1、 1 纸桥的设计与制作纸桥的设计与制作 教学设计思路教学设计思路 根据初中生好动好玩的心理特点，设置“幸福拍手歌”热身运动引入课题， 通过观察对纸张的处理过程，探索纸造型与承受力的关系；根据纸桥受力特点， 了解各种纸桥的制作原理，并以此为突破口，研究设计加工要点，创作出有个 性作品。综合实践课程强调学生“创新精神与实践能力的培养”，因此在课堂 中努力创造一种“思维文化”，给学生一个探究的天地。 本课以活动海报、参与竞赛、赠送神秘礼品，任务驱动式学习法这种学生 喜闻乐见的活动形式来调动学生学习积极性。根据初中生注意力持续时间较短 生理特点，将活动内容切分为三个竞赛项目来进行，以保持学生持续的学习
2、热 情，在活动中掀起一浪又一浪的学习高潮。通过让学生口述设计思想，培养学 生的口头表达能力，在动手之前做到心有成竹，学会用理论来指导实践。在操 作过程中，以小组合作互帮互学活动形式，培养学生集体荣誉感，也有利于集 思广益，提高学生的设计与创作能力，以保证学生在有限的时间内能够完成既 定的学习目标和任务，体验到成功的喜悦。 教材分析与学情分析教材分析与学情分析 本节课是根据浙江科技出版社教材（2017 年 4 月第一版）初中（上册）第 二章探究活动第二节设计与制作所创编的拓展性综合实践活动课题，我将纸桥 的三项综合实践活动内容整合成一堂课所完成的教学设计。考虑到初一学生操 作经验相对不足，认知能
3、力相对薄弱，将活动一内容关于纸桥分类的调研了解， 放在课前预习进行，而将活动二纸材料造型的抗压实验和作用原理的探究，以 视频形式在课中作了展现，着重突出活动三，即纸桥的设计与制作，力求将这 节综合实践活动课的综合性，实践性，开放性，生成性，自主性在完整一堂课 中充分地体现出来，以满足学生急切的学习欲望和强烈的好奇心，使学生在学 习上更有动力，主动参与性更强。 教学目标教学目标 1、知识与技能 了解纸的特性和纸桥的制作原理以及加工步骤与方法。 掌握剪，切，卷，粘，连接等加工技能并设计可行性创作方案。 2 2、过程与方法 通过观察对纸张的处理，了解纸造型与承重力大小关系；通过了解纸桥的 各种类型，
4、分析受力特点，了解制作原理。 通过让学生口述设计思想，培养学生的口头表达能力，并体会用理论来指 导实践的重要性。 通过纸桥的加工技能操作体验和研究性学习活动，使学生掌握通用技术科 学的加工方法与技能。 通过纸桥承重比赛试验，探索设计加工和改进要点，塑造出自己别具一格 有创意的作品。 3、情感态度与价值观 通过废纸回收利用再创作，提高勤俭节约观念，培养学生环保意识。 通过小组合作学习，培养学生集体荣誉感，领会研究性学习价值，感受集 体创作的成就，体验制作的乐趣。 教学重点与难点教学重点与难点 重点重点 纸桥的造型加工与设计方案制定 纸桥的加工技能的掌握以及拓展与应用 难点难点：纸桥的造型设计与加
5、工技能的掌握 教学准备教学准备 教具教具：课件，纸桥模型 学具：学具：废弃的 A4 纸 6 张，胶带若干 布置课前作业 了解纸的特性并动手实验,探索“纸形状和承重力的关系”及科学原理。 根据不同造型纸的承重试验结果，初步构思纸桥的结构造型。 收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片,为纸桥设计勾画草图。 3 教学流程图教学流程图 创设情境处理材料了解原理构思方案加工制作评 价交流课堂小结拓展延伸 教学过程教学过程 （一）创设情境，导入新课（一）创设情境，导入新课 揭题：通过“幸福拍手歌”热身运动导入，提问学生：一张纸经过怎样的 处理，就可以变得沉甸甸的，使它能够承载起大于它自身几百倍，乃至
