齊麗 付國玲
教學背景:
如何建造房屋,怎樣的結(jié)構(gòu)才能讓房屋更穩(wěn)固,是初中學生十分感興趣的問題,用紙牌搭建房屋可以幫助學生感知這樣的過程.每一張紙牌相當于建筑物中的“面”(如,墻和樓板).如何搭建?搭建滿足什么條件?建筑物是否符合要求?學生從中可以學習到關(guān)于材料、圖形、結(jié)構(gòu)、搭接、穩(wěn)度、硬度等方面的知識.學生在搭建過程中可以嘗試如何用“面”來搭建空間.其二,紙牌在生活中很常見,度量的標準也很規(guī)范統(tǒng)一,在搭建過程中可以真正觸摸到“建筑物”,比在圖紙上抽象的線條更適合學生的感知“建筑物”.第三,在搭建過程中可以培養(yǎng)學生從二維空間到三維空間的思維能力.從物理學的角度上來講,用卡片搭“建筑物”和實體建筑是相似的,既要考慮房子搭起來不倒塌,又要考慮當我們讓房子能夠有一定承重的時候,房子要穩(wěn),要能承受一定的壓力.本節(jié)課就是讓學生用一副普通撲克牌,采用小組合作的方式設計并搭建符合要求的相對穩(wěn)定的“建筑物”.
在搭建中還有一些值得考慮的方面:如果只是為了承重,可以把紙牌單純地摞在一起,此時就是承重最多的狀態(tài),但它并不是房屋.所以最好再提出其他條件:比如,房屋結(jié)構(gòu)完整、符合一定高度、圍成的空間體積最大、頂部能承受一定的壓力、側(cè)面也能承受一定的壓力以及單個空間跨度最大等等.再有是不是允許紙牌彎折黏合.若不容許彎、折及黏合,就是板構(gòu)的基本應用練習.若是容許彎、折及黏合就是用盡量少的材料解決問題,所有這些在本節(jié)課程中都有一定的設計和考慮.
授課年級:七、八年級
授課時間:100分鐘
一、教學目標
(一)科學目標
能用科學方法設計并用紙牌搭建出一個能承擔一定物重的房屋,并經(jīng)過測試來檢驗紙牌屋的各項指標.培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力并逐步培養(yǎng)學生的設計理念.
(二)技術(shù)目標
能完成紙牌搭建房屋的設計,了解一張紙牌的承重能力,上網(wǎng)了解采用什么結(jié)構(gòu)和方法能增加紙牌的承重能力,感知材料的性質(zhì)和用途.
(三)工程目標
在實際搭建過程中學習簡單的工程力學知識;在解決問題的過程中,學生要在實踐中逐步自己設計活動過程中活動要求,在活動要求范圍內(nèi)找到解決問題的方案,并在實驗中測評設計方案的合理性,再進一步完善方案設計.在實際活動中逐步培養(yǎng)學生的空間想象能力.
(四)人文目標
培養(yǎng)學生動手制作的興趣,通過搭建房屋,激發(fā)他們的創(chuàng)造精神,在實際操作過程中培養(yǎng)學生的團隊合作能力及解決問題的能力.
(五)數(shù)學目標
搭建中應用到數(shù)學的幾何圖形和基本測量,了解并運用三角形的穩(wěn)定性及柱形結(jié)構(gòu)承重較大原理.
二、教學重點
通過完成用紙牌搭建建筑物的活動,讓學生了解不同幾何結(jié)構(gòu)的承重原理,使學生感受到解決實際問題的完整步驟,即建立活動要求、搜索相關(guān)資料、提出基本設想、選擇其中一個方案使之完善、檢測并嘗試改進.
三、教學難點
讓學生感受在實際工程建造過程中得完整步驟,并能用實驗、反思的思維模式去改進方案設計.
四、教學準備
撲克牌、透明膠帶、刻度尺.
五、教學過程