高效率地接纳和吞吐大量游客，给人带来极佳的视觉感官刺激和享受，包括它超大的屏幕，定位式的环绕巨震音响效果，加上座椅和互动装置，可以把我们博涛在内容设计和开发方面的优势发挥到极致。这个项目比较唯美、平静，而下一步我们会尝试更加惊险刺激的内容，争取做到又美又刺激。

现在很多硬件企业在内容播放方面设置障碍。采取近乎垄断的模式。使得客户在影片的选择上非常受限，尤其是选择外国硬件品牌的客户，不得不花大价钱购买进口影片，对此，博涛的优势有哪些？

这个垄断可以分成两方面，一种是硬件和技术上的，一种是国人心态上的，这些垄断早晚会消失的，这个平台会越来越开放，随着国内公司实力的增强，制作技术和水平的不断提高，我们完全可以自己做好，现在国内的一些作品完全可以与国外顶尖公司相媲美，这次的项目我们也得到了国外同行公司的高度认可。我们公司的优势很明显，就是特别善于内容上的策划和开发，而且我们每个人都是“Work For Fun”，对每个项目都饱含激情，创作激情都很高涨。我们期待下一个项目做得更加精彩，对此我们很有信心。

你对国内的多媒体市场有怎样的期望？

国内的市场很大，全世界都盯着我们的市场，但是国内的好多客户都“重硬轻软”，他们愿意花大价钱去购买优质的硬件，却不太重视所运行的软件和内容，这是不太正常的现象，其实项目中的所有的设备和硬件的设计都应该围绕着内容进行，不该只给内容设计留下很小的预算，搞得非常紧张，效果完全出不来。这是国内的需求和国外成熟的特种影院运作完全相反的部分，也是国内亟待改善的方面。

项目策划：赵慰

怎样的契机促成了这个项目？

多媒体项目在国内旅游项目中的应用越来越广泛。圣亚比较有前瞻性地预见了这样一个市场趋势，加上我们在以往项目中积累了比较丰富的经验，所以在方案设计初期的讨论阶段就一拍即合。

为什么把影院设计成长廊的形式？

首先肯定是场地限制。第二个原因是考虑到了巨大的游客量，因为圣亚一直以来在大连是最受欢迎的景点之一，我们的这个项目又处于海兽表演场的下游，在设计时要考虑到最多可能每隔一小时就会有1500人的人流冲击，这种形式更有利于人流的疏导。另外从意义上讲，之前的圣亚118米海底隧道曾经轰动全国，开创了国内海洋馆观景的先河，现在我们用40米的数字化深海长廊延续这一辉煌。

在设计过程中有什么样的困难？

这个项目难点比较多的，因为它的体量非常大，28个通道的拼接融合技术、解决狭长空间内的透视问题、控制声音的混响时间甚至防火问题等等，这些困难都在预料之中。不过后面制作团队的能力和经验给了我很大信心。

对这个项目满意吗？你认为下一个项目会是什么样的？

基本上达到了我们和客户的预想标准，效果反馈也比较好。至于下个项目，目前还处于保密阶段，我就不多说了，大家敬请期待吧。

项目总监：胡元

这是国内第一个拱形长廊影院。算是一个挑战吧？

对于我们来说每一个项目都是机遇和挑战，而作为国内第一家尝试拱形屏幕形式的项目，国外也鲜有这种影院。创新和突破总比墨守成规容易收获成果。每冲破一个难关就让我们提高了一个层次。

我们看到40米长廊的拱形天幕影院气势恢弘庞大，效果也非常震撼。那么此次项目最大的难点及最难突破的部分是什么？

对于制作部来讲，最大的问题在于长廊影院没有固定中心点的主画面，观众们不在一个视角上，各有不同的朝向，这些特殊的角度，长廊的空间，和拱型幕不固定的透视点，所有技术上的难度使得我们要考虑得更加周全，面面俱到地照顾到每一位观众，令大家有相同的体验和享受，所以这要求我们在情结的设置，剧情的安排，软件程序开发方面都有着特殊的考量，根据一些实际镜头计算镜头的畸变，使观众看到的不是一个“移动的壁画”，而是活灵活现的正常透视的海底生物。

