《紙橋的結(jié)構(gòu)》設(shè)計(jì)與制作課程統(tǒng)整教學(xué)實(shí)錄

韋小陽(yáng) 廖樹(shù)山

一、課標(biāo)要求

（一）了解結(jié)構(gòu)的涵義，能從力學(xué)角度理解結(jié)構(gòu)的概念和一般分類。確定一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制設(shè)計(jì)圖紙，做出模型或原型。

（二）熟悉一些常見(jiàn)材料的屬性及加工方法，能根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇材料和工具。

（三）初步學(xué)會(huì)從技術(shù)的角度提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，能多角度提出解決問(wèn)題的方案，發(fā)展批判性思維和創(chuàng)造性想象的能力。形成和保持對(duì)技術(shù)問(wèn)題的敏感性和探究欲望，領(lǐng)略技術(shù)世界的奧秘與神奇。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）通過(guò)實(shí)驗(yàn)和小組討論，探究紙張的性質(zhì)：抗拉性強(qiáng)、抗壓性弱。

（二）通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐探究如何提高紙張的抗壓性。

（三）通過(guò)設(shè)計(jì)、制作與試驗(yàn)，親身體驗(yàn)改變紙張形狀結(jié)構(gòu)對(duì)提高紙張承受力的巨大作用。

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

（一）教學(xué)重點(diǎn)：紙張的屬性與結(jié)構(gòu)。

（二）教學(xué)難點(diǎn)：如何通過(guò)改變紙張的基本結(jié)構(gòu)增強(qiáng)紙張的抗壓性。

四、材料準(zhǔn)備

A4紙、4開(kāi)舊報(bào)紙、膠水、砝碼、裝水的礦泉水瓶、裁紙刀、剪刀。

五、教學(xué)流程

（一）探究紙張的屬性：抗拉性強(qiáng)、抗壓性弱。

[活動(dòng)一]探究與實(shí)驗(yàn)

老師拿出一張A4紙，將兩端固定在兩根木棒上。

請(qǐng)兩名學(xué)生平拉紙張兩端的木棒，提醒全體學(xué)生注意觀察紙張承受拉力的情況。

兩名學(xué)生很用力地拉，結(jié)果卻沒(méi)有拉斷——學(xué)生由此發(fā)現(xiàn)，紙張可以承受很大的拉力。

老師給每個(gè)學(xué)生發(fā)放一些裁成條的舊報(bào)紙，讓學(xué)生體驗(yàn)撕拉舊報(bào)紙條需要用多大的力。然后讓學(xué)生把撕斷的紙條收集起來(lái)。

老師將一個(gè)砝碼放在一張平鋪在兩個(gè)盒子之上的紙條中間，讓學(xué)生注意觀察現(xiàn)象。學(xué)生發(fā)現(xiàn)“紙張承受不住砝碼的重量”，塌了下來(lái)。

師生共同討論在以上實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的發(fā)現(xiàn)，得出紙張的屬性——抗拉性強(qiáng)，抗壓性弱。

（二）體驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)紙張的威力，感受技術(shù)探究的樂(lè)趣。

[活動(dòng)二]小組競(jìng)技（限時(shí)十分鐘）

教師發(fā)放材料，并用課件出示如下活動(dòng)要求。

利用一張4開(kāi)舊報(bào)紙和膠水，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)長(zhǎng)度為200mm的橋面。要求所設(shè)計(jì)和制作的橋面至少可以承重750g（15個(gè)砝碼的質(zhì)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(kāi)舊報(bào)紙進(jìn)行制作，不可以加紙，不可以填加其他物質(zhì)。②粘連紙張時(shí)，只能用膠水，不可以用其他物質(zhì)代替；膠水用量限定，請(qǐng)酌情使用。③每小組制作的橋梁模型，其外型至少為200mm（長(zhǎng)）×50mm（寬）×30mm（高）的長(zhǎng)方體，跨度為150mm，兩端開(kāi)通不封閉。長(zhǎng)方體中間，用剩余的紙張制作各種形狀結(jié)構(gòu)的填充物放置其中，做成簡(jiǎn)單的橋梁模型。

