《紙橋的結構》設計與制作課程統整教學實錄

韋小陽 廖樹山

一、課標要求

（一）了解結構的涵義，能從力學角度理解結構的概念和一般分類。確定一個簡單對象進行結構設計，并繪制設計圖紙，做出模型或原型。

（二）熟悉一些常見材料的屬性及加工方法，能根據設計要求選擇材料和工具。

（三）初步學會從技術的角度提出問題、解決問題，能多角度提出解決問題的方案，發展批判性思維和創造性想象的能力。形成和保持對技術問題的敏感性和探究欲望，領略技術世界的奧秘與神奇。

二、教學目標

（一）通過實驗和小組討論，探究紙張的性質：抗拉性強、抗壓性弱。

（二）通過動手實踐探究如何提高紙張的抗壓性。

（三）通過設計、制作與試驗，親身體驗改變紙張形狀結構對提高紙張承受力的巨大作用。

三、教學重點和難點

（一）教學重點：紙張的屬性與結構。

（二）教學難點：如何通過改變紙張的基本結構增強紙張的抗壓性。

四、材料準備

A4紙、4開舊報紙、膠水、砝碼、裝水的礦泉水瓶、裁紙刀、剪刀。

五、教學流程

（一）探究紙張的屬性：抗拉性強、抗壓性弱。

[活動一]探究與實驗

老師拿出一張A4紙，將兩端固定在兩根木棒上。

請兩名學生平拉紙張兩端的木棒，提醒全體學生注意觀察紙張承受拉力的情況。

兩名學生很用力地拉，結果卻沒有拉斷——學生由此發現，紙張可以承受很大的拉力。

老師給每個學生發放一些裁成條的舊報紙，讓學生體驗撕拉舊報紙條需要用多大的力。然后讓學生把撕斷的紙條收集起來。

老師將一個砝碼放在一張平鋪在兩個盒子之上的紙條中間，讓學生注意觀察現象。學生發現“紙張承受不住砝碼的重量”，塌了下來。

師生共同討論在以上實驗活動中的發現，得出紙張的屬性——抗拉性強，抗壓性弱。

（二）體驗并發現紙張的威力，感受技術探究的樂趣。

[活動二]小組競技（限時十分鐘）

教師發放材料，并用課件出示如下活動要求。

利用一張4開舊報紙和膠水，設計并制作一個長度為200mm的橋面。要求所設計和制作的橋面至少可以承重750g（15個砝碼的質量）。以最后制作的橋面承重能力最大的組為獲勝組。

溫馨提示：①只能用所給的4開舊報紙進行制作，不可以加紙，不可以填加其他物質。②粘連紙張時，只能用膠水，不可以用其他物質代替；膠水用量限定，請酌情使用。③每小組制作的橋梁模型，其外型至少為200mm（長）×50mm（寬）×30mm（高）的長方體，跨度為150mm，兩端開通不封閉。長方體中間，用剩余的紙張制作各種形狀結構的填充物放置其中，做成簡單的橋梁模型。

學生以小組為單位開始制作，每個小組至少制作出了2—3個橋面模型，大家在組內測試，選出本組中承重最大的橋面模型來跟其他組比賽。

當學生以小組為單位制作橋面模型時，教師在小組間巡視，不作具體指導。

先做后學，先學后教，是我市通用技術教學的一貫做法。學生在“活動一”中雖然獲得了一些基本知識和經驗，但對紙張屬性的理解還不能算深透，接下來的這個“活動二”將給學生一些探究體驗的過程。課堂上，有的學生一下子就有了想法，做出了模型；有的學生卻完全不知從哪里入手，更不知道怎么去設計。這都是正常現象。我們允許不會做的學生先看看別人怎么做，或者讓他們自己去翻書、上網查資料尋求幫助，這都是“主動學習”的過程和表現。

生：老師，這里，我們成功了！

生：老師，快來看，我們已經放了三盒砝碼了！

……

看到學生如此投入，如此驚喜，老師的心里也不由得一陣陣歡喜。

師：各小組把選出的作品集中到第二組這里，下面是小組間的PK，所有小組同時比賽，各小組代表聽老師的口令加砝碼。第一輪加碼，兩盒砝碼，10秒內完成。

生：加好了。

師：好，第一輪全體通過！第二輪加碼，一盒砝碼，也是10秒內完成。

在這一輪，大家可以看到：第二組的塌了，第五組的也塌了。

……

加在橋面上的砝碼重量還在增加，只不過每一輪所加的份量在減少，剩下的學習小組的數量也在減少（成績單見下表）。

師：現在僅剩第三組了，砝碼已經是四盒加5顆了，同學們，我們還加不加？

生：不加了，我們想留點懸念……

師：好，那么，第三組勝出！

師：下面請第三組的代表分享一下他們組的制作經驗！

生：我們都知道，紙張的抗壓性弱、扛拉性強，所以，我們組在設計制作紙橋的時候，在需要承受壓力的地方用了更多的紙，在承受拉力的地方少用了一點。我們還特別注意到了整個模型每一個部件的“緊密”連接，讓它們像一個“統一體”。如果連接點不夠緊密結實，紙橋很容易被各個擊破。