6、几千倍 的重量？ 板题 （二）处理材料，了解纸造型与承重力关系（二）处理材料，了解纸造型与承重力关系 在制作之前，首先，我们来了解一下材料，一张纸它到底有多大的承重力？ 假如直接平铺桌面，可以托起水杯吗？演示。生：不行。那这张纸经过怎样处 理后，可以使它的承受力变大？小结：将纸折叠以后，杯子的压力分散到了多 个纸墙之上，因此比平面的纸能承受住更大重物。我们身边生活中就有许多这 种抗震减压设计，你看：蜂巢轮胎，运货纸箱，蜂窝状纸桥 过渡：除了将纸折叠可以获得较大承重力外，我们还可以将纸卷成各种立 体造型，圆柱，三角锥和长方体，哪种几何造型承重力最大？看视频展现实验 过程，小结：圆柱承重力最大。实
7、心还是空心纸筒承重力大？生：实心。卷紧 还是卷松点好？小结：大多数纸桥都选择实心小圆柱作为桥面，这样的桥面更 具抗压性。同样材料的两根小圆柱，做工精细的抗压性会更好些，强度几乎是 它的一倍。 活动一：制作效益大比活动一：制作效益大比拼拼 通过对材料的观察处理，了解纸造型与承重力关系，并通过精细加工， 培养学生耐心细致工作态度，提高制作效益。 活动海报练一练：看哪组卷得又快又好？ 卷纸时间：2 分钟内完成 （三）根据纸桥的结构类型与受力关系，了解纸桥的制作原理（三）根据纸桥的结构类型与受力关系，了解纸桥的制作原理 过渡：处理完材料后，接下来我们来了解一下纸桥的制作原理。问：根据 纸桥受力特点可以
8、分为拱桥，悬索桥，梁桥，哪种桥承重力最大，为什么？生： 拱桥。师：对。仔细看看我们人类祖先的发明成果你就知道了，承重力最大的 4 那肯定是拱桥了。你看，这是我国的赵州桥，已经走过了两个世纪的风霜，完 好无损地存在了 1300 多年了，它就是最好证明！为什么说拱桥受力最小,承受 力最大呢？为了减小路过的车辆对桥梁的压力,这些拱门设计就显得至关重要， 车辆过桥的时候,车的重力会被分解为无数个向下的向心力,这样对桥的压力就 减小了。缺点，跨度小，加工技术难度比较高。承重力比较大的是悬索桥 向学生介绍中国著名的悬索桥江阴大桥，了解造桥过程艰辛，体会劳动人民创 造的智慧与力量它的荷载除了向下传递外，还传
9、递给了给拉索,而且主要 以拉索作为柔性结构受拉为主来承重的，因此获得比较大承载力。承受力最小 是平板桥了，以新闻报道的梁桥为例，为了增加承载能力，通常加侧梁，也就 是我们所说的梁桥。它的桥面是平的，以梁柱单一直接承载重量,荷载是单方面 向下部结构传递，所以说梁桥的承重力最小，我们从力的分解角度来分析就明 白其中道理了。 （四）以梁桥为例，研究设计加工方案（四）以梁桥为例，研究设计加工方案 1、桥墩的设计 最常见的桥墩处理方法，把多个空心小圆柱竖直排列成两排子弹带作为桥 墩，然后把桥面也捆绑成子弹带放在上面，做成板凳桥。桥墩还可以做成一排 子弹带，旁边加侧梁搭成人墙状，取名立人桥，寓意为“前人栽
10、树，后人乘 凉”，我们建造一座桥，造福这一方乡土和我们的子孙后代。除此，桥墩还可 以做成蜂窝状三角锥造型，命名为金三角大桥（稳如泰山），又因为这桥梁柱 上面有悬索，类似于两个人手拉手，所以也可以命名为牵手桥（不管前面有多 少艰难险阻，只要我们手拉手往前走，就没有克服不了的困难），桥墩还可以 做成蜂窝状圆柱形，取名为圆梦桥（托起梦想中力量） 提问：桥墩的抗压能力取决于材料长度还是厚度？ 生：厚度。 小结：对，将三个小圆柱组合起来成三角，比并排排列承重能力多出 20kg 左右。桥面的抗压能力取决于材料的厚度。 2、桥面的设计 提问：W 形蜂窝状结构桥面与圆柱形蜂窝状桥面，哪个承载能力强？生：W 形
11、。师启发点拨：圆柱形蜂窝结构桥面，把重力分解为无数个向心力，而 W 形 蜂窝结构只是把重力分解到两边墙面上，到底哪个厉害？生：圆柱形。再问： 排列密集实心桥面与间隔排列空心桥面哪个承载能力强？生：间隔桥。师：为 5 什么？生：桥梁的承载能力大小主要取决于桥墩而不是是桥面。师：对，尽量 减轻桥梁自重，做间架结构的桥面设计，既节约材料又能获得更大的承重能力。 纸桥的桥面可以做成“目”结构，取名“望乡桥”，以表达对家乡的思念; 做成“日”结构，取名“日照桥”，表示路过这桥的人，都会感觉到幸福和快 乐；可以做成“口”字结构，取名“快活桥”，寄予“笑口常开”美好祝福。 另外，可以做成“井”结构，取名“思