首次尝试这种大型的拱形天幕影院，对于放映的效果有什么制作上的要求？

由于体量和面积特别大，观众站在不同的角度和位置，每个细节都很重要，没有所谓的近景远景，这使得对画面清晰度的要求非常高，我们应用了28个工作站连接28台投影机，而且全部是1080p高分辨率高清投影机，最终成像的画面总体超过了1万像素，给制作带来了一定的难度。因此我们从前期模型的精度，贴图尺寸的要求都很高。后期巨大的渲染量也让我们为此专门做了几十万元的渲染平台RF，渲了将近两个月才完成。

这样大的体量。怎样把握制作与实景预览的效果？

为了便于制作与修改，我们在公司内部搭了一个1：4的测试环境，可以反复试验，预览到未来的播放效果，即便如此，还是与大屏幕上的播放效果有所不同，所以后期进行不断地修改和调整，所有的动画师都要适应这种特殊的透视与画面的行进速度。曾经有一个章节在第一版测试中并未达到我们所预想的效果，就直接砍掉了。

心疼吧？

不会的。我们对片子的要求非常高，就算过年时一起加班也要努力做好。得负责任啊，不能达到精品的程度，就连自己这关都过不去还怎么播放，我们不能给观众一个有瑕疵的影片。

由于长廊影院的特殊要求，这个以深海为题材的影片不仅带给大家带来视觉上的享受。更多的是感动与震撼。那么片子的立意是怎样的？

海洋题材的影片为我们带来的不仅仅是震撼效果。影片的每一个部分其实都有相应的主题和定位，设计过程中我们把握海洋生物的体形特征和运动规律，运用绚烂多彩的颜色。以情感的起伏为引导，除了保证观众视觉感官的享受，还为观众带来一些感触和领悟，关于洋世界壮丽的美景，自然界万物带来的感动，和保护环境热爱生命的意识。

工程项目经理：刘琳

在硬件方面有什么新的尝试和突破？

这个隧道式的影院系统本身就有不容易解决的问题，以前从未有人做过这个形状的影院。多角度多镜头的成像和通道拼接的设计，28个服务器的协同工作，以及后期的调整都比较复杂，设备的架设和投影机的光路计算的方面都有难度。这个项目从影片像素、制作体量、技术难度和硬件设施来说已经达到了一定的层级。当然了，事实证明我们完成得不错，反响也很好，难题也被一一攻克了。而且建设时间短，效率很高。

所用时间周期短？

是的，我们通过与客户畅通的沟通，公司很好的项目管理方式，高效保质的制作过程，加上良好的整合和调度的手段，整体上比国外同类型的项目所花费的时间少得多，从规划到建设完成总共用了6个月。

那么，客户服务也是很重要的部分，对此有怎样的细节上的关注？

篇5：拱形的力量教学设计

知识方面：

理解科学概念：拱形受到压力时，能把向下的力向下和向外传递给相邻的部分。如果能抵住拱形的外推力，拱形就能承受更大的压力。

能力方面：

能够边实验边思考，逐步深入地研究一个问题。能根据观察到的拱形产生的形变推想它受力的状况。

情感态度价值观方面：

让学生了解拱形在生活中的应用，同时体验科技的力量、创造的快乐。

教学重点：

学生在实践探究中能根据拱形的形变来分析拱形受力的状况。

教学难点：

学生能根据拱形受力后形状的变化，分析出拱形受力的状况。

教学准备：

学生：拱纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽若干个

教师：拱纸10条、平纸3条、垫圈30个、实验记录单、螺帽25个、课件

教学过程：

一、课前回顾 复习旧知

1、横梁的抗弯曲能力与什么有关?

2、纸梁的宽度、厚度与抗弯曲能力有什么关系?

3、为什么改变形状能提高材料的抗弯曲能力?

二、创设情景 导入新课

1、导入：同学们，(师出示一张纸)看老师手中的这张纸。(把它平放着，用手托住纸的.两端将纸平放在两手之间，纸塌下去了)它连自身的重量都承受不起，这样柔软无力的纸你能用什么办法让它至少能承受自身重量不塌下去吗?然后思考如何让一张纸承受更大的压力呢?

