2.成為橋梁建筑師公開課

1、2.成為橋梁設計師（建梁）【學情分析】學生在上節(jié)課圍繞“想要成為橋梁設計師需要了解什么知 識”這一問題展開了討論。大多數(shù)學生提到研究橋梁的“形狀 結(jié)構(gòu)、承重能力、橋墩、穩(wěn)定性”很重要。本課將圍繞“怎樣 提高“梁”的承重能力展開研究。學生將設計實驗探究“厚度、 寬度、形狀”等因素對“梁”的承重能力的影響?！窘虒W準備】2個小方盒（約4cm高，長20cm,寬7cm）,墊片150個， 7cmX24cmA4紙1層厚、2層厚、4層厚一組，硬卡紙一張。 5cmX24cmA4 紙 1 張、2 倍寬、4 倍寬，24cmX 10. 5cmA4 紙 4 張，雙面膠一個?！緦W習目標】.知道房屋、橋梁結(jié)構(gòu)中由“柱”和“

2、梁”，梁比柱容易彎曲。.知道增加梁的厚度可以大大增加抵抗彎曲的能力?！窘虒W設計】一、橋梁的構(gòu)成： T：上節(jié)課我們討論了“想成為橋梁設計師需要知道什么？” 這一問題，通過統(tǒng)計大家記錄單上的問題，我統(tǒng)計出了這 些關鍵詞。后面的數(shù)字代表出現(xiàn)的次數(shù)。可以看到，大部 分同學任務了解橋的“結(jié)構(gòu)形狀、承重能力、穩(wěn)固性、橋 墩”對設計橋梁非常重要。因此，從這節(jié)課開始我們將開 始對這些特點進行研究。 T：在正式開始研究之前，我要和大家介紹兩個專業(yè)的詞匯。 在建筑學中，像橋梁、房屋中經(jīng)常會出現(xiàn)這樣一橫一豎的 結(jié)構(gòu)。那么，在這個結(jié)構(gòu)中，在下方豎直的，起著支撐和 承重作用的我們稱為“柱”，在上方橫著的，起著間接的承

3、重作用的我們稱為“梁”。當然，對于橋梁來說，柱又被稱 為“橋墩”。T：那么今天我們就用這樣一個結(jié)構(gòu)來模擬橋。請大家思考 一個問題，在這個結(jié)構(gòu)中小盒子模擬的是什么？紙片模擬 的是什么？S：小盒子代表（糾正：模擬的是）橋墩和柱，然后紙片模 擬的是橋面和梁。： T：好，小盒子模擬的是柱，紙片模擬的是梁?，F(xiàn)在，我要 在紙梁上面加一個墊片，我們觀察下它會發(fā)生什么變化？教師放一個墊片在紙梁上，學生觀察。S輕聲說“超載了?！盩：發(fā)生了什么變化？S：橋面本來是平的，加了墊片后，變成了 “u”字形。T：變“U”字形變彎了，對不對。這時橋塌了T：放了 一個墊片后橋塌了，這時我們說它能夠承受得住幾 個墊片？S： 0

4、 個T：也就是說它承受不住一個是么？T：如果放3個墊片才塌，我們說它承受得住？S： 2 個T：放5個塌呢？：* S： 4 個T：接觸到底面的時候我們說它塌了。像剛剛提到的紙片能 夠承受的住2、3、4個墊片的這種能力我們稱為梁的承重 能力。那么這節(jié)課我們就用這個結(jié)構(gòu)來研究橋梁，研究的 問題是“怎樣提高梁的承重能力？ ”二、探究：怎樣提高“紙梁”的承重能力？S：空的地方再放一個橋墩。力就更均勻，它不會掉下去。 T：你這是改變了橋墩的數(shù)量，如果像這樣橋墩之間距離已 經(jīng)控制好了，那只改變梁，怎樣梁的承重能力？S：要將梁完整地固定在柱子上，不然梁的兩邊會翹起來。 T：增加它的連接點的，連接點加固是么？好

5、，還有么？你說。S：我覺得可以把梁的材料換成更加堅固的材料。T：換材料，嗯，你說S：像以前折紙扇子一樣，把它折成長條。T：改變它的形狀是么？還有么？S：在梁的下面多加幾根形狀不同的梁，就是在橋面下面再 一條梁。： T：哦，加它的厚度是么？然后改變形狀，也就是說除了改 變它本身的形狀外，還可以再在下面加一層形狀不同的，同時 還增加了它的厚度。還有么？S：因為紙片本身可以折疊，可以伸曲的就不太好，如果只 用紙這樣的質(zhì)量就比較軟，很重的東西壓上去，就會塌了。 T：也就是說材料會影響它的承重能力，那如果說材料不變， 僅僅用紙來做梁的話，還有什么方法提高它的承重能力。 S：固定T：不固定的話可以改變嗎？