學(xué)生以小組為單位開(kāi)始制作，每個(gè)小組至少制作出了2—3個(gè)橋面模型，大家在組內(nèi)測(cè)試，選出本組中承重最大的橋面模型來(lái)跟其他組比賽。

當(dāng)學(xué)生以小組為單位制作橋面模型時(shí)，教師在小組間巡視，不作具體指導(dǎo)。

先做后學(xué)，先學(xué)后教，是我市通用技術(shù)教學(xué)的一貫做法。學(xué)生在“活動(dòng)一”中雖然獲得了一些基本知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)紙張屬性的理解還不能算深透，接下來(lái)的這個(gè)“活動(dòng)二”將給學(xué)生一些探究體驗(yàn)的過(guò)程。課堂上，有的學(xué)生一下子就有了想法，做出了模型；有的學(xué)生卻完全不知從哪里入手，更不知道怎么去設(shè)計(jì)。這都是正?，F(xiàn)象。我們?cè)试S不會(huì)做的學(xué)生先看看別人怎么做，或者讓他們自己去翻書(shū)、上網(wǎng)查資料尋求幫助，這都是“主動(dòng)學(xué)習(xí)”的過(guò)程和表現(xiàn)。

生：老師，這里，我們成功了！

生：老師，快來(lái)看，我們已經(jīng)放了三盒砝碼了！

……

看到學(xué)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(shí)比賽，各小組代表聽(tīng)老師的口令加砝碼。第一輪加碼，兩盒砝碼，10秒內(nèi)完成。

生：加好了。

師：好，第一輪全體通過(guò)！第二輪加碼，一盒砝碼，也是10秒內(nèi)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(guò)每一輪所加的份量在減少，剩下的學(xué)習(xí)小組的數(shù)量也在減少（成績(jī)單見(jiàn)下表）。

師：現(xiàn)在僅剩第三組了，砝碼已經(jīng)是四盒加5顆了，同學(xué)們，我們還加不加？

生：不加了，我們想留點(diǎn)懸念……

師：好，那么，第三組勝出！

師：下面請(qǐng)第三組的代表分享一下他們組的制作經(jīng)驗(yàn)！

生：我們都知道，紙張的抗壓性弱、扛拉性強(qiáng)，所以，我們組在設(shè)計(jì)制作紙橋的時(shí)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(diǎn)。我們還特別注意到了整個(gè)模型每一個(gè)部件的“緊密”連接，讓它們像一個(gè)“統(tǒng)一體”。如果連接點(diǎn)不夠緊密結(jié)實(shí)，紙橋很容易被各個(gè)擊破。

思考、設(shè)計(jì)、制作、試驗(yàn)，這一系列富有探究性、創(chuàng)造性、試驗(yàn)性的活動(dòng)過(guò)程讓學(xué)生體驗(yàn)到了通用技術(shù)學(xué)科的科學(xué)奧秘、技術(shù)張力和探究樂(lè)趣。

（三）實(shí)踐提高紙張的抗壓性。

[活動(dòng)三]討論、猜想與實(shí)踐：如何提高紙張的抗壓性？

1.討論與質(zhì)疑。

在學(xué)生經(jīng)歷了紙橋的設(shè)計(jì)、制作與試驗(yàn)過(guò)程之后，教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)比、討論，思考紙張制作形狀的不同與它的抗壓性的關(guān)系，進(jìn)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(jié)論。

2.知識(shí)講解：紙張的基本結(jié)構(gòu)及其組合方式。

教師以學(xué)生所做模型的實(shí)物為例（見(jiàn)下圖），為學(xué)生串講紙張的結(jié)構(gòu)知識(shí)。

師：同學(xué)們，以上就是紙的基本結(jié)構(gòu)。我們?cè)谥谱髂Ｐ偷臅r(shí)候，總是先做好紙張的基本結(jié)構(gòu)，再把它們連接在一起，組合成一個(gè)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(yīng)該如何連接各個(gè)基本結(jié)構(gòu)呢？其實(shí)，基本結(jié)構(gòu)的連接方式有許多。

