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第3节 搭建一座简易人行浮桥 教学设计
【核心概念】工程设计与物化
【内容要求】
学习内容：
1.工程需要定义与界定；
2.工程的关键是设计；
3.工程是设计方案物化的结果。
内容要求：
1.定义简单的实际工程问题，分析限制条件，提出验收标准；
2.尝试使用合适的方法，对选定的设计方案进行模拟分析与预测；
3.依据不同的来源的证据、限制条件等因素，从需求层面优化设计方案；
4.知道工程需要经过明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等过程；利用工具制作实物模型，尝试应用科学原理指导制作过程，根据实际反馈结果，对模型进行有科学依据的迭代改进，最终进行展示。
【教学目标】
1.根据浮桥设计要求，定义工程验收标准，设计浮桥施工图纸，培养应用创新思维。
2.通过浮桥的设计与制作过程，初步认识工程的关键是设计，工程是设计方案物化的结果。
3.增强成本控制意识，提高浮桥的性价比；运用科学知识和计算思维，确保浮桥的安全性和稳定性；运用批判性思维，根据实际反馈，不断迭代改进浮桥。
【教学思路】
课前准备桥梁模型制作材料。在分析桥梁设计应考虑的因素的基础上，运用桥梁设计的一般过程：明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善，然后根据给定的条件进行桥梁模型的设计与制作，探究桥梁模型承受力的影响因素，最终进行展示。教学的关键在于工程实践活动。
【教学过程】
【引入】学校池塘中心需要安装喷水设施，为方便施工，需要搭建一座临时简易人行浮桥。我们可以在浮箱上架梁、铺桥面来搭建浮桥，浮箱所受的浮力决定了浮桥能承受的荷载。请利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一位约70kg的人安全通行的浮桥。如何设计和搭建满足这些要求的浮桥？
一、简易人行浮桥设计与制作的理论基础
1.设计和制作的结构的目的：人们设计和制作的结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。
2.桥梁的作用就是帮助人们跨越障碍物、使人们可以通过桥梁越过河流等，这就需要对桥梁的跨度、所能承受的荷载有一定要求。
3.在进行桥梁设计时，必须明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时应考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。
4.桥梁设计必须遵循设计的一般过程，一般需经历如图5.2-13所示的若干环节。
二、工程实践：
搭建一座简易人行浮桥
（一）目标
1.根据浮桥设计要求，定义工程验收标准，设计浮桥施工图纸，培养应用创新思维。
2.通过浮桥的设计与制作过程，初步认识工程的关键是设计，工程是设计方案物化的结果。
3.增强成本控制意识，提高浮桥的性价比；运用科学知识和计算思维，确保浮桥的安全性和稳定性运用批判性思维，根据实际反馈，不断迭代改进浮桥。
（二）器材
材料 规格（每个） 单价 数量
桶装水空桶 体积：19 L 15 元/个
质量：800 g
高度：50 cm
饮料瓶1 体积：1.5 L 0.5元/个
质量：40 g
饮料瓶2 体积：500mL 1元/组
质量：20 g
4个/组
宽胶带 宽度：5.5cm 20元/卷
长度：60cm
长扎带 长度：1.2m 1元/根
长度：1m
长度：0.8m
短扎带 长度：25cm 0.5元/根
长度：30cm
木条 长度：1.2m 2.5元/根
长度：1m
长度：0.8m
复合板 任意规格 3元/块
（三）过程
1.明确问题。
运用阿基米德原理和力学相关知识，利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一个约 70kg的人安全通行的浮桥，浮桥要具有稳定性和牢固性。
2.设计方案。
（1）分工讨论。由于浮桥搭建工程比较复杂，全班分成6个小组，每个小组一张采购单（提供100元资金），每组负责建造1m长的浮桥。将小组的分工安排填写在表5.3-2中，项目总监组织讨论浮箱的设计。