思考、設計、制作、試驗，這一系列富有探究性、創造性、試驗性的活動過程讓學生體驗到了通用技術學科的科學奧秘、技術張力和探究樂趣。

（三）實踐提高紙張的抗壓性。

[活動三]討論、猜想與實踐：如何提高紙張的抗壓性？

1.討論與質疑。

在學生經歷了紙橋的設計、制作與試驗過程之后，教師引導學生通過對比、討論，思考紙張制作形狀的不同與它的抗壓性的關系，進而得出了卷成圓形、瓦楞形等形狀可以提高紙張抗壓性的結論。

2.知識講解：紙張的基本結構及其組合方式。

教師以學生所做模型的實物為例（見下圖），為學生串講紙張的結構知識。

師：同學們，以上就是紙的基本結構。我們在制作模型的時候，總是先做好紙張的基本結構，再把它們連接在一起，組合成一個具有一定形狀的組合體，讓紙的承受力大大提高。那么，我們應該如何連接各個基本結構呢？其實，基本結構的連接方式有許多。

師課件出示紙結構的幾種連接技巧。

3.關注生活，延伸討論，小結“如何通過改變紙的基本結構來增強紙的抗壓性”。

師：請大家討論一下，在我們的生活中，哪些方面用到了“通過改變紙的基本結構來增強紙的抗壓性”？

生：紙橋、紙箱、卷筒、報紙鉛筆等。

師：若是用舊報紙為原料設計制作一座紙橋進行“紙橋承重比賽”，以最大承重能力為目標，你需要考慮紙橋結構設計中的哪些方面問題？

生：舊報紙的紙張特性、舊報紙結構的形狀、舊報紙結構的組合拼接、紙橋的整體外形等。

教師引導學生總結本節課的學習內容（略），并提示下一節課的學習任務：在給定材料、工具、時間的情況下，設計并制作出一座合乎要求的紙橋，參加學校的科技運動會紙橋承重項目比賽。

點評：國家課標組組長、南京師范大學教授顧建軍認為，“通用技術，是最能體現素質教育的課程，最能反映綜合應用的課程，最能強化能力培養的課程，最能促進學生個性發展的課程，最能反映學校特色的課程。這是技術教育獨特的價值和力量”。一節好的通用技術課的標準是什么？我們認為至少應該包括以下四個方面：依據課程標準、技術特色鮮明、展現學生風采、遵循課堂規律。本課的教學內容與教學活動，緊扣課標，以紙與紙橋為載體，引導學生在技術探究領域步步深入，直至完全掌握“相同屬性的材料通過不同的結構設計可以抵抗引起形變與大小變化的力”這一科學規律。這節課，充分體現了通用技術課“設計”與“實踐”兩個鮮明的技術特色——探究是為了設計，觀察與模仿是設計的開始，通過動手實踐體驗設計的樂趣。而本節課最精彩、最能使學生欲罷不能的教學環節就是“活動二”的小組競技。一開始，老師故意演示這張紙不能承受一個砝碼的重量，由此引發學生挑戰困難的勇氣和設計實踐的沖動；對學生來說，這樣的困難要比他們攻克數理化難題還要難，這一方面給他們的內心帶來了恐懼和壓力，另一方面又讓他們迫不及待地想去動手實踐克難攻堅。看著課堂上學生們一個個投入地研究、討論、設計、折疊、拼接，聽到那一疊聲地“老師，這里，我們成功了”“老師，我們可以放上一盒砝碼了”……我們的內心跟執教老師一樣，充滿了幸福感。沒想到小小的一張報紙，竟然有那么大的魔力，讓學生如此癡迷，讓學生能產生那么巨大的成就感，使他們又可以像小時候一樣，迫不及待地想要和老師來分享自己的成功。

堅定地執行課程標準，堅持以“技術實踐”主導課堂，努力提升學生的“創新精神”，將是以上教學過程的必然結果，這也正是我們所認可的通用技術課程最核心的課堂規律。（責編白聰敏）