“木结构(桥梁)模型设计承重赛”科技创新设计

“木结构(桥梁)模型设计承重赛”科技创新设计摘要：科技创新设计也可称为条件式技术创新活动。本文以“木结构（桥梁）模型设计承重赛”为案例，通过学生观察分析问题、发挥创造想象、探索创新设计、动手操作改进、表达交流展示等过程，实现创新思维提升、创造潜力开发、创新精神培养和实践能力锻炼的目标。关键词：科技创新设计；创造潜力开发中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1006-3315（2013）01-011-002一、活动目标1.通过观察不同造型的桥梁，了解不同造型的桥梁及特点；通过设计、制作和演示，体验技术设计的一般过程。2.初步学会平面示意图的画法，用草图表达自己的构思设计，正确画出作品的示意图和结构图；初步学会从作品的功能、结构、工艺三个方面进行作品设计；初步学会按图制作作品，初步养成技术素养。（知识与能力目标）3.通过作品的设计与制作，发展学生的创造性思维，培养创新精神和实践能力；通过独立或与他人合作完成作品设计、制作，培养合作意识和团队精神。（情感态度价值观目标）二、方案设计1.活动背景技术课程中的通用技术课程，是对以往的劳动技术课程的一次质的突破，是本次高中新课程改革的重要亮点，对学生的创新精神和动手实践能力的养成产生深远的影响。学习了技术与设计，需要一次实践的检验，木结构（桥梁）模型设计承重赛。2.参加对象：高一同学参与3.时间安排：年3月至6月4.活动准备（1）器材：铅笔、尺、量角器、剪刀、松木条、美工刀、胶水等（2）学生准备：学习有关技术与设计的知识和方法。三、活动内容1.了解规则，明确问题2.制定设计方案3.制作模型4.成果展示：测试、评估及优化承重比赛四、活动过程1.了解规则，明确问题1.1静压承重具体细则（1）指定材料为松木条，规格：2.5mm2.5mm550mm，材料数量：12根。（2）制作完成的模型须能使80mm80mm的承重台（图1）平稳放置其中心处（公差5mm；（图2）；无法放置者，竞赛成绩计为零。承重测试距离：400mm。（3）承重测试使用的支架（课桌）、测试装置（包括承重台、挂钩、电子秤、承重容器等）、承重物，均由组委会统一提供。（4）承重测试赛前，裁判员对模型进行称重等检测和记录，大于规定重量22g的取消参赛资格。1.2桥梁违反规则现象（1）参赛者不得使木条有任何形式的平行重叠粘接，两根木条之间的平行距离不得小于10mm。（2）参赛者可以对木条进行弯曲处理，但不得使用明火、化学方法进行处理。1.3思考（1）桥的造型和特点？（2）影响桥的强度的因数有哪些？（3）桥的制作工艺怎样？2.制定设计方案2.1学会收集。组织学生在课前上网浏览，并观察收集家乡的桥的资料，各组根据自己提出的设计要求，搜集有关资料，了解更多有关桥的功能及结构的情况。2.2学会分析（1）要求学生能将所搜集的资料（文字资料和图片资料等）进行下载，并相互交流。（2）各组根据搜集的资料，用制定表格或文字的形式进行分析比较，寻求最适合自己模型制作“初步设想”的有价值资料。2.3学会构思（1）平面草图画法；（2）对自己的构思用草图进行设计表达。2.4学会设计。应充分发挥学生的主体性，组织学生交流，表达各自的设计意图，相互指出草图设计的合理性、新颖性以及提出可以改进的地方，通过引导和帮助，让学生获得好的创意进行“再设计”。教师在学生确定构思中，可适当给予一些提示，使学生的作品更具有亮点，并及时对这个过程中出现的问题加以分析指导，让学生顺利地找准设计创作的入口。创新是从设计开始的，学生通过活动，把最初的“初步设想”提升为“设计方案”，学会了用绘制草图来表达自己的设计意图，并通过交流，进行再设计，确定最后的方案。3.制作模型3.1讨论模型制作的工艺过程，使学生对制作过程有一个基本的了解，熟悉制作的一般顺序、制作模型所需要的材料和用途等。3.2引导学生在制作过程中进一步修改模型的设计草图，并提请学生注意以下一些问题：（1）模型各部分的连接粘合：桥面和拱架或斜拉索的交叉拼接、直角拼接和有角度拼接等等，请学生根据自己的设计进行制作，连接必须牢固；（2）拼接时，一般按先桥面，然后按装各部件和零配件的顺序。（3）模型拼装好以后，还必须进行总体整形和外观修正美化，做到结构科学合理，外观美丽端庄。说明：在这一环节中，教师要注意及时对学生制作过程中出现的问题加以分析、指导，实现师生间的互动，通过多边活动，培养了学生的创新意识和合作能力，使学生的个性特长得以充分发挥。要求学生在学会独立思考的同时还要充分发挥小组集体智慧，在关注自己的同时，也关注他人的学习，强化合作意识，创设一种多边活动的互动氛围。4.成果展示：评估及比赛4.1学会评价（1）自评：请同学们展示制作好的桥梁纸模型，看看哪一组结构造型好，在展示和欣赏作品同时，向每组代表介绍所制作的桥模型的特点，交流经验和感受。（2）互评：组织学生对被展示的作品分别进行评价，指出作品的合理性、新颖性以及尚可改进的地方，提出具体、实用、具有特色的改进意见或建议。对每组作品进行承重测试，并记下成绩。（3）师评：坚持以鼓励为主，允许学生对问题的解决提出不同的方案，引导学生从多角度评价，善于捕捉学生作品的亮点加以表扬。4.2学会比赛。比赛进行流程（1）参赛者出场顺序由抽签决定（2）参赛者入场并将桥梁按照图3要求放置完后举手示意，裁判员开始计时，参赛者在3分钟内向承重容器内加入沙子增加桥梁的承重重量，3分钟内若桥梁出现断裂以该参赛者最后一次成功加沙后的电子秤的显示成绩作为其最终成绩；若桥梁未出现断裂则以3分钟结束时电子秤的显示成绩作为其最终成绩。（3）运动员完成添加承重物后须脱离承重模型和测试装置，并举手示意裁判员