表 5.3-2 浮桥搭建分工安排表
分工 项目总监 采购员 绘图师 工程师（3-4名）
职责 负责人员分配，组织讨论，督促项目实施，辅工程师搭建浮桥，汇报浮桥的优缺点 统计需要用到的材料，用代金券去老师处采购；负责材料的整理及多余材料的处理 汇总小组意见，根据计算得出的材料数量，绘制图纸 给设计提建议，按设计方案组织成员搭建浮桥（搭建完成时，1名工程师与项目总监请老师验收浮桥）
负责人
（2）绘制图纸。根据讨论结果，确定浮桥搭建方案，画出设计草图（工程图纸需要标注尺寸和材料名称）
（3）实施计划。
选择材料。根据图纸确定材料的数量，填好材料采购单。
采购材料。采购员凭采购单采购材料，并免费领取所需的建造工具。
搭建浮桥。根据浮桥设计图进行搭建，记录建造浮桥所用的时间。
（4）检验作品。
搭建完毕，对搭建的浮桥进行检测。检测标准如下（每条标准根据好、中、差分别记 3、2、1 分）：
①承重性：这段浮桥至少能承载一个人（承载质量越大，得分越高）。
②经济性：采购单上的费用不超过 100 元（用钱越少，得分越高）。
③稳定性：工程师能稳定站立于浮桥之上（站立时间越长，得分越高）。
④牢固性：不散架和变形（零件掉落越少，不变形，得分越高）。
⑤工效性：搭建时间不超过 20 min（所用时间越短，得分越高）。
（5）改进完善。
在工程师检测浮桥的过程中，项目总监及时地发现和记录浮桥存在的缺陷，对存在的问题组织讨论，也可以对比其他小组的浮桥，改进作品，找到解决方案，并将讨论结果记录在表中。
浮桥存在的问题 改进方案
1
2
3
（6）发布成果。
对作品修改和完善后，展示和发布成果。
①设计图纸展评。设计图纸包括设计意图、设计特色、小组设计制作过程中的感悟等。
②浮桥改建连接。根据完善的方案进行改建，全班把各组的短浮桥连接成一座长 6 m 的浮桥，并在浮桥上铺设木板，搭建成一座可供人通行的临时浮桥。
③使用最优浮桥。对本年级各班的浮桥进行评比，最好的浮桥永久保留，并在需要时供人通行。
【讨论与反思】
在整个浮桥搭建工程实践过程中，你遇到了哪些困难？是如何克服困难的？搭建浮桥的过程中有哪些收获？
根据自己在实践过程中实际情况记录。
【板书设计】
第3节 搭建一座简易人行浮桥
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
2.调查一下生活中的浮桥。
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【新课标●新课堂】第3节 搭建一座人工浮桥 同步作业
（教师版）
1．如图所示的桥梁模型，通过杆件穿插、叠压而成。材料甲与材料乙的相关尺寸如图所示，分析下表，下列关于杆件的选材及摆放方案，最合理的是（σ的值越小表示强度越强）（　　）
抗压强度 σ
抗弯强度 σ
A．选择材料甲，24作为尺寸h
B．选择材料甲，16作为尺寸h
C．选择材料乙，22作为尺寸h
D．选择材料乙，18作为尺寸h
【答案】A
【解析】A．选择材料甲，24作为尺寸h，材料甲的b＝16，h＝24，横截面积S ＝ 16×24；bh2＝16×242；
B．选择材料甲，16作为尺寸h。此时b＝24，h＝16，横截面积S ＝ 24×16；bh2＝24×162。对比选项A，bh2更小，抗弯强度更低；
C．选择材料乙，22作为尺寸h。材料乙的b＝18，h＝22，bh2＝18×222；计算可得16×242＝16×576＝9216，18×222＝18×484 ＝8712，16×242＞18×222，抗弯强度不如选项A；
D．选择材料乙，18作为尺寸h。此时b＝22，h＝18，bh2＝22×182＝22×324＝7128，比选项A的bh2小很多，抗弯强度低；
综合来看，选项A中bh2最大，抗弯强度高；横截面积S也较大，抗压强度也能得到保障；
2．房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词，下列说法中不正确的是（　　）
A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列
B．结构存在于人类创造的各种事物中，而自然界中并不存在
C．不同的事物往往具有不同的结构
D．不同的结构具有不同的功能
