“木結(jié)構(gòu)（橋梁）模型設(shè)計承重賽”科技創(chuàng)新設(shè)計

摘 要：科技創(chuàng)新設(shè)計也可稱為條件式技術(shù)創(chuàng)新活動。本文以“木結(jié)構(gòu)（橋梁）模型設(shè)計承重賽”為案例，通過學(xué)生觀察分析問題、發(fā)揮創(chuàng)造想象、探索創(chuàng)新設(shè)計、動手操作改進、表達交流展示等過程，實現(xiàn)創(chuàng)新思維提升、創(chuàng)造潛力開發(fā)、創(chuàng)新精神培養(yǎng)和實踐能力鍛煉的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：科技創(chuàng)新設(shè)計； 創(chuàng)造潛力開發(fā)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）01-011-002

一、活動目標(biāo)

1.通過觀察不同造型的橋梁，了解不同造型的橋梁及特點；通過設(shè)計、制作和演示，體驗技術(shù)設(shè)計的一般過程。

2.初步學(xué)會平面示意圖的畫法，用草圖表達自己的構(gòu)思設(shè)計，正確畫出作品的示意圖和結(jié)構(gòu)圖；初步學(xué)會從作品的功能、結(jié)構(gòu)、工藝三個方面進行作品設(shè)計；初步學(xué)會按圖制作作品，初步養(yǎng)成技術(shù)素養(yǎng)。（知識與能力目標(biāo)）

3.通過作品的設(shè)計與制作，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力；通過獨立或與他人合作完成作品設(shè)計、制作，培養(yǎng)合作意識和團隊精神。（情感態(tài)度價值觀目標(biāo)）

二、方案設(shè)計

1.活動背景

技術(shù)課程中的通用技術(shù)課程，是對以往的勞動技術(shù)課程的一次質(zhì)的突破，是本次高中新課程改革的重要亮點，對學(xué)生的創(chuàng)新精神和動手實踐能力的養(yǎng)成產(chǎn)生深遠的影響。學(xué)習(xí)了《技術(shù)與設(shè)計》，需要一次實踐的檢驗，木結(jié)構(gòu)（橋梁）模型設(shè)計承重賽。

2.參加對象：高一同學(xué)參與

3.時間安排：ⅹⅹ年3月至6月

4.活動準(zhǔn)備

（1）器材：鉛筆、尺、量角器、剪刀、松木條、美工刀、膠水等

（2）學(xué)生準(zhǔn)備：學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)與設(shè)計的知識和方法。

三、活動內(nèi)容

1.了解規(guī)則，明確問題

2.制定設(shè)計方案

3.制作模型

4.成果展示：測試、評估及優(yōu)化承重比賽

四、活動過程

1.了解規(guī)則，明確問題

1.1靜壓承重具體細則

（1）指定材料為松木條，規(guī)格：2.5mm×2.5mm×550mm，材料數(shù)量：12根。

（2）制作完成的模型須能使80mm×80mm的承重臺（圖1）平穩(wěn)放置其中心處（公差±5mm；（圖2）；無法放置者，競賽成績計為零。承重測試距離：400mm。

（3）承重測試使用的支架（課桌）、測試裝置（包括承重臺、掛鉤、電子秤、承重容器等）、承重物，均由組委會統(tǒng)一提供。

（4）承重測試賽前，裁判員對模型進行稱重等檢測和記錄，大于規(guī)定重量22g的取消參賽資格。

1.2橋梁違反規(guī)則現(xiàn)象

（1）參賽者不得使木條有任何形式的平行重疊粘接，兩根木條之間的平行距離不得小于10mm。

（2）參賽者可以對木條進行彎曲處理，但不得使用明火、化學(xué)方法進行處理。

1.3思考

（1）橋的造型和特點？

（2）影響橋的強度的因數(shù)有哪些？

（3）橋的制作工藝怎樣？

2.制定設(shè)計方案

2.1學(xué)會收集。組織學(xué)生在課前上網(wǎng)瀏覽，并觀察收集家鄉(xiāng)的橋的資料，各組根據(jù)自己提出的設(shè)計要求，搜集有關(guān)資料，了解更多有關(guān)橋的功能及結(jié)構(gòu)的情況。

