神奇的拱形桥设计

作者：徐建林单位：济南市解放路第一小学邮编： 250013
一、活动创意：
“拱”具有传递压力的特殊能力。

我们的祖先在很早就发现了拱形物体承重力强的特点，并且把它运用各种桥的建筑中去。

现实生活中存在很多拱形结构的桥和建筑，拱形结构的桥梁应用已经相当广泛。

让同学们去认识拱桥，了解拱形结构，了解桥的文化内涵，并能运用自己探索的知识，设计制作拱桥模型，以此来发挥学生的想象力和创造力，同时提高他们的动手能力和解决问题的能力。

二、学习目标：
(一)认知目标：
初步感受桥的文化内涵，初步了解拱形桥的力学道理。

(二)能力目标：
1．培养运用调查、访问、上网等主要手段收集信息、资料的能力，并学会整理、分析资料，能得出自己的结论，并加以运用，从而提高自己的学习水平。

2．在学生调查、实践的过程中，培养学生发现问题和探究问题的能力。

(三)情感目标：
1．调查拱形桥资源，培养学生热爱家乡、热爱祖国的思想情感。

2．在探究过程中形成良好的科学态度和科学道德的体验。

三、活动准备：
1、分组：
由于儿童的年龄特征，他们往往依据年龄相近、性别相似，感情亲疏来进行。

对此，教师应有针对性的开展教育，同组同学应是相互弥补、相互帮助、合作，要允许每一个学生都有机会参与活动，并在活动中积极的表现自己。

根据学生自愿结合兼顾教师调配的原则，根据学生的性格差异、个性特长和实践能力进行组合。

2、活动材料的准备：
有关拱桥的文字及图片资料、薄卡片、书、硬币、有一定重量的物品、实验记录单、课题活动调查表等。

四、活动过程：
本次综合实践活动的开展分四个阶段。

第一阶段：提出研究问题
（一）激发兴趣，导入新课：
（1）教师在黑板上画出一条拱形弧线（如下图）
提问：同学们，你能联想到什么？
（拱桥、彩虹、石门………）
教师再添画成拱桥的样子（如下图）
现在，你又想到了什么？
（学生：拱桥）
今天，我们就来研究“神奇的拱形桥”！
教师提问：你都知道哪些著名的拱桥？生活中还有那些东西是拱形结构的？说一说。

你能上来画一画吗？
(2) 电脑展示各式各样的拱桥图片，相互说说，你看了拱桥的图片后有什么感想?
(3) 为什么拱形结构的应用这么广泛？关于拱桥你可以提出哪些问题呢?小组之间先相互讨论一下。

看了这么多拱桥的图片，你能提出什么问题来？（学生提问……）
[ 教师引导学生了解拱桥的相关知识并提出问题，激发学生的兴趣，并引导学生通过观察、思考，产生疑问、提出自己的问题，并不断获取新知识。

因此，综合实践活动主题的确定，是基于学生的兴趣，基于学生对自然、社会和人自身的关注，从活动一开始，就应确定学生在活动中的“主人”地位。

]
（二）分组实验，引发讨论
为什么很多桥要建成拱形结构的呢？拱形结构究竟神奇在哪里，它有什么优势呢？相同材料做成的拱桥和平桥，哪个承压能力更大？好，我们就来做个小实验。

1、材料：两张薄卡片、6本书、一元钱的硬币若干。

2、实验要求：
（1）把6本书分两摞，分放在桌上，再把两张卡片合并后放在两摞书上，使它成为一座平
桥，将硬币放在桥上，看能放多少硬币。

（2
）移开一张卡片，把它挤在两摞书之间，把另一张卡片横跨在它上面放在两摞书上，将硬币放在桥上，看能放多少。

你可以看到拱形桥可以承受比平桥大得多的重力。

对比一下，将实验结果记录下来。

3、各小组交流实验结果和收获……
实验证明：拱桥的承重能力大于平桥，拱形结构的承压能力大。

（为什么拱桥承受重量的能力比平桥大呢?从实验中，可以看出，拱桥的承重能力大大高于平桥，这是为什么呢?这是因为“拱”具有传递压力的特殊功能。

拱桥是以拱圈或拱肋作桥身主要承重结构的架空建筑物，因此承重力大大高于平桥。

）
通过这个实验，你们小组得出了什么结论？你能提出什么问题来？
小组讨论回答……
[在实验中，让每一个孩子都参与其中，通过动手实验自己得出结论，并将在实验过程中产生的疑惑及遇到的问题作为自己下一步研究的内容，从而培养学生发现问题、分析问题（看平桥能承受多少硬币的重量）
（把卡片弯成拱形，看能承受多少硬币的重量）
和解决问题的能力。