【答案】B
【解析】A、结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列，A正确。
B、结构不仅存在于人类创造的各种事物中，自然界中也广泛存在结构，比如雪花的六角形结构、蜂巢的六边形结构等，B错误。
C、不同的事物往往具有不同的结构，例如桥梁有梁桥、拱桥、斜拉桥等不同结构，C正确。
D、不同的结构具有不同的功能，比如三角形结构具有稳定性，常用于建筑的支撑部分，D正确。
3．如图为某桥梁施工中的预制梁场，其优点是（　　）
A．缩短工期 B．降低精度 C．增加成本 D．依赖天气
【答案】A
【解析】A、在桥梁施工中设置预制梁场，将梁在预制场提前预制。这种预制施工方式可以和桥梁下部结构施工等其他工序同时进行。例如，当桥墩在现场进行施工时，梁在预制场同步预制，待桥墩施工完成，预制梁也制作好了，能较快进行架设，极大地减少了因等待梁制作而产生的时间浪费，从而有效缩短了整个桥梁工程的工期。所以选项A“缩短工期”是预制梁场的优点。
B、预制梁场一般配备较为专业的设备和技术人员，在相对稳定的环境中进行梁的预制，相比现场现浇等方式，更有利于控制施工精度，精度应该是提高而不是降低。所以选项B“降低精度”不符合预制梁场的实际情况，不是其优点。
C、虽然预制梁场前期需要投入一定的建设成本，包括场地建设、设备购置等，但从整体工程来看，预制梁场实现了规模化、标准化生产，提高了生产效率，减少了因天气等因素导致的窝工等情况，从长远和整体成本核算，并不一定会增加成本，反而有可能降低成本。所以选项C“增加成本”不是预制梁场的优点。
D、预制梁场在室内或有一定防护措施的场地内进行施工，相比完全露天的现场浇筑，受天气影响较小。例如遇到雨天、大风天等恶劣天气，在预制梁场内仍可以较为正常地开展预制工作。所以选项D“依赖天气”不符合预制梁场特点，不是其优点。
4．桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。某同学通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关；②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关，于是进行了如下实验。
他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺放在两个支撑柱上作为钢梁，在塑料板中央施加一定的压力，用刻度尺测得此时塑料板的下垂量为h。
（1）图乙是该同学探究“钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图像。根据图像可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm，根据图像可得结论：　 　 。
（2）为了探究下垂量与支撑柱间距的关系，接下来应进行的操作是 　 　 。若 　 　 ，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
【答案】（1）10；在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢塑的下垂量与所受压力成正比；
（2）保持压力不变，改变支撑柱的间距；改变支撑柱间距后，下垂量发生变化。
【解析】（1）首先看图像，找到压力 F ＝ 5000N 对应的下垂量h。从图乙中可以看出，当 F＝ 5000N 时，下垂量 h ＝ 10cm。再分析图像的规律，图像是一条过原点的直线，说明在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢塑的下垂量与所受压力成正比。
（2）要探究下垂量与支撑柱间距的关系，根据控制变量法，需要保持压力不变，改变支撑柱的间距，然后测量对应的下垂量。若改变支撑柱间距后，测量得到的下垂量发生变化，就说明钢塑的下垂量与支撑柱的间距有关。
5．在科学课上，同学们设计并制作了一个小型桥梁模型，用于探究桥梁的结构稳定性、强度和成本效益。以下是实验过程和相关问题：
实验背景：同学们选择制作一个简单的梁式桥模型，使用木条和胶水作为主要材料。桥梁模型的跨度为40厘米，宽度为5厘米。实验目标是测试桥梁模型的承载能力和稳定性，并分析材料成本。