2、还记得我们学过的课文《赵州桥》吗?

课件展示美丽的赵州桥图片及多幅拱形建筑图片。提问：观察这些图片在形状上有什么特点?(拱形)“这座赵州桥离我们这么久远，为什么还这么牢固呢?学生观察，发表各自建议。谈话：是这座赵州桥里面有拱形吗?还有很多建筑物也设计成拱形，如天安门城楼、法国铁塔、相城中心商贸城、悉尼大桥等，为什么人们要把建筑物设计成拱形呢?”拱形真的有这么大的力量吗?(板书课题：拱形的力量)今天就让我们一起来研究一下“拱形的力量”(板书)

三、动手操作 验证假设

1、师：要了解拱形的力量有多大，我们不妨拿一张拱纸和一张平纸来做个比较，(出示拱纸、平纸)

2、师：(1)这两张纸的材料和大小都一样，跨度都是12厘米，现在如果在纸的中间轻轻地放垫片(出示垫片)，你们估计一下哪张纸的承重能力强一些?

(2)检验一下，以碰到这个面为标准。请数好。

3、相同材料和大小的纸，哪种形状的承重能力强一些?

4、现在你的脑海中冒出了什么问题?

为什么拱形纸的承重能力比较强呢?你能做出自己的解释吗?

5、刚才大家只关注纸能承受几颗垫片，忽略了它在承重过程中形状的变化，看一看当老师在两种纸上各放1个垫片时，平纸和拱纸的形状各有什么变化?放2个、3个垫片呢?

6、学生汇报：平纸向下凹，拱纸的脚(拱脚)向两边推(伸展)开去。

如果再在上面加一个垫片，平纸往下凹得更厉害了，拱脚也向两边推(伸展)得更开了。

7、(1)静止的拱脚向两边推开，说明肯定对它施加了一个力，我们把这个力称为外推力，那么这个外推力来自于哪里呢?(垫片向下的压力)

师出示悬空的垫片，这样吗?压在拱纸上的垫片对拱纸产生了一个向下的压力。

(2)垫片的压力是向下的，而“拱纸”的拱脚怎么会向两边推(伸展)呢?谁能解释一下这种现象?(向下压的力传向两边，所以，“拱脚”才会向两边推。)

8、小结：

(1)动画演示(拱形受力状况)。

(2)出示文字(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。)

四、总结提高 理论升华

当我们把台历纸弯曲成拱形的时候，两边用书抵住，再放上硬币，大家猜一猜又会发生什么样的奇迹呢?学生动手操作，发现拱形结构能承受较大的力。

深入组内，观察学生的实验过程。

总结：当我们使用相同材质的纸板时，我们把拱脚的位置垫得越高，这个拱形能够承受的压力就越大。

课件展示，图示解析：当拱形受到一个压力的时候，它就会把这个压力分解成向下的压力和向外的推力，此时当我们抵住这个力，拱形就能承载很大的重量。拱形是所有结构中唯一一个产生外推力的结构，所以拱形结构又叫推力结构。

五、搭建一拱 参与体验

1、师：刚才研究的拱都是老师发给大家的，想不想亲自动手来造一个拱呢?(投影：齐心协力来造拱)。

2、10个学生为一组搭建一个拱。

3、其他同学自由选择：

①看同学造拱，参与讨论。

②改进或继续拱纸的研究。

4、拱的承重测试。

5、对做得好的学生奖励拱形结构的知识小卡片。

六、探索奥秘 拓展延伸

同学们，今天我们探究拱形的力量，探究得很有力度，我们通过实验探究，弄清拱形能承受更大的力的秘密。对了解生产、生活中的拱形，起到一定的作用。其实我们生活中，有很多的拱形形状的物体(课件展示)。还有在我们的身体内就存在着拱形的物体。(课件展示)大家可以在下课之后去发现我们身边存在的拱形。看能不能用学到的科学知识解释它们。

七、课外作业

制作一座纸桥

篇6：《拱形的力量》教学反思

由于拱形不是直接依靠厚度或者形状来抵抗弯曲，那么怎么让学生感受到拱形抵抗弯曲时拱形本身和两端支撑物的关系呢?