12、源桥”，后面再作阐述。 3、侧梁的设计 看视频实例：如果桥梁跨度不大，可以不设计侧梁；如果跨度偏大，因为 板桥中间最容易断裂，所以我们通常加侧梁以获得更大承重力，把侧梁交叉支 撑搭成三角，即可获得稳定的支撑结构。如果跨度更大点，我们还可以把侧梁 搭成倒三角等腰梯形或者正等腰梯形，桥墩和桥面间的四根侧梁，既是增加了 易断处厚度，又有拱桥的结构，因而具有更大的抗压性。 4、桥墩与桥面的连接 分析示例：通常采用的都是“T”字形贴纸连接法，以“思源桥”为例，因 为搭成桥面是个“井”字，故以此取名，表示饮水思源，过桥不忘建桥的人。 各种贴纸连接法可以灵活运用，譬如，以“望乡桥”为例，采用的是“L” 字形
13、贴纸连接法; 以“日照桥”为例，采用的是“U”形贴纸连接法; 以“快活 桥”为例，采用的是“O”形圈贴固定法。 过渡：明白了怎么设计加工各部件，接下来便是我们的创意设计大比拼环 节，请问同学们，你想设计怎样一座纸桥？请拿出学思单，设计自己心目中的 纸桥。 活动二：创意大比拼活动二：创意大比拼 通过让学生讲述纸桥的设计方案，体会用理论来指导实践的重要性，在 制作之前做到心有成竹，提高制作的成功率。 活动海报说一说：看哪组设计最有创意？ 设计时间：10 分钟 （五）分小组分工合作，完成纸桥制作，参与纸桥承重比赛（五）分小组分工合作，完成纸桥制作，参与纸桥承重比赛 6 观看欣赏，承重力最大的纸桥60
14、0 张纸托起 3000 多斤重量，今天老师 给你 6 张纸，你能托起多大重量？ 活动三：活动三： 工程质量大比拼工程质量大比拼 通过纸桥承重比赛试验，探索设计加工和改进要点，承载起梦想中的力 量。 活动海报比一比：看哪组纸桥承重力最大？ 加工时间：20 分钟 （六）成果展示，评价与交流（六）成果展示，评价与交流 你认为取得成功主要原因是什么？哪些地方做得好？哪些地方做得还不够？ 今后打算怎么努力？(从节约材料、团结合作、设计表达和工程质量方面谈谈自 己的收获与体会) 小结：通过这节课的学习，我们知道了怎样科学利用废弃材料，为环保事 业尽一份微薄之力；通过纸桥的研究性学习活动，我们找到了自己较为
15、理想的 设计与加工方案，提高了工作质量和效益；而在小组制作活动中，我们还知道 了怎样与他人合作，发挥集体的智慧和力量，享受到成功快乐！ （七）课堂小结，拓展延伸（七）课堂小结，拓展延伸 衷心感谢同学们帮老师实现了这份美好愿望，你们非常巧妙地运用几张薄 薄 A4 纸承载了大于它自身好几倍的幸福重量，有些同学制作非常精美，而有些 同学制作很有创意。 希望你们今后在生活中能发现更多的美，利用这种废弃的可利用的材料制作 出更多更精美的作品！ 教学反思教学反思 本节活动内容的可行性及成功的原因说明如下： 1、本活动内容的选择符合学生现有的知识结构和认知水平，注重培养学生运用 综合的知识能力解决实际问题，在活动中综合运用了物理、数学、几何、美术 和手工制作等多方面的知识和能力。 2、本活动内容的选择具有一定的科技含量，把研究、实验、设计与制作有机的 结合起来，有助于培养学生的科技创新意识、科学方法和科学的探索精神。 3、本活动过程设计突出以学生为主体的教学过程，启发学生自主学习，主动探 索，充分发挥学生在学习上的主动性和创造能力。各活动小组展示各自作品， 7 由各组选派一名同学谈设计制作的感受，训练了学生运用语言完整表达观察结 果、创意思想，制作过程、描述成品的能力。以活动小组协作完成纸桥制作， 也培养了学生团结合作的团队精神。