实验过程：
（1）设计与制作：同学们根据设计图纸制作了桥梁模型，确保结构对称且连接牢固。
（2）材料成本：木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。
（3）测试：在桥梁模型的中心位置逐渐增加重量，记录模型能够承受的最大荷载。同时，用风扇模拟风力，观察桥梁的稳定性。
（4）材料成本计算：桥梁模型的总材料成本为木条成本和胶水成本之和。木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。因此，桥梁模型的总材料成本为 　 　 元。
（5）荷载测试结果：在测试过程中，桥梁模型在中心位置能够承受的最大荷载为3千克。这说明桥梁模型的强度与 　 　 （填“材料”或“跨度”）密切相关，同时也受到制作工艺的影响。
（6）稳定性测试：当用风扇模拟风力时，桥梁模型在一定风力下能够保持稳定。这说明桥梁的稳定性不仅与结构设计有关，还与 　 　 （填“材料重量”或“材料强度”）有关。
（7）优化建议：根据实验结果，提出至少两条优化桥梁模型的建议，以提高其承载能力和稳定性。请结合材料选择、结构设计等方面进行分析。
【答案】（4）6；
（5）材料；
（6）材料强度；
（7）优化建议如选用强度更高的木条、增加桥梁模型厚度等（合理即可）。
【解析】（4）木条成本为0.5元/根，用了8根，木条总成本为0.5×8＝4元；胶水成本为2元/瓶，用了1瓶，胶水成本为2元；总材料成本为4+2＝6元；
（5）实验中使用木条作为主要材料，测试得出桥梁模型能承受一定荷载，说明桥梁模型的强度与材料密切相关，同时制作工艺也会影响强度；
（6）用风扇模拟风力测试稳定性时，桥梁模型能保持稳定，结合材料和结构设计的影响，说明桥梁的稳定性不仅与结构设计有关，还与材料强度有关，材料强度足够才能在风力等作用下保持稳定；
（7）材料选择方面：可选用强度更高的木条，这样能让桥梁模型承受更大的荷载，因为强度高的材料本身能提供更好的支撑力；结构设计方面：增加桥梁模型的厚度，根据力学原理，厚度增加能提高结构的抗弯等性能，从而增强承载能力；也可以优化桥梁的连接方式，使各部分连接更牢固，减少因连接不牢导致的结构失效，提升稳定性。
6．在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，为方便同学们进出开心农场，学校计划在操场和开心农场之间搭一座小桥，向全校同学公开招标。要求：桥面宽度不小于0.5米，小桥安全、美观、价廉。同学们纷纷报名参加此次竞标，小典邀请你一起参与他们组的竞标。
（1）下列属于本次校园小桥建设中的限制条件的是 　 　 （多选，填字母）。
A.桥面宽度 B.桥的形状 C.桥的跨度 D.建造材料 E.建造成本
（2）小桥的建造需经历“①制作一个模型、②明确要解决的问题、③实施建设、④在限定的条件下进行设计、⑤测试模型和评估改进”五个步骤，正确的排列顺序是 　 　 （填字母，下同）。
A.①②⑤④③ B.②④①⑤③ C.②①④⑤③ D.②④①③⑤
（3）制订小桥的竞标书时，下列因素不需要写在标书中的是 　 　 。
A.成本预算、时间分配、人员分工
B.建桥位置、使用的材料
C.投标者是否具有丰富的经验
D.桥的设计方案
（4）小典给小组提了以下建议，你觉得不正确的是 　 　 。
A.改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流
B.可以调研周围桥梁的结构特点
C.制作过程中，发现问题要经过小组研讨交流再进行处理，避免个人随意修改
D.制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不用处理、筛选
（5）从现场的情况来看，在1米宽的水沟之上建桥，下列桥的形状最适合的是 　D　 。
A.石拱桥 B.斜拉桥 C.悬索桥 D.梁式桥
（6）结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，请你把设计图画在下面方框里。
（7）小典和同学设计并制作了一个纸桥梁模型检测他们的方案，他们用纸代替钢材，把同样大小的纸条折成了不同的形状，并进行承重能力的检测。
