《6人間彩虹——橋》（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2023-2024學(xué)年四年級(jí)下冊(cè)綜合實(shí)踐活動(dòng)吉美版授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以《人間彩虹——橋》為主題，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、設(shè)計(jì)橋梁，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。課程內(nèi)容與課本《綜合實(shí)踐活動(dòng)》緊密相連，以實(shí)際操作為主，注重學(xué)生主體地位的發(fā)揮，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本課旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力、審美素養(yǎng)和合作精神。通過橋梁的設(shè)計(jì)與制作，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，提升空間想象力和審美判斷；同時(shí)，通過小組合作，鍛煉溝通協(xié)作能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-重點(diǎn)一：橋梁結(jié)構(gòu)的基本原理。學(xué)生需理解橋梁的承重結(jié)構(gòu)，如梁、拱、懸索等，以及它們?cè)跇蛄涸O(shè)計(jì)中的作用。

-重點(diǎn)二：橋梁設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)應(yīng)用。學(xué)生需要運(yùn)用幾何知識(shí)來設(shè)計(jì)橋梁的形狀和尺寸，包括比例、角度和面積的計(jì)算。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-難點(diǎn)一：空間想象能力的培養(yǎng)。學(xué)生需要能夠根據(jù)二維圖紙想象出三維的橋梁結(jié)構(gòu)，這要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間思維能力。

-難點(diǎn)二：材料選擇與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。學(xué)生需要了解不同材料的特性，并能夠根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料，同時(shí)確保橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

-難點(diǎn)三：團(tuán)隊(duì)合作與溝通。在小組合作設(shè)計(jì)橋梁的過程中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)有效溝通，協(xié)調(diào)分工，共同解決問題。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：分發(fā)《綜合實(shí)踐活動(dòng)》教材，確保每位學(xué)生人手一冊(cè)。

2.輔助材料：收集橋梁結(jié)構(gòu)圖、歷史橋梁圖片和設(shè)計(jì)視頻，用于展示和啟發(fā)學(xué)生。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備木條、橡皮筋、膠帶等基礎(chǔ)材料，用于學(xué)生搭建橋梁模型。

4.教室布置：設(shè)置多個(gè)小組討論區(qū)，配備實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，便于學(xué)生分組合作。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

-教師展示不同類型的橋梁圖片，如拱橋、梁橋、懸索橋等，引導(dǎo)學(xué)生觀察并討論橋梁的特點(diǎn)和功能。

-提問：“橋梁在日常生活中有什么作用？你們知道哪些著名的橋梁？”

-通過提問，激發(fā)學(xué)生對(duì)橋梁的興趣，引出本節(jié)課的主題。

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

-第一條：橋梁結(jié)構(gòu)原理

-教師講解橋梁的基本結(jié)構(gòu)，如梁、拱、懸索等，并舉例說明這些結(jié)構(gòu)在橋梁設(shè)計(jì)中的作用。

-通過模型展示，讓學(xué)生直觀理解橋梁結(jié)構(gòu)的工作原理。

-第二條：橋梁設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)應(yīng)用

-講解橋梁設(shè)計(jì)中常用的數(shù)學(xué)知識(shí)，如比例、角度、面積等。

-通過實(shí)例，展示如何運(yùn)用這些數(shù)學(xué)知識(shí)來設(shè)計(jì)橋梁的形狀和尺寸。

-第三條：橋梁材料的選擇

-介紹不同橋梁材料的特性，如木材、鋼材、混凝土等。

-講解如何根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)20分鐘）

-第一條：小組討論與設(shè)計(jì)

-學(xué)生分組討論，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一座具有特定功能的橋梁。

-每組選擇一種材料，并設(shè)計(jì)橋梁的結(jié)構(gòu)和尺寸。

-第二條：材料準(zhǔn)備與制作

-學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，準(zhǔn)備所需的材料，如木條、橡皮筋、膠帶等。

-學(xué)生動(dòng)手制作橋梁模型，過程中注意結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和美觀性。

-第三條：展示與評(píng)價(jià)

-各小組展示自己的橋梁模型，介紹設(shè)計(jì)理念和制作過程。

-教師和學(xué)生共同評(píng)價(jià)橋梁模型的設(shè)計(jì)和制作，提出改進(jìn)意見。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

-第一方面：材料選擇

-學(xué)生討論：“為什么選擇這種材料？”

-舉例回答：“選擇木材是因?yàn)樗p便且易于加工，適合制作小型橋梁模型?！?/p>

-第二方面：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

-學(xué)生討論：“如何確保橋梁的穩(wěn)定性？”

-舉例回答：“通過增加支撐點(diǎn)和加固結(jié)構(gòu)，可以提高橋梁的穩(wěn)定性?！?/p>

-第三方面：團(tuán)隊(duì)合作

-學(xué)生討論：“在團(tuán)隊(duì)合作中遇到了哪些困難？如何解決的？”

-舉例回答：“在分工不明確時(shí)，我們通過溝通和協(xié)調(diào)，最終解決了問題?！?/p>

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)原理、數(shù)學(xué)應(yīng)用和材料選擇的重要性。

-提問：“通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們對(duì)橋梁有了哪些新的認(rèn)識(shí)？”

-學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得，教師總結(jié)：“橋梁不僅是交通設(shè)施，更是人類智慧和創(chuàng)造力的體現(xiàn)?！?/p>

-教師布置課后作業(yè)：“查閱資料，了解一種你感興趣的橋梁，并準(zhǔn)備下節(jié)課分享?！敝R(shí)點(diǎn)梳理1.橋梁的基本結(jié)構(gòu)