6、S：要么改變形狀要么改變厚度T：這兩點都提到了。S：加一張紙彎一下放在梁的下面。T：在下面加固？那還是相當于加了支撐的東西。還有沒有? T：說明一點，改變形狀，因為我們研究的是梁，梁有一個 特征，它是橫著放著的對不對，那剛剛講到的形狀，我們 可以在梁的中間這一層改變下形狀。研究厚度的話，現(xiàn)在 是一張，加厚兩張、三張、四張。今天老師為大家提供的 材料是可以研究厚度這個因素對梁的承重能力是否有影響。 T：現(xiàn)在請大家看下記錄單，小組討論下完善研究方案后可 以到實驗區(qū)進行實驗。學生實驗完記錄自己的發(fā)現(xiàn)。三、研討一一建構(gòu)概念T：組織員組織組員輪流讀讀自己的結(jié)論。T：匯報員匯報下你們的觀察發(fā)現(xiàn)。S：我們發(fā)

7、現(xiàn)紙越厚，它的承重能力就越大。因為我們發(fā)現(xiàn) 1號紙片到4號紙片的承重能力是疊加的。.： T：加厚了紙片，最后的數(shù)據(jù)是疊加。有沒有補充的？更加 完善的，證據(jù)更加充足的？S：我們發(fā)現(xiàn)紙的厚度能夠改變承重能力，因為一張紙的承 受得住1個，而4張可以承受得住59個。T：他在講結(jié)論的時候，用數(shù)據(jù)支撐了自己的觀點，是不是 更加有依據(jù)。有沒有不同的結(jié)論，或者有補充？ S：我們的4張紙承受得住14個。S：我們有70個、44個、61個、66個。： T：他們承受得住14個，數(shù)字相差比較大，可能原因是什 么呢？S：放錯紙了？T：你們是用寫有4的紙嗎？（學生肯定）那可能是什么原 因？S：可能是因為放置的位置一樣。S：

8、其他組可能把墊片放到了橋墩上。S：他們可能是從高空投的。T：等下課結(jié)束后可以到他們組實驗下，看看原因出在哪里。T：總之，我們發(fā)現(xiàn)，厚度是否影響了橋的承重能力？S：影響T：加厚，是提升還是降低承重能力？S：提升。T：這次老師給大家準備的是已經(jīng)設計好的實驗方案，其實 還有其他的因素需要我們?nèi)ヌ骄俊Ｕ垖δ銈兲岢龅囊蛩卦O 計一套實驗方案，下節(jié)課我會提供對應的實驗材料供你們 去驗證。設計的時候需要有假設、改變條件、不改變條件。 在實驗前有位同學問我驗證厚度因素時我可以改變紙的形 狀嗎？你們覺得呢？S：不能，因為我們要測得是紙的厚度能不能改變梁的承重 能力，但是如果同時改變了形狀的話，就有可能是形狀改 變

9、了橋的承重能力。這樣就不知道到底是哪個影響了。T：當兩個因素都改變，我們就不能判斷是厚度影響的還是 形狀影響的對么。所以我們要注意填寫不改變條件和改變 條件，然后要有實驗數(shù)據(jù)和我們的發(fā)現(xiàn)。請大家在記錄單 上背面對提到的因素設計這樣的實驗方案?！景鍟涗洝康?課時【學習目標】.增加梁的寬度可以增加抵抗彎曲的能力。.通過實驗說明橫截面為什為長方形的橫梁都是立著安放的。.知道將“一”字形紙梁折成園、齒、凹型可以增加紙梁的抵 抗彎曲能力。.在觀察瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的實驗中，能夠解釋瓦楞紙板抵抗彎曲 能力強的原因?！窘虒W設計】一、探究問題：怎樣提高紙梁的承重能力？T：上節(jié)課我們探究了厚度對梁的承重能力的影響，還剩下 寬度、形狀這兩個因素沒有探究。這節(jié)課我們就對這兩個 因素進行探究。請大家完成“學習單”的這些部分后，進 行實驗。S完成學習單的實驗設計后，進行實驗和觀察記錄。二、研討概念建構(gòu)T：第一個實驗，改變寬度能提高紙梁的承重能力嗎？S：可以，但是增加的程度很小。T：哦，增加寬度可以微小地增