钢条结构 圆筒钢条 L形钢条 U形钢条 扁平钢条
承重能力（垫片数） 5 1 3 0
根据上表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的钢材是 　 　 （填字母，下同）。
A.圆筒钢条 B.扁平钢条 C.L形钢条 D.U形钢条
（8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是 　 　 。
A.小组自评 B.小组间互评 C.不仅自评，小组间还要互评 D.老师主观评价
（9）在整个建桥活动中，我们对做好一项工程有了很多新的认识。下列认识中，错误的是 　 　 。
A.工程的关键是设计，设计是需要不断改进往复的过程，直至满足建造的要求
B.工程的建设离不开技术，两者相互影响又相互促进
C.工程建设具有复杂性，制作模型可以和设计方案有些许不一致
D.制作模型是工程设计中的重要环节
【答案】（1）ACE；（2）B；（3）C；（4）D；（5）D；
（6）；（7）A；（8）C；（9）C。
【解析】（1）A.题目明确要求桥面宽度不小于0.5米，属于限制条件；
B.题目未对桥的形状有明确限制，不属于限制条件；
C.水沟跨度为1米，桥的跨度需要适应水沟跨度，属于限制条件；
D.题目未对建造材料有明确限制，不属于限制条件；E.题目要求小桥价廉，即对建造成本有要求，属于限制条件；所以属于限制条件的是ACE；
（2）小桥建造的正确步骤：首先要②明确要解决的问题（明确建造小桥的目的等）；然后④在限定的条件下进行设计和评估改进（根据限制条件设计并优化）；接着①制作一个模型（通过模型验证设计）；之后⑤（对模型等进行进一步评估改进，确保符合要求后）；最后③实施建设。所以正确顺序是B（②④①⑤③）；
（3）A.成本预算、时间分配、人员分工是竞标书中很重要的部分，能体现项目的可行性等，需要写入；B.建桥位置、使用的材料关乎小桥的建设基础和用料，需要写入；
C.投标者是否具有丰富的经验属于投标者自身的背景情况，不是小桥竞标书关于小桥本身设计、建设等的内容，不需要写入；
D.桥的设计方案是竞标书的核心内容之一，需要写入；
故答案是：C；
（4）A.改进设计方案时分析梳理问题、反思交流，有助于优化方案，是正确的；
B.调研周围桥梁的结构特点，可借鉴经验，是正确的；
C.制作过程中发现问题经小组研讨交流再处理，能保证小组协作和方案的合理性，是正确的；
D.制作竞标书时，小组所有成员的意见需要处理、筛选，选取合理的意见，而不是全部记录，该说法错误；故答案是：D；
（5）A.石拱桥适合较大跨度的桥梁，1米宽的水沟跨度较小，石拱桥不太适合；
B.斜拉桥一般用于大跨度桥梁，1米跨度用斜拉桥过于复杂；
C.悬索桥也多用于大跨度桥梁，不适合1米宽的水沟；
D.梁式桥结构简单，适合小跨度（如1米宽水沟）的桥梁建设；
故答案是：D；
（6）在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，设计图如下：；
（7）根据表中各种形状的钢条结构承重能力的检测结果可知，在圆筒钢条、L型钢条、U型钢条、扁平钢条中，承重能力最强的是圆筒钢条，由此判断，他们应该选用圆筒钢条；
故选：A；
（8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是针对各组的模型开展交流评估活动，评估活动不仅自评本组设计，小组间还要进行互评，在互评中通过相互借鉴、相互帮助、资源共享等；老师主观评价是不合适的；
故选：C；
（9）A.工程的关键是设计，一个成功的设计，往往要经历反复试验和不断改进的过程，故A正确；
B.工程建设的建设离不开技术，技术是保证工程进行的关键，工程建设又会促进技术的进步，两者相互影响又相互促进，故B正确；
C.工程建设具有复杂性，制作模型一定要和设计方案完全一致，利用模型再来检测设计的科学合理性，故C错误；
D.制作模型是工程设计中的重要环节，故D正确。
7.在“桥梁模型的制作与探究”工程实践中,制作桥梁模型后需要依据标准对桥梁模型的长度、宽度、高度、自重、承重力等参数进行测量和评价。请写出承重力测试的方法并设计一份实验记录表。
参考答案：
