在這個實驗中，我們將
1，采用分組活動的形式，培養學生的合作精神和有序工作能力；通過成品展示、比賽等活動，培養學生的合作意識和競爭意識；
2.在制作過程中，培養不怕困難、不墨守成規、敢於創新的精神。
3.學習制作科技，了解橋梁主體結構的功能。通過紙橋的設計和制作，我們可以了解到材料的強度與其幾何形狀有關。
4.在各種承重實驗和紙橋設計的過程中學會獨立思考。
5.培養學生在研究中與他人合作的能力。
6.通過橋梁的造型設計，提高創作模型的技巧、技法和欣賞性。
7.學習簡單的技術設計。
活動內容
紙橋的設計與制作
背景材料
1，知識背景:
(1)壓力和壓力
知道壓力的概念，壓力是指垂直壓在物體表面的力。
理解壓力的概念，壓力是物體單位面積所受的壓力。
固體的壓力與受力面積有關，截面積對壓力有直接影響。橫截面積越大，壓力越小。
⑵拱起的橋:壹盒火柴能被壹張紙托起，弓著腰，說明向上拱起的物體最能承受外界的壓力，其強度大於不拱起時。火柴盒壓在紙拱橋上，給紙拱壹個靜態的外力，不同於子彈作用在裝甲車上的沖擊力。紙拱橋抵抗靜態外力的能力稱為靜強度。
我們的祖先很久以前就發現了拱形物體的這壹特性，並將其應用於建築中。各地發掘的東漢墓葬大多有“拱”形結構，說明1000年前中國的築拱技術已經相當普及。
現存最古老的石拱橋是中國的趙州橋。趙州橋是由隋代石匠李春設計和監督的。建於公元616年，距今已有1300多年的歷史。這座石橋橫跨河北省趙縣城南河，橋口呈弧形，宛如跨河長虹。在漫長的歲月裏，趙州橋經受住了地震的搖晃，洪水的沖擊，車馬的碾壓，依然屹立在渭河之上。(圖1)趙州橋不僅有壹個大的弧形拱門，而且在橋肩上還有四個小拱門。山洪爆發時，小拱門可以排走洪水。趙州橋的秘密就在拱門上。中國科技人員和工人繼承和發展了拱橋建築的傳統，運用現代強度理論和工程創造了雙曲拱橋。雙曲拱橋的造型看起來和壹般的空心拱橋沒什麽區別。但如果妳走在橋下，妳會發現它的肚子是凹進去的，好像是由幾個自行車的擋泥板拼成的。真的是拱中之拱。這種橋的優點是造價低，荷載大，施工方便，節省材料。雄偉的南京長江大橋的公路引橋就是這種雙曲拱橋。(圖2)
雙曲拱比單拱能承受更大的荷載，主要是因為雙曲拱不僅在壹個方向上拱起，而且在與之垂直的另壹個方向上拱起。自行車的擋泥板就是這種雙曲拱。受力時，力沿兩拱方向傳遞更均勻；當某壹局部應力過大時，雙連拱能迅速自行調整平衡，使整個雙連拱不會被局部應力破壞。
拱形結構可以用來造橋，另壹個重要的用途是築壩。尤其是雙曲拱壩，由於拱頂的水壓力可以均勻地傳遞到河岸，穩定可以由堅實的堤岸來維持，與完全靠自重平衡的重力壩相比，不僅可以減小體積，節省材料，而且具有壹定的彈性，對地基的局部變形有壹定的適應性，抗震性能好。
我們的腳上有壹個“雙拱橋”，意思是足弓正常的人的腳可以分辨出三個足弓:兩個縱向足弓和壹個橫向足弓。
(3)橋梁的歷史和發展現狀:
在古代中國，木材、石頭、藤條、竹子甚至皮革等天然材料都被用於建造橋梁。鍛鐵出現後，出現了簡單的鐵索橋。他們的實力很低。木、藤、竹、皮易腐，能保存至今的古橋多為石橋。中國古代著名的石橋有:河北趙州1安濟橋、北京盧溝橋、泉州安平橋。
1900-1949時期，中國的橋梁建設幾乎處於停滯狀態，尤其是中國自己修建的橋梁項目很少。其中具有代表性的橋梁是杭州錢塘江大橋，由我國老壹輩橋梁工程專家茅以升先生於1943年設計建造。(圖3)
錢塘江大橋位於杭州大門六和塔附近。這是第壹座由中國工程師設計和監理的雙層公路和鐵路橋。全橋長1453米，主橋長1072米，兩側引橋長381米。19311111舉行開工儀式，1935通車。這座現代化的鋼橋為溝通南北做出了突出貢獻，也標誌著中國進入了用鋼造橋的全新階段。
與此同時，國外橋梁已遠超中國，鋼鐵技術達到頂峰，出現了第壹次懸索橋建設高潮。著名的橋梁有:建於1931的紐約華盛頓大橋、建於1937的舊金山大橋和建於1932的悉尼鋼拱橋。
從1950到1978，中國的橋梁建設經歷了艱苦創業和曲折發展兩個歷史時期。武漢長江大橋(圖4)和南京長江大橋已經建成通車。
南京長江大橋位於江蘇省南京市，是中國橋梁建設的壹個重要裏程碑。主橋為連續桁架橋，長1.576米。南京長江大橋是壹座完全靠自己的技術力量和國產材料建成的長江大橋。因此，它的建成標誌著我國橋梁建設技術進入了獨立自主的新水平和新階段。