-梁橋：以梁作為主要承重結(jié)構(gòu)，適用于較小的跨度。

-拱橋：以拱形結(jié)構(gòu)為主要承重形式，適用于較大跨度。

-懸索橋：以懸索作為主要承重結(jié)構(gòu)，適用于非常長的跨度。

2.橋梁設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)應(yīng)用

-幾何知識(shí)：運(yùn)用幾何原理設(shè)計(jì)橋梁的形狀和尺寸，如比例、角度、面積等。

-數(shù)學(xué)計(jì)算：計(jì)算橋梁的承重能力、材料用量等。

3.橋梁材料的特性與選擇

-木材：輕便、易于加工，適用于小型橋梁。

-鋼材：強(qiáng)度高、耐腐蝕，適用于大型橋梁。

-混凝土：耐久性好，適用于各種類型的橋梁。

4.橋梁設(shè)計(jì)考慮因素

-地理環(huán)境：考慮地形、地質(zhì)條件對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響。

-交通流量：根據(jù)預(yù)期交通流量設(shè)計(jì)橋梁的承載能力。

-美學(xué)要求：橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮美觀和與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)。

5.橋梁施工技術(shù)

-基礎(chǔ)施工：挖掘基礎(chǔ)，確保橋梁穩(wěn)定性。

-構(gòu)件預(yù)制：在工廠預(yù)制橋梁構(gòu)件，提高施工效率。

-構(gòu)件安裝：將預(yù)制構(gòu)件安裝到預(yù)定位置。

6.橋梁養(yǎng)護(hù)與維修

-定期檢查：對(duì)橋梁進(jìn)行定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

-維修保養(yǎng)：對(duì)橋梁進(jìn)行必要的維修和保養(yǎng)，延長使用壽命。

7.橋梁歷史與發(fā)展

-古代橋梁：了解古代橋梁的設(shè)計(jì)理念和建造技術(shù)。

-近現(xiàn)代橋梁：研究近現(xiàn)代橋梁的創(chuàng)新發(fā)展，如懸索橋、斜拉橋等。

8.橋梁工程案例

-橋梁工程實(shí)例：分析國內(nèi)外著名橋梁工程案例，了解橋梁設(shè)計(jì)和施工的實(shí)踐應(yīng)用。

9.橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)

-設(shè)計(jì)規(guī)范：了解橋梁設(shè)計(jì)的基本規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保橋梁安全可靠。

-施工規(guī)范：掌握橋梁施工的基本規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，提高施工質(zhì)量。

10.橋梁可持續(xù)發(fā)展

-環(huán)境保護(hù)：在橋梁設(shè)計(jì)和施工過程中，注重環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡。

-資源節(jié)約：合理利用資源，提高橋梁工程的經(jīng)濟(jì)效益。典型例題講解1.例題：一拱橋的跨度為50米，拱高為5米，求拱橋的凈跨度和矢跨比。

解答：凈跨度=拱橋跨度-拱高=50米-5米=45米

矢跨比=拱高/凈跨度=5米/45米≈0.111

2.例題：一座橋梁的長度為120米，寬度為10米，若橋梁的橫截面為矩形，求橋梁的橫截面積。

解答：橫截面積=長度×寬度=120米×10米=1200平方米

3.例題：一懸索橋的主纜長為1000米，懸索的間距為20米，求懸索橋的懸索數(shù)量。

解答：懸索數(shù)量=主纜長/懸索間距=1000米/20米=50根

4.例題：一梁橋的梁高為2米，梁寬為1米，若橋梁承受的最大壓力為1000千牛，求梁的截面積。

解答：梁的截面積=梁高×梁寬=2米×1米=2平方米

截面積需滿足承受壓力的要求，因此需根據(jù)梁的材料強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。

5.例題：一拱橋的拱形為半圓形，拱橋的跨度為60米，求拱橋的拱軸線長度。

解答：拱軸線長度=π×拱橋跨度=π×60米≈188.5米

補(bǔ)充說明：

1.橋梁跨度的計(jì)算：橋梁跨度是指橋梁兩端支點(diǎn)間的距離，凈跨度是指橋梁實(shí)際承重部分的跨度。

2.橋梁橫截面積的計(jì)算：橋梁橫截面積是指橋梁橫截面所包圍的面積，對(duì)于矩形橫截面，橫截面積等于長度乘以寬度。

3.懸索數(shù)量的計(jì)算：懸索數(shù)量是指主纜上懸索的總數(shù)，對(duì)于等間距的懸索橋，懸索數(shù)量等于主纜長度除以懸索間距。

4.梁的截面積計(jì)算：梁的截面積是指梁橫截面所包圍的面積，對(duì)于矩形橫截面，截面積等于梁高乘以梁寬。實(shí)際計(jì)算中，還需考慮梁的材料強(qiáng)度和承受的壓力。

5.拱軸線長度的計(jì)算：拱軸線長度是指拱橋拱形的實(shí)際長度，對(duì)于半圓形拱橋，拱軸線長度等于π乘以拱橋跨度。板書設(shè)計(jì)①橋梁基本結(jié)構(gòu)

-梁橋

-拱橋

-懸索橋

②橋梁設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)應(yīng)用

-幾何知識(shí)：比例、角度、面積

-數(shù)學(xué)計(jì)算：承重能力、材料用量

③橋梁材料特性與選擇

-木材：輕便、易加工

-鋼材：強(qiáng)度高、耐腐蝕

-混凝土：耐久性好

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