①承重力测试的主要步骤:逐级增加砝码,观察桥梁的变形情况,直至桥梁被破坏,记录砝码的质量及桥梁被破坏的情况。
②实验记录表:
实验次序 荷载/N 最大挠度/mm 破坏位置
1
2
3
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【新课标●新课堂】第3节 搭建一座人工浮桥 同步作业
（学生版）
1．如图所示的桥梁模型，通过杆件穿插、叠压而成。材料甲与材料乙的相关尺寸如图所示，分析下表，下列关于杆件的选材及摆放方案，最合理的是（σ的值越小表示强度越强）（　　）
抗压强度 σ
抗弯强度 σ
A．选择材料甲，24作为尺寸h B．选择材料甲，16作为尺寸h
C．选择材料乙，22作为尺寸h D．选择材料乙，18作为尺寸h
2．房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词，下列说法中不正确的是（　　）
A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列
B．结构存在于人类创造的各种事物中，而自然界中并不存在
C．不同的事物往往具有不同的结构
D．不同的结构具有不同的功能
3．如图为某桥梁施工中的预制梁场，其优点是（　　）
A．缩短工期 B．降低精度 C．增加成本 D．依赖天气
4．桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。某同学通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关；②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关，于是进行了如下实验。
他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺放在两个支撑柱上作为钢梁，在塑料板中央施加一定的压力，用刻度尺测得此时塑料板的下垂量为h。
（1）图乙是该同学探究“钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图像。根据图像可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm，根据图像可得结论：　 　 。
（2）为了探究下垂量与支撑柱间距的关系，接下来应进行的操作是 　 　 。若 　 　 ，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
5．在科学课上，同学们设计并制作了一个小型桥梁模型，用于探究桥梁的结构稳定性、强度和成本效益。以下是实验过程和相关问题：
实验背景：同学们选择制作一个简单的梁式桥模型，使用木条和胶水作为主要材料。桥梁模型的跨度为40厘米，宽度为5厘米。实验目标是测试桥梁模型的承载能力和稳定性，并分析材料成本。
实验过程：
（1）设计与制作：同学们根据设计图纸制作了桥梁模型，确保结构对称且连接牢固。
（2）材料成本：木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。
（3）测试：在桥梁模型的中心位置逐渐增加重量，记录模型能够承受的最大荷载。同时，用风扇模拟风力，观察桥梁的稳定性。
（4）材料成本计算：桥梁模型的总材料成本为木条成本和胶水成本之和。木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。因此，桥梁模型的总材料成本为 　 　 元。
（5）荷载测试结果：在测试过程中，桥梁模型在中心位置能够承受的最大荷载为3千克。这说明桥梁模型的强度与 　 　 （填“材料”或“跨度”）密切相关，同时也受到制作工艺的影响。
（6）稳定性测试：当用风扇模拟风力时，桥梁模型在一定风力下能够保持稳定。这说明桥梁的稳定性不仅与结构设计有关，还与 　 　 （填“材料重量”或“材料强度”）有关。
（7）优化建议：根据实验结果，提出至少两条优化桥梁模型的建议，以提高其承载能力和稳定性。请结合材料选择、结构设计等方面进行分析。
