2.成为桥梁建筑师公开课

1、2.成为桥梁设计师（建梁）【学情分析】学生在上节课围绕“想要成为桥梁设计师需要了解什么知 识”这一问题展开了讨论。大多数学生提到研究桥梁的“形状 结构、承重能力、桥墩、稳定性”很重要。本课将围绕“怎样 提高“梁”的承重能力展开研究。学生将设计实验探究“厚度、 宽度、形状”等因素对“梁”的承重能力的影响。【教学准备】2个小方盒（约4cm高，长20cm,宽7cm）,垫片150个， 7cmX24cmA4纸1层厚、2层厚、4层厚一组，硬卡纸一张。 5cmX24cmA4 纸 1 张、2 倍宽、4 倍宽，24cmX 10. 5cmA4 纸 4 张，双面胶一个。【学习目标】.知道房屋、桥梁结构中由“柱”和“

2、梁”，梁比柱容易弯曲。.知道增加梁的厚度可以大大增加抵抗弯曲的能力。【教学设计】一、桥梁的构成： T：上节课我们讨论了“想成为桥梁设计师需要知道什么？” 这一问题，通过统计大家记录单上的问题，我统计出了这 些关键词。后面的数字代表出现的次数。可以看到，大部 分同学任务了解桥的“结构形状、承重能力、稳固性、桥 墩”对设计桥梁非常重要。因此，从这节课开始我们将开 始对这些特点进行研究。 T：在正式开始研究之前，我要和大家介绍两个专业的词汇。 在建筑学中，像桥梁、房屋中经常会出现这样一横一竖的 结构。那么，在这个结构中，在下方竖直的，起着支撑和 承重作用的我们称为“柱”，在上方横着的，起着间接的承

3、重作用的我们称为“梁”。当然，对于桥梁来说，柱又被称 为“桥墩”。T：那么今天我们就用这样一个结构来模拟桥。请大家思考 一个问题，在这个结构中小盒子模拟的是什么？纸片模拟 的是什么？S：小盒子代表（纠正：模拟的是）桥墩和柱，然后纸片模 拟的是桥面和梁。： T：好，小盒子模拟的是柱，纸片模拟的是梁。现在，我要 在纸梁上面加一个垫片，我们观察下它会发生什么变化？教师放一个垫片在纸梁上，学生观察。S轻声说“超载了。”T：发生了什么变化？S：桥面本来是平的，加了垫片后，变成了 “u”字形。T：变“U”字形变弯了，对不对。这时桥塌了T：放了 一个垫片后桥塌了，这时我们说它能够承受得住几 个垫片？S： 0

4、 个T：也就是说它承受不住一个是么？T：如果放3个垫片才塌，我们说它承受得住？S： 2 个T：放5个塌呢？：* S： 4 个T：接触到底面的时候我们说它塌了。像刚刚提到的纸片能 够承受的住2、3、4个垫片的这种能力我们称为梁的承重 能力。那么这节课我们就用这个结构来研究桥梁，研究的 问题是“怎样提高梁的承重能力？ ”二、探究：怎样提高“纸梁”的承重能力？S：空的地方再放一个桥墩。力就更均匀，它不会掉下去。 T：你这是改变了桥墩的数量，如果像这样桥墩之间距离已 经控制好了，那只改变梁，怎样梁的承重能力？S：要将梁完整地固定在柱子上，不然梁的两边会翘起来。 T：增加它的连接点的，连接点加固是么？好

5、，还有么？你说。S：我觉得可以把梁的材料换成更加坚固的材料。T：换材料，嗯，你说S：像以前折纸扇子一样，把它折成长条。T：改变它的形状是么？还有么？S：在梁的下面多加几根形状不同的梁，就是在桥面下面再 一条梁。： T：哦，加它的厚度是么？然后改变形状，也就是说除了改 变它本身的形状外，还可以再在下面加一层形状不同的，同时 还增加了它的厚度。还有么？S：因为纸片本身可以折叠，可以伸曲的就不太好，如果只 用纸这样的质量就比较软，很重的东西压上去，就会塌了。 T：也就是说材料会影响它的承重能力，那如果说材料不变， 仅仅用纸来做梁的话，还有什么方法提高它的承重能力。 S：固定T：不固定的话可以改变吗？