教材中，为解决这一问题，设计了一个实验，即用书本支撑，制造一个拱形，在重物的压力下支撑物会像两端移动，最终拱形垮塌，第二次实验，用更多的书本当作支撑物，放上同样的重物，可支撑物并没有像两端移动，而是继续支撑，因此拱形也继续存在，由此凸显出支撑物力量大小的不同对与拱形抵抗弯曲能力的影响。

学生在看到这一实验后，自然而然的想到了拱形抵抗弯曲是和两端的支撑物有密切的关系，但能否让学生感受到这一关系呢?

篇7：六年级《拱形的力量》教学设计

六年级《拱形的力量》教学设计

1教学目标

1.认识拱形能够向下并向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。

2.能根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况，并通过瓜皮拱的受力情况推测拱形受力时各部分相互挤压的作用，进一步理解拱形承重的原因。

3.能积极参与合作学习，并在研究过程中边实验边改进，不断加深研究。

2重点难点

重点：

1.认识拱形受力时可以将力分散，并向下和向外传递，在拱足处转化成外推力和向下的力。

2.知道抵住外推力，可以使拱形承受更大的压力。

难点：瓜皮拱的受力情况推测拱形受力时各部分相互挤压的作用，进一步理解拱形承重的原因。

3教学过程

3.1 第一学时

教学活动

活动1【导入】导入

1.图片：各种拱形结构的建筑物（课件出示）——这些建筑在结构上有什么共同的特点？（拱形结构，板书拱形）

2.古今中外，从城市到相间，拱形建筑到处可见，让我们一起来认识一下拱形。

活动2【活动】研究拱形

（二）研究拱形

1.人们为何要将建筑物做成拱形？你是怎么想的？，真的如大家所说，拱形能承受很大的力吗？让我们一起来研究一下拱形的力量，导入及板书

2.要研究拱形的力量，必须先要制作拱，看看我是怎么做的（演示纸拱的制作）

3.猜猜看，这个纸拱能承受多大的压力，也就是能承受多少个垫圈？

4.到底怎样，让我们一起通过实验来测试一下，请大家先了解一下实验的要求：（课件展示）

5.分组实验探究

6.交流板书：可承受一定的压力

7.在刚才的实验中，你还发现了什么？（拱足怎么啦？）板画（师板画拱形——同时介绍拱形的拱顶和拱足）

（1）拱足向外移动了，这是什么原因造成的？

（2）拱顶受到的压力到了拱足变成了向外的推力，拱足部分真的有两个外推力吗，我们不妨体验一下：两人合作，一人拱顶处使力，另一人两个手指抵住拱足，体验外推力；

8.除了外推力，向下的压力还有吗？（演示实验：沙平面受力压痕，板画完整的受力图）

9.现在谁来说说看拱形受力有什么特点。课件：拱形受力时可以将力分散，向下和向外传递，在拱足处转化成外推力和向下的力。

10.进一步探究：如果我们不抵住拱足处的外推力，拱就会变形，那你有什么好的方法让纸拱不变形？（课件）这样做，承受的压力可能会怎样，真的吗？那我就按照你们的方法来试试看（演示实验）

11.交流：发现了什么？（1)承载力变大，（2）板画：形状又有改变）

12.从中你会提出什么新的探究问题？（怎样才能使纸拱承载更大的压力；如果我们用四本书分别抵住拱足处的外推力，拱承受的力将会„„六本呢？真的如大家所说吗？你觉得这个实验怎么做，实验时还要注意什么？课件4本书及温馨提示：6人一组，跨度不变，书本紧靠拱。

14.交流：说说你的发现——抵住拱足的力量越大，拱形承受的压力越大。课件： 结论

活动3【练习】延伸与拓展

1.研究瓜皮拱

课件：（1）梯形的五块瓜皮做成拱瓜皮为什么不垮呢？

（2）受压时会有什么现象发生？说明了什么？

课件结论：拱形受压，不单拱顶和拱足处受到力，其实拱形的每一个地方都受到力的作用。

瓜皮拱把受到的力向下、向外传递给相邻的部分，拱形的各部分相互挤压，结合得更紧密。所以在一定的重物下瓜皮拱不垮。

2.课件师述：拱形建筑，肯定不是靠人的力量抵住拱的外推力的，比如拱桥的拱足会顶住河的两岸，抵住外推力时需要的的力量来自于河堤的岩石或地面，力量强大，可以保证拱桥的稳定和坚固。