6．在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，为方便同学们进出开心农场，学校计划在操场和开心农场之间搭一座小桥，向全校同学公开招标。要求：桥面宽度不小于0.5米，小桥安全、美观、价廉。同学们纷纷报名参加此次竞标，小典邀请你一起参与他们组的竞标。
（1）下列属于本次校园小桥建设中的限制条件的是 　 　 （多选，填字母）。
A.桥面宽度 B.桥的形状 C.桥的跨度 D.建造材料 E.建造成本
（2）小桥的建造需经历“①制作一个模型、②明确要解决的问题、③实施建设、④在限定的条件下进行设计、⑤测试模型和评估改进”五个步骤，正确的排列顺序是 　 　 （填字母，下同）。
A.①②⑤④③ B.②④①⑤③ C.②①④⑤③ D.②④①③⑤
（3）制订小桥的竞标书时，下列因素不需要写在标书中的是 　 　 。
A.成本预算、时间分配、人员分工
B.建桥位置、使用的材料
C.投标者是否具有丰富的经验
D.桥的设计方案
（4）小典给小组提了以下建议，你觉得不正确的是 　 　 。
A.改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流
B.可以调研周围桥梁的结构特点
C.制作过程中，发现问题要经过小组研讨交流再进行处理，避免个人随意修改
D.制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不用处理、筛选
（5）从现场的情况来看，在1米宽的水沟之上建桥，下列桥的形状最适合的是 　D　 。
A.石拱桥 B.斜拉桥 C.悬索桥 D.梁式桥
（6）结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，请你把设计图画在下面方框里。
（7）小典和同学设计并制作了一个纸桥梁模型检测他们的方案，他们用纸代替钢材，把同样大小的纸条折成了不同的形状，并进行承重能力的检测。
钢条结构 圆筒钢条 L形钢条 U形钢条 扁平钢条
承重能力（垫片数） 5 1 3 0
根据上表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的钢材是 　 　 （填字母，下同）。
A.圆筒钢条 B.扁平钢条 C.L形钢条 D.U形钢条
（8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是 　 　 。
A.小组自评 B.小组间互评 C.不仅自评，小组间还要互评 D.老师主观评价
（9）在整个建桥活动中，我们对做好一项工程有了很多新的认识。下列认识中，错误的是 　 　 。
A.工程的关键是设计，设计是需要不断改进往复的过程，直至满足建造的要求
B.工程的建设离不开技术，两者相互影响又相互促进
C.工程建设具有复杂性，制作模型可以和设计方案有些许不一致
D.制作模型是工程设计中的重要环节
7.在“桥梁模型的制作与探究”工程实践中,制作桥梁模型后需要依据标准对桥梁模型的长度、宽度、高度、自重、承重力等参数进行测量和评价。请写出承重力测试的方法并设计一份实验记录表。
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第5章 建筑结构与工程
第3节 搭建一座简易人行浮桥
（浙教版）八年级
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【引入】
视频 浙江临海中津浮桥
【任务】学校池塘中心需要安装喷水设施，为方便施工，需要搭建一座临时简易人行浮桥。我们可以在浮箱上架梁、铺桥面来搭建浮桥，浮箱所受的浮力决定了浮桥能承受的荷载。请利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一位约70kg的人安全通行的浮桥。如何设计和搭建满足这些要求的浮桥？
一、简易人行浮桥的设计与制作的理论基础
1.设计和制作的结构的目的：学校池塘中心需要安装喷水设施，为方便施工。
2.设计要求：利用身边的简易材料制作简易人行浮桥，用较低的成本搭建一座长6m、可供一位约70kg的人安全通行的浮桥。
3.在进行桥梁设计时，必须明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时应考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。
