高中物理纸桥的承重设计研究论文

⑴ 纸桥的制作方法及要求： 制作时间35分钟 桥的强度（两桥墩之间）不小于15厘米，桥宽不小于5厘米 桥的承重力强，坚固（以重物重量为准） ⑵ 科学的研究方法： ①用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。学生自己动手试验，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法，以此培养学生探索、观察、分析能力；初步训练学生能将常见的事物本质属性抽象、概括，形成科学概念的概括、推理、归纳、综合能力。 ②学生查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理，收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。训练学生学会收集、整理和初步运用多种信息，有目的地开展调查研究的方法。并将收集到的资料、信息积累起来，分类保管，树立信息积累的观念。 ③学生以组为单位活动。要求各活动小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸桥的制作。在制作过程中，注意用“记录纸”（或教师提供的数据表）记录相关数据。使学生学会处理观察、制作结果的科学方法。 ④各活动小组展示各自作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。训练学生运用语言完整表达观察结果、制作过程、描述成品的能力。 ⑶ 科学行为习惯的养成： ①通过独立完成查找资料、准备设计图纸等自主学习活动，培养学生学习的自觉性，并掌握良好的阅读技能，养成自觉进行课外阅读的习惯。 ②活动小组协作完成纸桥制作，培养学生团结合作的团队精神。 ③制作中注意记录数据，养成良好的科学行为习惯。 3．重要词汇： 压力、压强、静强度、承重力 ◇设计思路 （一） 活动内容的可行性及成功的原因： 1． 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． 活动内容的选择具有一定的科技含量，把研究、实验、制作有机的结合起来，有助于培养学生的科技意识、科学方法和科学的探索精神。 3． 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。 4． 根据活动内容，确定活动形式，精心设计活动过程是成功上好活动课的关键。 5． 选择恰当的活动形式，可以有效地激发学生学习的兴趣，使他们始终保持良好的学习状态。 6． 充分的课前准备，是上好活动课的前提和保障，它包括：活动方案设计、收集资料、教师课前实验、研究、制作、教学用具、材料、设备准备（录像、投影仪等）。 （二） 活动要点： 1． 活动以小组为单位，全班分成若干活动小组（每组4人）采取竞赛的形式进行活动。 2． 教师引导学生进行纸的强度和承重实验，确定实验目的，为进行纸桥设计做准备。 3． 课前要求学生收集桥的图片资料和有关材料力学方面的资料，课上研究设计纸桥的制作图纸。 4． 按照设计图纸制作纸桥。完成后，以组为单位进行展示，评比。 5． 纸桥的评比要求及标准： ① 制作时间：35分钟（30分） ②桥墩跨度20-25厘米，桥面宽5-7厘米（10分） ③桥的承重强、坚固 （以重物重量为准）跨度大的于要求可酌情加分 ④桥的造型美观（30分） ◇实施条件 1． 学生用活动器材 ⑴ 材料：八开图画纸若干张 每座桥用四张八开图画纸 ⑵ 用具：剪刀、糨糊、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等 ⑶ 架设物：图书、纸盒或木块等，由学生任意选择 2． 教具和设备 ⑴ 天平、砝码、石子等 ⑵ 录放像机、电视机各一台，实物投影仪一台 3． 场地要求 在普通教室内分组活动 4． 指导者的人力资源 ◇活动过程 （一）第一次活动：探究纸的形状与它所承受的重量的关系（或称：纸的强度试验）活动时间：45分钟 1． 导入： 用声像演示的手段向学生展示桥梁用各种物件，如工字型钢、角钢等（如图），使学生理解通过改变纸的形状，可以增加柔软纸的强度并能承载一定的重量。启发和引导学生探索，并用试验的方法，寻找更多的用改变纸的形状增加纸承载重量的方法。 2． 活动的开展 ⑴ 教师巡视学生试验过程并随机指导。 ⑵ 要求学生用文字、图表等不同形式把制作方案表述清楚。 ⑶ 将满意的设计图样制作成宽不小于5厘米，长不小于15厘米的“桥面”，并测量出它的承重量。选出小组内承重量最大的“桥面”，试分析承重量最大的原因，（用作架设物的书、纸盒或木块，由学生自由选择） ⑷ 成果展示与交流 每一小组选出一名同学，汇报并展示小组成果，组内同学补充。选出最佳设计方案。 3． 布置本次活动后的任务和下一次活动的内容： ⑴ 活动后查找资料或向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理。 ⑵ 根据本次活动的实验方法和有关资料的学习，初步构思纸桥的结构造型。 ⑶ 收集和查阅有关桥梁设计、造型方面的资料和图片。为纸桥的设计勾画草图。 （二）第二次活动：纸桥的设计 活动时间：45分钟 1． 导入： 教师布置本次活动预定完成的目标。 ⑴ 用同学们交流信息的方式，使学生对物体的形状与强度的关系有进一步的认识； ⑵ 通过同学展示所获得的资料、纸桥草图的方式启发学生思路。 2. 活动的开展： ⑴ 首先请同学们观赏部分桥梁的图片资料。本课要求各小组根据每个同学的构思和搜集的资料、图片共同研究纸桥的设计方案并画出图纸。（设计时间30分钟。） ⑵ 学生以组为单位开始活动（教师巡视） 3. 活动小结： 课上同学们进行了纸桥的图样设计，不完善的地方需进一步修改，特别是如何提高桥面的承重强度应作进一步的研究和探索并利用课余时间进行制作练习，为下节课纸桥的制作作好准备。 （三） 第三次活动：纸桥的制作 活动时间：45分钟 课前要求学生根据小组设计桥的方案准备好相应的材料和用具。 1．录像导入：展示前两节课活动过程。 2．活动的开展： 上节课进行了纸桥的设计，各组完成了制作图纸。本课要求各活动 小组根据本组设计的图纸，按制作要求密切合作，完成纸工桥的制作。 3．活动要求及评比规则：（师生共评） ⑴ 制作时间35分钟（30分）规定时间内未完成不得此项分。 ⑵ 跨度（10分） ⑶ 承重（30分） ⑷ 造型（ 30分） ⑸创造性 ⑹合作精神 2．作品展示： 选择若干完成纸桥制作的小组展示其作品，由各组选派一名同学谈设计制作的感受。 ◇活动小结： ⑴ 总结学生的活动情况。 ⑵ 肯定学生在活动中所表现出的创造能力及勇于探索、认真钻研的学习态度。 ⑶ 鼓励学生认真学好科学文化知识，掌握多方面的能力，做跨世纪人才。 ◇活动评价及总结 1．学生自我评价和教师的小结。 2． 请学生谈作品的设计思路、制作方法以及制作体会。