6、S：要么改变形状要么改变厚度T：这两点都提到了。S：加一张纸弯一下放在梁的下面。T：在下面加固？那还是相当于加了支撑的东西。还有没有? T：说明一点，改变形状，因为我们研究的是梁，梁有一个 特征，它是横着放着的对不对，那刚刚讲到的形状，我们 可以在梁的中间这一层改变下形状。研究厚度的话，现在 是一张，加厚两张、三张、四张。今天老师为大家提供的 材料是可以研究厚度这个因素对梁的承重能力是否有影响。 T：现在请大家看下记录单，小组讨论下完善研究方案后可 以到实验区进行实验。学生实验完记录自己的发现。三、研讨一一建构概念T：组织员组织组员轮流读读自己的结论。T：汇报员汇报下你们的观察发现。S：我们发

7、现纸越厚，它的承重能力就越大。因为我们发现 1号纸片到4号纸片的承重能力是叠加的。.： T：加厚了纸片，最后的数据是叠加。有没有补充的？更加 完善的，证据更加充足的？S：我们发现纸的厚度能够改变承重能力，因为一张纸的承 受得住1个，而4张可以承受得住59个。T：他在讲结论的时候，用数据支撑了自己的观点，是不是 更加有依据。有没有不同的结论，或者有补充？ S：我们的4张纸承受得住14个。S：我们有70个、44个、61个、66个。： T：他们承受得住14个，数字相差比较大，可能原因是什 么呢？S：放错纸了？T：你们是用写有4的纸吗？（学生肯定）那可能是什么原 因？S：可能是因为放置的位置一样。S：

8、其他组可能把垫片放到了桥墩上。S：他们可能是从高空投的。T：等下课结束后可以到他们组实验下，看看原因出在哪里。T：总之，我们发现，厚度是否影响了桥的承重能力？S：影响T：加厚，是提升还是降低承重能力？S：提升。T：这次老师给大家准备的是已经设计好的实验方案，其实 还有其他的因素需要我们去探究。请对你们提出的因素设 计一套实验方案，下节课我会提供对应的实验材料供你们 去验证。设计的时候需要有假设、改变条件、不改变条件。 在实验前有位同学问我验证厚度因素时我可以改变纸的形 状吗？你们觉得呢？S：不能，因为我们要测得是纸的厚度能不能改变梁的承重 能力，但是如果同时改变了形状的话，就有可能是形状改 变

9、了桥的承重能力。这样就不知道到底是哪个影响了。T：当两个因素都改变，我们就不能判断是厚度影响的还是 形状影响的对么。所以我们要注意填写不改变条件和改变 条件，然后要有实验数据和我们的发现。请大家在记录单 上背面对提到的因素设计这样的实验方案。【板书记录】第2课时【学习目标】.增加梁的宽度可以增加抵抗弯曲的能力。.通过实验说明横截面为什为长方形的横梁都是立着安放的。.知道将“一”字形纸梁折成园、齿、凹型可以增加纸梁的抵 抗弯曲能力。.在观察瓦楞纸板结构的实验中，能够解释瓦楞纸板抵抗弯曲 能力强的原因。【教学设计】一、探究问题：怎样提高纸梁的承重能力？T：上节课我们探究了厚度对梁的承重能力的影响，还剩下 宽度、形状这两个因素没有探究。这节课我们就对这两个 因素进行探究。请大家完成“学习单”的这些部分后，进 行实验。S完成学习单的实验设计后，进行实验和观察记录。二、研讨概念建构T：第一个实验，改变宽度能提高纸梁的承重能力吗？S：可以，但是增加的程度很小。T：哦，增加宽度可以微小地增