與此同時，國外橋梁呈現出多樣化和各自能力的新趨勢。斜拉橋成為主要橋型，日本和丹麥也開始實施宏大的跨海工程計劃。
1979-1999，在這短短的二十年裏，中國現代橋梁事業取得了令人矚目的成就，迅速趕上了世界橋梁建設的先進水平。上海南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋奠定了中國橋梁的世界地位。五座懸索橋同時建成:跨度452米的汕頭海灣大橋、跨度888米的廣東虎門大橋、跨度900米的西陵長江大橋、跨度1385米的江陰長江大橋、跨度648米的廈門海滄大橋，標誌著中國正在走向世界橋梁王國。
在現代橋梁建設技術方面，中國已躋身世界先進行列。
目前，我國已能熟練建造大跨度、深水基礎橋梁，橋梁建造技術居世界前列。據交通部部長黃振東介紹，我國在預應力混凝土梁式橋、各種拱橋、斜拉橋、懸索橋等建設方面都取得了技術突破和發展。中國先後建成了江陰長江大橋、虎門大橋、萬縣長江大橋、南京長江二橋等在國際上具有較高技術含量和影響力的重大工程。江陰長江大橋主跨1.385米，是20世紀中國建成的跨度最大的橋梁，在世界同類斜拉懸索橋中排名第四。萬縣長江大橋超長鋼筋混凝土拱橋的設計和施工是國際創新技術，獲2000年國家科技進步壹等獎。虎門大橋施工成套技術獲2000年國家科技進步二等獎。
新技術、新工藝和新設備的采用保證了我國橋梁建設的快速發展。截至去年底，全國共有公路橋梁24萬座，865萬延米，其中特大橋1139座，大橋12741座。這些橋造型優美，美觀實用，成為當地壹道風景。
橋梁作為壹種跨度結構，其形狀多種多樣，主要受其跨度、材料、荷載、施工方法的影響，當然也包括人們的思想意識或審美傾向的影響。只是壹些傑出的橋梁工程師，他們運用自己對工程結構的深刻理解，大膽、執著、創造性地設計了許多偉大的橋梁，如林同炎設計的反吊橋、曲線斜拉橋、翼展梁橋、預應力鋼橋等。
2.方法背景:
(1)紙橋的制作方法和要求:
制作時間為35分鐘
橋梁強度(兩墩間)不小於15cm，橋梁寬度不小於5cm。
橋梁承重能力強，牢固(以重物重量為準)。
(2)科學研究方法:
(1)用直觀演示的方式向學生展示各種橋梁用的物體，如工字鋼、角鋼(如圖)，讓學生明白通過改變紙的形狀，可以增加軟紙的強度，使其能承受壹定的重量。學生自己做實驗，通過改變紙張的形狀來尋找更多增加紙張承重的方法，培養學生的探索、觀察和分析能力；初步訓練學生對常見事物的本質屬性進行抽象和概括，形成對科學概念的概括、推理、歸納和綜合的能力。
②學生查找資料或向老師、家長咨詢“物體形狀與力度的關系”及科學原理，收集、查閱有關橋梁設計、造型的資料和圖片。訓練學生學會收集、整理和初步運用各種信息，有目的地開展調查研究。並將收集到的數據和信息進行積累、分類和保管，樹立信息積累的觀念。
③學生分組作業。要求各活動小組根據本小組設計的圖紙和制作要求密切配合，完成紙橋的制作。在制作過程中，註意用“記錄紙”(或老師提供的數據表)記錄相關數據。使學生學會處理觀察和生產結果的科學方法。
④每個活動小組展示自己的作品，每個小組選出壹名同學談談設計制作的感受。培養學生運用語言充分表達觀察結果、生產過程和成品描述的能力。
(3)科學行為習慣的形成:
①通過獨立完成查找資料、準備設計圖紙等自主學習活動，培養學生的學習意識，掌握良好的閱讀技巧，形成課後自覺閱讀的習慣。
(2)活動小組合作完成紙橋制作，培養學生團結協作的團隊精神。
(3)生產中註意記錄數據，養成良好的科學行為習慣。
3.關鍵詞:壓力、壓強、靜強度和承載能力
設計理念
(a)活動的可行性和成功的原因:
1.
活動內容的選擇符合學生已有的知識結構和認知水平，註重培養學生的綜合知識和解決實際問題的能力。在活動中，他們綜合運用了物理、數學、幾何、美術、手工等多方面的知識和能力。
2.活動內容的選擇具有壹定的科技含量，研究、實驗、生產的有機結合有助於培養學生的科技意識、科學方法和科學探索精神。
3.活動過程設計突出以學生為中心的教學過程，啟發學生自主學習，主動探索，充分發揮學生學習的主動性和創造性。
4.根據活動內容，確定活動形式，精心設計活動流程，是壹堂活動課成功的關鍵。
5.選擇合適的活動形式，可以有效激發學生的學習興趣，保持良好的學習狀態。
6.
