《纸桥的结构》设计与制作课程统整教学实录

韦小阳 廖树山

一、课标要求

（一）了解结构的涵义，能从力学角度理解结构的概念和一般分类。确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。

（二）熟悉一些常见材料的属性及加工方法，能根据设计要求选择材料和工具。

（三）初步学会从技术的角度提出问题、解决问题，能多角度提出解决问题的方案，发展批判性思维和创造性想象的能力。形成和保持对技术问题的敏感性和探究欲望，领略技术世界的奥秘与神奇。

二、教学目标

（一）通过实验和小组讨论，探究纸张的性质：抗拉性强、抗压性弱。

（二）通过动手实践探究如何提高纸张的抗压性。

（三）通过设计、制作与试验，亲身体验改变纸张形状结构对提高纸张承受力的巨大作用。

三、教学重点和难点

（一）教学重点：纸张的属性与结构。

（二）教学难点：如何通过改变纸张的基本结构增强纸张的抗压性。

四、材料准备

A4纸、4开旧报纸、胶水、砝码、装水的矿泉水瓶、裁纸刀、剪刀。

五、教学流程

（一）探究纸张的属性：抗拉性强、抗压性弱。

[活动一]探究与实验

老师拿出一张A4纸，将两端固定在两根木棒上。

请两名学生平拉纸张两端的木棒，提醒全体学生注意观察纸张承受拉力的情况。

两名学生很用力地拉，结果却没有拉断——学生由此发现，纸张可以承受很大的拉力。

老师给每个学生发放一些裁成条的旧报纸，让学生体验撕拉旧报纸条需要用多大的力。然后让学生把撕断的纸条收集起来。

老师将一个砝码放在一张平铺在两个盒子之上的纸条中间，让学生注意观察现象。学生发现“纸张承受不住砝码的重量”，塌了下来。

师生共同讨论在以上实验活动中的发现，得出纸张的属性——抗拉性强，抗压性弱。

（二）体验并发现纸张的威力，感受技术探究的乐趣。

[活动二]小组竞技（限时十分钟）

教师发放材料，并用课件出示如下活动要求。

利用一张4开旧报纸和胶水，设计并制作一个长度为200mm的桥面。要求所设计和制作的桥面至少可以承重750g（15个砝码的质量）。以最后制作的桥面承重能力最大的组为获胜组。

温馨提示：①只能用所给的4开旧报纸进行制作，不可以加纸，不可以填加其他物质。②粘连纸张时，只能用胶水，不可以用其他物质代替；胶水用量限定，请酌情使用。③每小组制作的桥梁模型，其外型至少为200mm（长）×50mm（宽）×30mm（高）的长方体，跨度为150mm，两端开通不封闭。长方体中间，用剩余的纸张制作各种形状结构的填充物放置其中，做成简单的桥梁模型。

学生以小组为单位开始制作，每个小组至少制作出了2—3个桥面模型，大家在组内测试，选出本组中承重最大的桥面模型来跟其他组比赛。

当学生以小组为单位制作桥面模型时，教师在小组间巡视，不作具体指导。

先做后学，先学后教，是我市通用技术教学的一贯做法。学生在“活动一”中虽然获得了一些基本知识和经验，但对纸张属性的理解还不能算深透，接下来的这个“活动二”将给学生一些探究体验的过程。课堂上，有的学生一下子就有了想法，做出了模型；有的学生却完全不知从哪里入手，更不知道怎么去设计。这都是正常现象。我们允许不会做的学生先看看别人怎么做，或者让他们自己去翻书、上网查资料寻求帮助，这都是“主动学习”的过程和表现。

生：老师，这里，我们成功了！

生：老师，快来看，我们已经放了三盒砝码了！

……

看到学生如此投入，如此惊喜，老师的心里也不由得一阵阵欢喜。

师：各小组把选出的作品集中到第二组这里，下面是小组间的PK，所有小组同时比赛，各小组代表听老师的口令加砝码。第一轮加码，两盒砝码，10秒内完成。

生：加好了。

师：好，第一轮全体通过！第二轮加码，一盒砝码，也是10秒内完成。

在这一轮，大家可以看到：第二组的塌了，第五组的也塌了。

……

加在桥面上的砝码重量还在增加，只不过每一轮所加的份量在减少，剩下的学习小组的数量也在减少（成绩单见下表）。

师：现在仅剩第三组了，砝码已经是四盒加5颗了，同学们，我们还加不加？

生：不加了，我们想留点悬念……

师：好，那么，第三组胜出！

师：下面请第三组的代表分享一下他们组的制作经验！

生：我们都知道，纸张的抗压性弱、扛拉性强，所以，我们组在设计制作纸桥的时候，在需要承受压力的地方用了更多的纸，在承受拉力的地方少用了一点。我们还特别注意到了整个模型每一个部件的“紧密”连接，让它们像一个“统一体”。如果连接点不够紧密结实，纸桥很容易被各个击破。