3.课件运用：现在你能解释为什么古代的城门大多是拱形？

拱形的力量教学反思

（一）教学设计反思

1、第一个实验环节中（探究纸拱是否有力量）不该过早揭示结论，而是让学生自己发现并总结，使之成为学生的内化知识。

2、第二个实验环节应由教师抛出问题“怎样让纸拱不变形？”再由学生自主提出将拱足抵住。并设计实验。

（二）教学过程反思

1、教学板块衔接处不够顺畅，一时紧张竟遗忘一个穿插小实验（让学生两人合作用手指抵住拱足感受其向外推力）

2、由于时间控制不够到位，以致结尾处未对西瓜皮拱的承重原理进行分析阐述，从而缺少对本课知识点的牵引与加固。

（三）存在问题反思

1、设计的教学内容环节较匆忙，没有给学生留下充分活动、感知、体验的时间。

2、教学板块设计意图应以学生探究为目的，而不是教师传授知识让学生验证。

3、运用教学语言不够熟练，精简，并出现了多次口误。这是不应该的。

（四）改进措施反思

1、教学设计应更严密、更科学。尤其要预留出学生活动的时间。

2、提高自己的教学素养，提高自己教学语言表达能力。多听、多学、多练。整堂课学生们在一种欢快的气氛中学习新知识。在教学中，让学生分组自己动手去掂一掂，让学生自主探索，为学生学习数学提供了一个广阔的空间，培养学生的动手操作的实践能力和探索精神，也提高了学生的综合能力。让学生在操作中思考，在交流中思考，在思考中探索获取新知识，充分发挥学生的主体性和积极性。

篇8：限位拱形金属支架设计及应用

1工程概况

平煤股份四矿位于平顶山矿区中部, 东与一矿、二矿相邻, 南与三矿相邻, 西邻五矿、六矿。矿区面积约20 km2, 矿区内最高点标高+505.6 m, 最低点标高+150.4 m, 属于低山丘陵地带。煤层厚1.6～3.5 m, 走势南高北低。煤层顶底板岩层多为砂质泥岩、泥岩、中粒砂岩, 围岩较软。

该矿1958年8月建成投产, 设计生产能力为60万t/a;1985年12月二水平投入生产, 新增设计能力60万t/a, 一、二水平同时生产, 矿井实际生产能力达到180万t/a。近几年通过技术改造, 2005年核定生产能力280万t/a。煤层分布情况自上而下为丁、戊、己、庚, 是平煤集团唯一实行四组九层煤联合开采的矿井。部分采面开采垂深在850 m以上, 加之受井田边界制约, 多条巷道叠加, 生产相对集中, 解决压茬关系十分困难。此外, 受采动及高矿压影响, 煤层顶底板较破碎, 矿压底鼓使运输巷道变形严重, 巷道支护难, 翻修周期短, 造成运输难、供风难、供水难、行人难等一系列问题, 影响煤矿安全生产。因此, 改变原有支护方式已成为解决巷道变形的关键。

2原支护分析

2.1原支护方式

四矿从建矿初期的坑木支护发展到水泥柱支护, 再发展到用工字钢、25U型钢、27U型钢、29U型钢、锚杆、锚索、W钢带支护。随着矿井开采深度的不断增加, 矿压逐渐增大, 25U型钢与27U型钢支护均不能达到安全支护要求, 现已停止使用。

2.2存在问题

井下大巷、运输轨道、运输胶带巷道、采区变电所、采区水泵房等永久巷道采用29U型钢4 550 mm收缩性拱形支架支护, 支护强度不够, 抗压能力差, 支架收缩量大, 巷道变形严重, 断面缩小, 对运输、行人、通风、瓦斯抽放、供水、排水等影响大, 且维修周期短, 维护工作量大, 材料投入多, 无法满足巷道正常安全使用, 安全生产难以保障。