充分的課前準備是上好壹堂活動課的前提和保證，包括:活動方案設計、資料收集、教師課前實驗、研究、制作、教具、資料設備準備(視頻、投影儀等。).
(2)活動要點:
1.活動以小組為單位，全班分成幾個活動小組(每組4人)，以比賽的形式開展活動。
2.教師指導學生進行紙的強度和承載力實驗，確定實驗目的，為設計紙橋做準備。
3.課前要求學生收集橋梁和材料力學的圖片，並在課堂上研究設計紙橋的制作圖紙。
4.根據設計圖紙制作紙橋。完成後，將顯示該組並進行比較。
5.紙橋鑒定要求和標準:
①制作時間:35分鐘(30分鐘)
②墩跨20-25cm，橋面寬5-7cm(10分)。
(3)橋梁承載能力強，牢固(以重物重量為準)。如果跨度大，可以酌情加分。
(4)橋梁的優美造型(30分)
實施條件
1.學生運動器材
(1)材料:若幹張八角紙，每座橋四張八角紙。
(2)用具:剪刀、漿糊、鉛筆、橡皮、尺子、圓規、三角板等。
⑶架設物:書籍、紙箱或木塊等。，學生可以隨意選擇。
2.教具和設備
(1)天平、砝碼、石頭等。
(2)錄像機壹臺，電視機壹臺，實物投影儀壹臺。
3.現場要求
普通教室中的小組活動
4.講師的人力資源
活動過程
(1)第壹項活動:探索紙的形狀與其所承受的重量之間的關系(或紙的強度測試)活動時間:45分鐘。
1.導入:
通過視聽演示的方式，向學生展示各種用於橋梁的物體，如工字鋼、角鋼(如圖)，讓學生明白通過改變紙的形狀，可以增加軟紙的強度，使其能夠承受壹定的重量。啟發和引導學生通過改變紙張的形狀來探索和尋找更多增加紙張承重的方法。
2.活動的發展
(1)教師巡視學生實驗過程，隨機指導。
(2)要求學生用文字、圖表等不同形式把制作計劃表達清楚。
⑶
將滿意的設計圖案做成寬度不小於5 cm、長度不小於15 cm的“橋面”，測量其承載能力。選擇組內載荷最大的“橋面”並嘗試分析載荷最大的原因(作為架設對象的書籍、紙箱或木塊由學生自由選擇)
(4)成果展示與交流
每組選壹名同學，報告並展示該組的成績，由該組同學進行補充。選擇最佳設計方案。
3.安排本次活動後的任務和下壹次活動的內容:
⑴活動結束後，找資料或向老師、家長請教“物體形狀與強度的關系”及科學原理。
⑵根據本次活動的實驗方法和對相關資料的研究，初步構思了紙橋的結構造型。
(3)收集和查閱有關橋梁設計和建模的資料和圖片。畫出紙橋的設計草圖。
(2)第二項活動:紙橋設計活動時間:45分鐘。
1.導入:
老師布置了這次活動的預定目標。
(1)通過與學生交流信息，使學生更好地理解物體的形狀和強度之間的關系；
⑵通過展示獲得的材料和紙橋草圖，啟發學生的思維。
2.活動:
⑴
首先，請觀看壹些橋梁的圖片。本課要求每個小組根據每個學生的想法和收集的數據和圖片，研究紙橋的設計方案，並繪制圖紙。(設計時間為30分鐘。)
(2)學生開始分組活動(教師巡邏)
3.活動概述:
課上同學們設計了紙橋的圖案，不完善的地方還需要進壹步修改，尤其是如何提高橋面的承重強度還需要進壹步研究和探索，課余時間要用來做習題，為下節課做準備。
(3)第三項活動:做紙橋。活動時間:45分鐘。
上課前，學生需要根據小組設計橋梁的計劃準備相應的材料和器具。
1.視頻導入:展示前兩節課的活動過程。
2.活動:
最後壹節課，紙橋設計，各組完成制圖。本課需要活動。
根據本組設計的圖紙，團隊按照制作要求密切配合，完成了紙橋的制作。
3.活動要求及評價規則:(師生評價)
(1)制作時間為35分鐘(30分鐘)。未在規定時間內完成的，不允許本項得分。
(2)跨度(10點)
(3)承載力(30分)
(4)建模(30分)
5]創造力
[6]合作精神
2.作品展覽:
選擇幾個已經完成紙橋制作的小組展示自己的作品，每組派壹名同學談談設計和制作的感受。
◇活動總結:
(1)總結學生活動。
⑵在活動中肯定學生的創新能力和勇於探索、認真學習的學習態度。
(3)鼓勵學生認真學習科學文化知識，掌握各種能力，成為跨世紀人才。
◇活動評估和總結
1.學生自評，老師總結。
2.請學生談談作品的設計思路、制作方法和制作經驗。