思考、设计、制作、试验，这一系列富有探究性、创造性、试验性的活动过程让学生体验到了通用技术学科的科学奥秘、技术张力和探究乐趣。

（三）实践提高纸张的抗压性。

[活动三]讨论、猜想与实践：如何提高纸张的抗压性？

1.讨论与质疑。

在学生经历了纸桥的设计、制作与试验过程之后，教师引导学生通过对比、讨论，思考纸张制作形状的不同与它的抗压性的关系，进而得出了卷成圆形、瓦楞形等形状可以提高纸张抗压性的结论。

2.知识讲解：纸张的基本结构及其组合方式。

教师以学生所做模型的实物为例（见下图），为学生串讲纸张的结构知识。

师：同学们，以上就是纸的基本结构。我们在制作模型的时候，总是先做好纸张的基本结构，再把它们连接在一起，组合成一个具有一定形状的组合体，让纸的承受力大大提高。那么，我们应该如何连接各个基本结构呢？其实，基本结构的连接方式有许多。

师课件出示纸结构的几种连接技巧。

3.关注生活，延伸讨论，小结“如何通过改变纸的基本结构来增强纸的抗压性”。

师：请大家讨论一下，在我们的生活中，哪些方面用到了“通过改变纸的基本结构来增强纸的抗压性”？

生：纸桥、纸箱、卷筒、报纸铅笔等。

师：若是用旧报纸为原料设计制作一座纸桥进行“纸桥承重比赛”，以最大承重能力为目标，你需要考虑纸桥结构设计中的哪些方面问题？

生：旧报纸的纸张特性、旧报纸结构的形状、旧报纸结构的组合拼接、纸桥的整体外形等。

教师引导学生总结本节课的学习内容（略），并提示下一节课的学习任务：在给定材料、工具、时间的情况下，设计并制作出一座合乎要求的纸桥，参加学校的科技运动会纸桥承重项目比赛。

点评：国家课标组组长、南京师范大学教授顾建军认为，“通用技术，是最能体现素质教育的课程，最能反映综合应用的课程，最能强化能力培养的课程，最能促进学生个性发展的课程，最能反映学校特色的课程。这是技术教育独特的价值和力量”。一节好的通用技术课的标准是什么？我们认为至少应该包括以下四个方面：依据课程标准、技术特色鲜明、展现学生风采、遵循课堂规律。本课的教学内容与教学活动，紧扣课标，以纸与纸桥为载体，引导学生在技术探究领域步步深入，直至完全掌握“相同属性的材料通过不同的结构设计可以抵抗引起形变与大小变化的力”这一科学规律。这节课，充分体现了通用技术课“设计”与“实践”两个鲜明的技术特色——探究是为了设计，观察与模仿是设计的开始，通过动手实践体验设计的乐趣。而本节课最精彩、最能使学生欲罢不能的教学环节就是“活动二”的小组竞技。一开始，老师故意演示这张纸不能承受一个砝码的重量，由此引发学生挑战困难的勇气和设计实践的冲动；对学生来说，这样的困难要比他们攻克数理化难题还要难，这一方面给他们的内心带来了恐惧和压力，另一方面又让他们迫不及待地想去动手实践克难攻坚。看着课堂上学生们一个个投入地研究、讨论、设计、折叠、拼接，听到那一叠声地“老师，这里，我们成功了”“老师，我们可以放上一盒砝码了”……我们的内心跟执教老师一样，充满了幸福感。没想到小小的一张报纸，竟然有那么大的魔力，让学生如此痴迷，让学生能产生那么巨大的成就感，使他们又可以像小时候一样，迫不及待地想要和老师来分享自己的成功。

坚定地执行课程标准，坚持以“技术实践”主导课堂，努力提升学生的“创新精神”，将是以上教学过程的必然结果，这也正是我们所认可的通用技术课程最核心的课堂规律。（责编白聪敏）