]
（三）深入研究，提高认识
教师将一个硬纸片弯成拱形（拱距较大），夹在两摞书之间，并往上面添加重物。

一下，使它的承重能力增大，从而能够承受的了这个重量（请各小组上台领一张同样大小的卡片纸，进行改造实验）
（各组研究……）
学生上台进行实践……
原理：（拱桥的相对拱度越大，承重能力越强；反之，承重能力越弱，因此，只要将拱桥的拱度变大，使之更弯曲，它的承重能力就增强。

）
相对拱度越大承重能力越强
通过这个实验，你有什么发现？
（拱长越长，承压能力越小，反之则越大。

）
对于其他好的构思与想法，教师也应给予表扬和鼓励。

[通过深入的研究和讨论，使学生的知识领域得到开拓，探究热情得到增强，创作灵感得到启迪，情感水平得到提升。

]
（四）小组合作，制定计划：
通过做实验，关于拱桥，你还有什么好的问题和想法要提？你们小组要研究拱桥的什么问题？
（小组讨论，提出问题）
学生根据自己的兴趣、组织人员形成研究调查小组，选定一个研究课题，以小组合作研究或个人与全班集体讨论相结合的形式，设计研究方案，并制定研究计划。

课题活动调查表
全班交流计划……
各组确定自己下一步的研究课题和研究方案。

[课题的选择应根据各组的实际情况而定，教师适当的进行指导与帮助，使各组制定出合理的研究方案和计划，并组织学生对自己制定的课题进行深入的调查研究，不断获取新知识、生成新课题，从而培养学生的探究意识、合作意识和调查、研究问题的能力。

]
第二阶段：展开实践体验
给学生约一周的时间，对自己的课题进行调查研究，研究的过程完全由学生自主独立完成，老师可参与指导与帮助。

第三阶段：交流研讨
1．将调查的资料进行整理分析：
请同学们把调查研究的资料在小组中进行整理、分析，并概括出结论、制作相应的文字
材料或幻灯片。

2．全班交流研讨……
(1) 各组就自己收集的资料进行汇报展示，可展示图片、幻灯片、图表、文字资料和网页等。

并组织全班同学对内容及思考结果进行交流。

(2) 认真听取别组汇报内容，提出自己的意见，并说一说自己的收获和想法，从而达到资源共享、互助提高的目的。

第四阶段：设计制作拱形纸桥
制作拱桥模型比赛：（引导学生运用调查研究的拱桥知识进行动手实践）
1．引导：通过对拱形桥的调查言研究，你想亲手建造一座坚固的拱桥吗?
我们比一比，看哪个小组制作的拱桥最坚固、承重力最强！
2．活动要求：
（1）工具材料：硬卡纸、直尺、圆规、剪刀、大头针、胶水、不干胶胶带纸、双面胶，重物（书或字典）。

（2）制作要求：用上述材料，利用拱形原理，做一个长度不小于30厘米，高度不小于10厘米的拱桥，用胶水或大头针连接，要求能承受一定的重物。

（3）比赛要求：分别向各组的纸桥上添加重物，比一比谁的纸桥承重能力最强。

3、学生小组合作进行设计制作。

（小组间进行研讨，设计、制作。

）
4、各小组用制作好的拱形纸桥进行展示、比赛。

由学生进行点评后，师生共同评比出优胜的拱形纸桥。

并请学生谈一谈获胜拱桥结构的优势，各组交流经验。

五、活动延伸：
1、对生活中其他的拱形建筑进行研究。

2、为你的学校设计一个拱形建筑，说明你设计的优点。

济南市解放路第一小学
徐建林。