2.3支护效果

经现场实地调查, 四矿目前变形严重的巷道有:一水平普强胶带上段;丁九采区的丁九运输轨道、丁九运输胶带和丁九专用回风巷;戊九采区的戊九运输轨道、戊九运输胶带和戊九专用回风巷;己三采区的己三运输轨道下段、己三运输胶带巷中下段;三水平穿层运输轨道下段;以及上述采区的变电所、水泵房。这些巷道中部分段使用普通的29U型钢4 550 mm收缩性拱形支架支护, 该支架为半圆形, 全长为10.4 m, 分4节 (2 700 mm长的U型钢腿2根;2 500 mm长的U型钢梁2根) 。净断面10.88 m2, 架好棚后净宽4 550 mm, 净高3 000 mm (图1) 。

在高地应力作用下, 支架易收缩变形, 达不到抗压要求, 造成巷道稳定性差, 甚至发生变形破坏。现全矿井失修巷道9 000余m, 其中, 严重失修巷道超过4 000 m, 形成了前面维修过去、后面接着维修的局面, 不仅投入人力、物力多, 有时还影响生产。

3限位拱形金属支架设计

为了解决支架收缩问题, 同时考虑巷道断面跨度大, 抗压、安全等需要的特点, 选用较29U型钢承受压力大的36U型钢 (支撑时间长, 且不易变形) 设计5 350 mm限位拱形金属支架。该支架为半圆形支架, 全长11.6 m, 分4节 (3 300 mm长的U型钢腿2根;2 500 mm长的U型钢梁2根) 。梁腿搭接500 mm, 净断面14.86 m2, 棚子架好后净宽5 350 mm, 净高3 470 mm, 梁腿扎角为80°, 以防止帮侧压挤出梁腿。该支架主要用于井下永久巷道, 替换变形严重的29U型钢4 550 mm收缩性拱形支架。

(1) 限位块由长100

mm、宽30 mm、厚20 mm的钢板割成斜边长104.4 mm的直角三角形。如果三角形限位块大于设计的长度或厚度, 在支架压力大收缩时易造成U型钢腿端头破坏。每个搭接处限位块设计为2块:一块在支架U型钢腿的U形槽内, 另一块在支架U型钢梁上, 距搭接端的端头600 mm处, 对称焊接 (图2) 。梁腿搭接500 mm, 使架好后的拱形支架梁与腿之间有100 mm的伸缩富余量, 矿压增大时拱形支架可逐步收缩, 防止拱形支架顶板突然下压时收缩过量造成的支架受力不均匀, 从而导致支架变形而缩小巷道断面。当支架因受压逐步收缩到搭接处600 mm时, 每个搭接处的2个限位块就像木楔子一样, 对称楔入, 使拱形支架受力越大, 限位越紧, 形成支架抗压、稳固的特性, 确保井下巷道设计需要的高度与宽度, 同时支架回收后能够修旧复用, 实现大额节支降耗。

(2) 36U型钢5 350

mm限位拱形支架相对于29U型钢4 550 mm收缩性拱形支架支护而言, 最大特点是36U支架宽5 350 mm, 高3 470 mm, 净面积14.86 m2, 返修时间为1 a以上;而29U型钢支架宽4 550 mm, 高3 000 mm, 净面积10.88 m2, 返修时间为6个月。

(3) 36U型钢5 350

mm限位拱形支架和工字钢梯形支护、锚杆、锚索支护相比, 抗压强度大。拱形支架之间有铁拉杆连接, 稳定性好, 对动压大、顶板和两帮破碎的巷道, 在其他支护无法使用的情况下, 使用该支架能起到很好的抗压稳定性, 且有钢笆网防护, 安全性高。

4支护工艺

拆除原变形棚, 扩帮、挑顶, 达到新棚架设条件后, 使用36U型钢5 350 mm限位拱形金属支架, 设计棚距500 mm, 棚梁腿搭接500 mm, 搭接处设3道双板卡缆, 每架共用9套双板卡缆、3道拉杆, 螺栓规格Ø36 mm×150 mm, 螺母扭矩不低于900 N·m。每架棚用12块600 mm×800 mm的钢笆网及大小板护帮。要求棚体端正, 迎山有力, 架棚时不得出现空顶、空帮、空肩现象。