師課件出示紙結(jié)構(gòu)的幾種連接技巧。

3.關(guān)注生活，延伸討論，小結(jié)“如何通過(guò)改變紙的基本結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)紙的抗壓性”。

師：請(qǐng)大家討論一下，在我們的生活中，哪些方面用到了“通過(guò)改變紙的基本結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)紙的抗壓性”？

生：紙橋、紙箱、卷筒、報(bào)紙鉛筆等。

師：若是用舊報(bào)紙為原料設(shè)計(jì)制作一座紙橋進(jìn)行“紙橋承重比賽”，以最大承重能力為目標(biāo)，你需要考慮紙橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的哪些方面問(wèn)題？

生：舊報(bào)紙的紙張?zhí)匦?、舊報(bào)紙結(jié)構(gòu)的形狀、舊報(bào)紙結(jié)構(gòu)的組合拼接、紙橋的整體外形等。

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容（略），并提示下一節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)：在給定材料、工具、時(shí)間的情況下，設(shè)計(jì)并制作出一座合乎要求的紙橋，參加學(xué)校的科技運(yùn)動(dòng)會(huì)紙橋承重項(xiàng)目比賽。

點(diǎn)評(píng)：國(guó)家課標(biāo)組組長(zhǎng)、南京師范大學(xué)教授顧建軍認(rèn)為，“通用技術(shù)，是最能體現(xiàn)素質(zhì)教育的課程，最能反映綜合應(yīng)用的課程，最能強(qiáng)化能力培養(yǎng)的課程，最能促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展的課程，最能反映學(xué)校特色的課程。這是技術(shù)教育獨(dú)特的價(jià)值和力量”。一節(jié)好的通用技術(shù)課的標(biāo)準(zhǔn)是什么？我們認(rèn)為至少應(yīng)該包括以下四個(gè)方面：依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)特色鮮明、展現(xiàn)學(xué)生風(fēng)采、遵循課堂規(guī)律。本課的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)，緊扣課標(biāo)，以紙與紙橋?yàn)檩d體，引導(dǎo)學(xué)生在技術(shù)探究領(lǐng)域步步深入，直至完全掌握“相同屬性的材料通過(guò)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以抵抗引起形變與大小變化的力”這一科學(xué)規(guī)律。這節(jié)課，充分體現(xiàn)了通用技術(shù)課“設(shè)計(jì)”與“實(shí)踐”兩個(gè)鮮明的技術(shù)特色——探究是為了設(shè)計(jì)，觀察與模仿是設(shè)計(jì)的開(kāi)始，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐體驗(yàn)設(shè)計(jì)的樂(lè)趣。而本節(jié)課最精彩、最能使學(xué)生欲罷不能的教學(xué)環(huán)節(jié)就是“活動(dòng)二”的小組競(jìng)技。一開(kāi)始，老師故意演示這張紙不能承受一個(gè)砝碼的重量，由此引發(fā)學(xué)生挑戰(zhàn)困難的勇氣和設(shè)計(jì)實(shí)踐的沖動(dòng)；對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這樣的困難要比他們攻克數(shù)理化難題還要難，這一方面給他們的內(nèi)心帶來(lái)了恐懼和壓力，另一方面又讓他們迫不及待地想去動(dòng)手實(shí)踐克難攻堅(jiān)?？粗n堂上學(xué)生們一個(gè)個(gè)投入地研究、討論、設(shè)計(jì)、折疊、拼接，聽(tīng)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(nèi)心跟執(zhí)教老師一樣，充滿了幸福感。沒(méi)想到小小的一張報(bào)紙，竟然有那么大的魔力，讓學(xué)生如此癡迷，讓學(xué)生能產(chǎn)生那么巨大的成就感，使他們又可以像小時(shí)候一樣，迫不及待地想要和老師來(lái)分享自己的成功。

堅(jiān)定地執(zhí)行課程標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持以“技術(shù)實(shí)踐”主導(dǎo)課堂，努力提升學(xué)生的“創(chuàng)新精神”，將是以上教學(xué)過(guò)程的必然結(jié)果，這也正是我們所認(rèn)可的通用技術(shù)課程最核心的課堂規(guī)律。（責(zé)編白聰敏）