4.桥梁设计必须遵循设计的一般过程，一般需经历如图5.2-13所示的若干环节。
二、工程实践
搭建一座简易人行浮桥
（一）目标
1.根据浮桥设计要求，定义工程验收标准，设计浮桥施工图纸，培养应用创
新思维。
2.通过浮桥的设计与制作过程，初步认识工程的关键是设计，工程是设计方
案物化的结果。
3.增强成本控制意识，提高浮桥的性价比；运用科学知识和计算思维，确保
浮桥的安全性和稳定性运用批判性思维，根据实际反馈，不断迭代改进浮桥。
（二）器材
材料 规格（每个） 单价 数量
桶装水空桶 体积：19 L 15 元/个
质量：800 g 高度：50 cm 饮料瓶1 体积：1.5 L 0.5元/个
质量：40 g 饮料瓶2 体积：500mL 1元/组
质量：20 g 4个/组 宽胶带 宽度：5.5cm 20元/卷
长度：60cm 长扎带 长度：1.2m 1元/根
长度：1m 长度：0.8m 短扎带 长度：25cm 0.5元/根
长度：30cm 木条 长度：1.2m 2.5元/根
长度：1m 长度：0.8m 复合板 任意规格 3元/块
材料 规格（每个） 单价 数量
（三）过程
1.明确问题。
运用阿基米德原理和力学相关知识，利用身边的简易材料，用较低的成本搭建一座长6m、可供一个约 70kg的人安全通行的浮桥，浮桥要具有稳定性和牢固性。
2.设计方案。
（1）分工讨论。由于浮桥搭建工程比较复杂，全班分成6个小组，每个小组一张采购单（提供100元资金），每组负责建造1m长的浮桥。将小组的分工安排填写在表5.3-2中，项目总监组织讨论浮箱的设计。
分工 项目总监 采购员 绘图师 工程师（3-4名）
职责 负责人员分配，组织讨论，督促项目实施，辅工程师搭建浮桥，汇报浮桥的优缺点 统计需要用到的材料，用代金券去老师处采购；负责材料的整理及多余材料的处理 汇总小组意见，根据计算得出的材料数量，绘制图纸 给设计提建议，按设计方案组织成员搭建浮桥（搭建完成时，1名工程师与项目总监请老师验收浮桥）
负责人
（2）绘制图纸。根据讨论结果，确定浮桥搭建方案，画出设计草图（工程图纸需要标注尺寸和材料名称）
（3）实施计划。
选择材料。根据图纸确定材料的数量，填好材料采购单。
采购材料。采购员凭采购单采购材料，并免费领取所需的建造工具。
搭建浮桥。根据浮桥设计图进行搭建，记录建造浮桥所用的时间。
（4）检验作品。
搭建完毕，对搭建的浮桥进行检测。检测标准如下（每条标准根据好、中、差分别记 3、2、1 分）：
①承重性：这段浮桥至少能承载一个人（承载质量越大，得分越高）。
②经济性：采购单上的费用不超过 100 元（用钱越少，得分越高）。
③稳定性：工程师能稳定站立于浮桥之上（站立时间越长，得分越高）。
④牢固性：不散架和变形（零件掉落越少，不变形，得分越高）。
⑤工效性：搭建时间不超过 20 min（所用时间越短，得分越高）。
（5）改进完善。
在工程师检测浮桥的过程中，项目总监及时地发现和记录浮桥存在的缺陷，对存在的问题组织讨论，也可以对比其他小组的浮桥，改进作品，找到解决方案，并将讨论结果记录在表中。
浮桥存在的问题 改进方案
1
2
3
（6）发布成果。
对作品修改和完善后，展示和发布成果。
①设计图纸展评。设计图纸包括设计意图、设计特色、小组设计制作过程中的感悟等。
②浮桥改建连接。根据完善的方案进行改建，全班把各组的短浮桥连接成一座长 6 m 的浮桥，并在浮桥上铺设木板，搭建成一座可供人通行的临时浮桥。
③使用最优浮桥。对本年级各班的浮桥进行评比，最好的浮桥永久保留，并在需要时供人通行。
真实案例：杭州银湖实验中学
【讨论与反思】
在整个浮桥搭建工程实践过程中，你遇到了哪些困难？是如何克服困难的？搭建浮桥的过程中有哪些收获？
根据自己在实践过程中实际情况记录。
【板书设计】
第3节 搭建一座简易人行浮桥
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
2.调查一下生活中的浮桥。
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Thanks!

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