5支护效果

目前, 36U型钢5 350 mm限位拱形金属支架的应用已超过1 a, 根据现场对己三运输胶带巷上段、丁九运输轨道、丁九运输胶带巷、戊九运输轨道、戊九运输胶带巷、二水平北大巷里段、三水平穿层运输轨道等处标注的时间及对腰线和支架中线的监测统计, 3个月和6个月时支架返修率均为0, 支架位移量不明显;9个月时支架返修率也为0, 支架位移量在10～50 mm, 而且支架无扭曲变形断裂现象;1 a以上巷道基本不需要返修就能满足生产需要, 只有戊九运输轨道和戊九运输胶带巷返修率为3%～6%。

实践应用证明, 该支架抗压能力强, 稳定性好, 使变形严重的巷道得到了有效控制, 保证了安全生产所需要的高度和宽度, 减少了拱形支架的变形、收缩, 延长了拱形支架的使用周期。

6结论

平煤股份四矿使用36U型钢5 350 mm限位拱形金属支架以来, 提高了支护强度, 有效控制了巷道变形, 降低了巷道返修率, 打破了严重制约井下安全生产的瓶颈, 保证了生产所需的有效断面, 提高了运输、行人、通风、瓦斯抽放等安全系数, 而且为矿井节约了大量支护材料费, 减轻了工人劳动强度, 安全效益与经济效益良好。

摘要：平煤股份四矿由于采区集中, 采深较大, 多条巷道叠加布置。受高地应力影响, 巷道压力大, 变形速度快, 原有巷道支护变形严重, 巷道维修困难, 且维修周期不断缩短。通过对井下巷道支护现状的分析, 决定采用新的限位拱形金属支架。实践应用表明, 限位拱形金属支架确保了生产所需的有效断面, 解决了井下供风难、供水难、运输难等问题, 保证了矿井的安全生产。

篇9：拱形的力量教案

龚 海 华

教学目标：

1、认识拱形结构和拱形受力的特点，了解拱形结构在建筑上的应用；

2、能根据拱形结构的形变来分析拱形受力的状况。

3、能够在实验的过程中进行思考，逐步深入地研究拱形比平形能承受更多压力的原因。

教学重点：

认识拱形能够增强抗弯曲的能力。

教学难点：

拱形如何加强抗弯曲的能力。

教学用具：卡纸、垫圈、尺子、自制课件

教学过程：

一、激趣导入：

让学生看一些拱桥的图片。问为什么桥要做成拱形，特别是在古代，材料还不是很多，强度也不是很好的年代。其原因在那里？

二、探究过程：

1、要研究拱形，我们先来认识一下拱形，介绍拱形：拱形的顶部，叫拱顶。拱形的这两端，叫拱脚，也叫拱足。

2、拱形承受压力的测试：

（1）实验：做一个纸拱，试试它能承受压力吗？

（2）学生分组进行实验(要求学生做好分工与记录)