2.2學(xué)會分析

（1）要求學(xué)生能將所搜集的資料（文字資料和圖片資料等）進行下載，并相互交流。

（2）各組根據(jù)搜集的資料，用制定表格或文字的形式進行分析比較，尋求最適合自己模型制作“初步設(shè)想”的有價值資料。

2.3學(xué)會構(gòu)思

（1）平面草圖畫法；

（2）對自己的構(gòu)思用草圖進行設(shè)計表達。

2.4學(xué)會設(shè)計。應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，組織學(xué)生交流，表達各自的設(shè)計意圖，相互指出草圖設(shè)計的合理性、新穎性以及提出可以改進的地方，通過引導(dǎo)和幫助，讓學(xué)生獲得好的創(chuàng)意進行“再設(shè)計”。

教師在學(xué)生確定構(gòu)思中，可適當(dāng)給予一些提示，使學(xué)生的作品更具有亮點，并及時對這個過程中出現(xiàn)的問題加以分析指導(dǎo)，讓學(xué)生順利地找準(zhǔn)設(shè)計創(chuàng)作的入口。創(chuàng)新是從設(shè)計開始的，學(xué)生通過活動，把最初的“初步設(shè)想”提升為“設(shè)計方案”，學(xué)會了用繪制草圖來表達自己的設(shè)計意圖，并通過交流，進行再設(shè)計，確定最后的方案。3.制作模型

3.1討論模型制作的工藝過程，使學(xué)生對制作過程有一個基本的了解，熟悉制作的一般順序、制作模型所需要的材料和用途等。

3.2引導(dǎo)學(xué)生在制作過程中進一步修改模型的設(shè)計草圖，并提請學(xué)生注意以下一些問題：

（1）模型各部分的連接粘合：橋面和拱架或斜拉索的交叉拼接、直角拼接和有角度拼接等等，請學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計進行制作，連接必須牢固；

（2）拼接時，一般按先橋面，然后按裝各部件和零配件的順序。

（3）模型拼裝好以后，還必須進行總體整形和外觀修正美化，做到結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，外觀美麗端莊。

說明：在這一環(huán)節(jié)中，教師要注意及時對學(xué)生制作過程中出現(xiàn)的問題加以分析、指導(dǎo)，實現(xiàn)師生間的互動，通過多邊活動，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和合作能力，使學(xué)生的個性特長得以充分發(fā)揮。要求學(xué)生在學(xué)會獨立思考的同時還要充分發(fā)揮小組集體智慧，在關(guān)注自己的同時，也關(guān)注他人的學(xué)習(xí)，強化合作意識，創(chuàng)設(shè)一種多邊活動的互動氛圍。

4.成果展示：評估及比賽

4.1學(xué)會評價

（1）自評：請同學(xué)們展示制作好的橋梁紙模型，看看哪一組結(jié)構(gòu)造型好，在展示和欣賞作品同時，向每組代表介紹所制作的橋模型的特點，交流經(jīng)驗和感受。

（2）互評：組織學(xué)生對被展示的作品分別進行評價，指出作品的合理性、新穎性以及尚可改進的地方，提出具體、實用、具有特色的改進意見或建議。對每組作品進行承重測試，并記下成績。

（3）師評：堅持以鼓勵為主，允許學(xué)生對問題的解決提出不同的方案，引導(dǎo)學(xué)生從多角度評價，善于捕捉學(xué)生作品的亮點加以表揚。

4.2學(xué)會比賽。比賽進行流程

（1）參賽者出場順序由抽簽決定

（2）參賽者入場并將橋梁按照圖3要求放置完后舉手示意，裁判員開始計時，參賽者在3分鐘內(nèi)向承重容器內(nèi)加入沙子增加橋梁的承重重量，3分鐘內(nèi)若橋梁出現(xiàn)斷裂以該參賽者最后一次成功加沙后的電子秤的顯示成績作為其最終成績；若橋梁未出現(xiàn)斷裂則以3分鐘結(jié)束時電子秤的顯示成績作為其最終成績。

（3）運動員完成添加承重物后須脫離承重模型和測試裝置，并舉手示意裁判員開始3秒鐘計時，3秒鐘內(nèi)，模型未發(fā)生嚴(yán)重形變，該次承重量計入成績；不足3秒鐘模型即發(fā)生嚴(yán)重形變至斷裂的，視為承重失敗，該次承重量不計入成績。

（4）在承重測試全過程，模型只可與支架的上水平面接觸，并不得加墊任何輔助物，違反者該次承重量不計入成績。