（3）要求：测试纸拱能承受多大压力。

要求学生：细心观察在放垫圈的过程中拱的形状发生了怎样的变化？

学生汇报交流实验结果：

纸拱受压时拱足向两边推开。压力大拱足向两边移动的距离更大了。

三、使拱形承受更大的压力

1、如何让纸拱承受更大的压力？

2、学生谈自己的想法。

预设1

把纸拱的下面放一个支撑物。

预设2

把拱足粘住。

预设3

抵住拱足。

四、研讨：

与横梁相比较，拱形结构承受压力性能怎样？为什么拱形能承受那么大的压力？

五、分析：

1、整体观察数据，对比拱足被抵住前后数据的变化，得出结论。

（用物体抵住拱足能增强纸拱的承重力）

2、观察每个小组的数据，还有什么新发现？

（抵住拱足的木块数越多，能承受的垫片就越多。）

3、为什么抵住拱足能增强纸拱的承重力？

4、学生尝试解释

5、教师引导分析：垫片在拱顶的压力是向下的，而产生让“拱足”向两边外推的力，这个外推的力是怎么来的？

6、学生谈自己的想法。

预设4

压力可以向各个方向传递。

预设5

向下的压力可以向两边传递。

7、出示课件小结：

（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。向下压的力传向两边，所以，“拱足”才会向两边移。）

六、长寿的石拱桥

1、课件介绍有关赵州桥的资料

2、为什么赵州桥经历了一千多年，还如此牢固？

七、拓展延伸

拱形具有神奇的力量，它不仅仅应用在桥梁建设上，在我们的生活和生产中也随处可见，课后请大家收集生活中见到的拱形，并将它们记录下来。

《拱形的力量》教学反思

1.让学生挑战拱形的力量，就要拿出挑战的氛围来。

2.冬瓜皮、西瓜皮拱都是和前面纸拱重复的实验，呈现的目的是雷同的，有时候应该反思我们的教学设计，是不是真的应该设计上去，设计思路上需要缜密。

3.全班演示的时候要出示凳子，但是凳子不能出现在整节课中。该呈现的时候呈现效果更好。一是凳子不会挡到教师、而是可以用凳子的呈现引起学生的有意注意。

4.三寸讲堂是教师的舞台，有时候也要展现出自己的教学特色和教学美感。

篇10：拱形的力量

教学目标：

科学概念：拱形可以向下和向外传递承受的压力，所以能够承受很大的压力。过程与方法：根据观察到的拱形产生的形变来推想它受力的状况。

情感、态度与价值观：认识到边试验边思考对不断深入研究的重要性。

重 点：知道拱足两边的重物越重（扎实有力），拱形的承重能力就越强。难 点：理解拱形在承重时的力的分解与力的方向。

教具准备：实验用的卡纸若干张、垫圈、磁带盒、语文书、表格、冬瓜5块。教学过程

一、复习导入

1、前2节课的学习中，我们明白一倍厚的纸能承受1个垫圈的重量。

2、老师这里有2个垫圈，我想把它都放到纸桥上，你们猜会发生什么情况？

3、我们有什么办法帮老师解决这个难题？（小组讨论）

4、交流解决问题：如变厚、折成瓦楞形。

5、出示拱形城门图片，我们把纸做成拱形，是否也能增强它的承重能力？（实验检测），揭题《拱形的力量》

二、新课教学 实验1 实验要求：将纸做成拱形，然后将垫圈一个一个、轻轻地放到拱上，观察纸拱的形状变化。

1、指导学生完成纸拱。

2、学生实验，教师巡视。

3、交流汇报。引出：拱在重压之下会不断变形，拱形具有外推力。

4、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

5、如果老师要在拱上多放几个垫圈，并且不让拱变形，你有什么办法？ 出示提示

看看拱形在重压之下是怎样变形的？怎样使它不变形呢？ 引出：在拱足的两边加重物。

实验2(书本)

1、讨论实验的注意事项：如拱足间的距离，书本的放法等。

2、实验要求：在纸拱上放垫圈（一个一个地放中间），你们观察到了什么情况？边实验边完成表格。垫圈数 2 4 6 8 10 12 14

拱的形状 :

测拱高:

发现:

3、学生实验，老师巡视并适当指导。

4、交流汇报。

引出：拱在重压之下会不断变形 拱形具有外推力 拱的每一处都有外推力

5、请同学们画出拱形在重压下的力的方向。

实验3

1、怎样才能使拱形的承载重量更大呢？

2、讨论交流。（在拱足的两边再加重物）

3、实验。老师巡视并指导。

4、实验结论。

拱形受压会产生一个向外的推力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量 实验4 搭冬瓜拱

1、请3位学生合作搭一个冬瓜拱。（老师指导）2、2位同学用手抵住拱足，另一位同学不断往拱上放钩码，观察拱发生了什么变化？ 3、2位同学用手抵住拱足，另一位同学用手用力压，边实验边说出自己的感受。

4、小结

拱形承载重量时，能把压力向下、向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密。

三、小结

1、出示拱形的相关图片。