第2节 桥梁的结构与制作 第1课时（表格式教学设计）科学浙教版2024八年级上册

该初中科学教学设计聚焦桥梁的结构组成、类型及受力特点，通过港珠澳大桥案例导入，结合学生生活中桥梁认知，以已学三角形结构稳定性等知识为支架，衔接桥梁受力分析。 以案例驱动（赵州桥、四渡河大桥等）、实践探究（悬索桥制作）和跨学科阅读（建筑艺术）为特色，通过科学思维（分析索塔高度利弊）与探究实践（动手建桥感受受力），助学生理解抽象原理，提升科学观念与工程兴趣，为教师提供实例丰富、活动具体的教学方案。

第2节 桥梁的结构与制作（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 5.2 桥梁的结构与制作（第1课时） 学情 分析 本节内容选自浙教版八上第五章第2节第1课时。学生在生活中见过多种桥梁，如石板桥、拱桥、跨海大桥等，对桥梁的外观和基本用途有直观认知，这为课堂上理解桥梁的组成部分和类型奠定了基础。此前学习建筑结构的稳定性与强度相关知识时，学生已掌握三角形结构的稳固性、结构与功能的关联等内容，能够初步运用科学思维分析简单建筑的受力情况，这有助于衔接本节课桥梁受力特点的学习。 但学生对桥梁的专业分类和具体结构缺乏系统了解，难以清晰区分梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥的结构差异，对桁架、锚碇等专业术语的理解存在困难。在受力分析方面，学生虽接触过力的基本概念，但对不同桥梁在荷载作用下的力的传递路径、受力形式等抽象内容，缺乏深入思考和分析能力，容易混淆不同桥梁的受力特点。 此外，八年级学生好奇心强，对动手实践和生活中的工程实例兴趣浓厚，适合通过实践活动和案例分析开展教学。但部分学生抽象思维和逻辑推理能力较弱，面对复杂的受力原理时容易产生畏难情绪。同时，学生个体差异明显，部分学生善于观察和总结，部分学生则更依赖具象化的演示和操作，教学中需兼顾不同学习特点，通过多样化的教学活动帮助学生化解难点，深化对知识的理解，提升科学素养。 教学 目标 科学观念：认识桥梁的组成与类型，明确不同桥梁的受力特点。 科学思维：通过分析桥梁结构与受力关系，提升逻辑推理和归纳能力。 态度责任：感受桥梁工程的技术价值与艺术魅力，增强工程探究兴趣。 教学 重难点 重点：了解桥梁的组成部分与主要类型。 难点：理解荷载的概念及不同桥梁的受力特点。 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 连通香港、珠海、澳门的港珠澳大桥，是至今为止世界上最长的跨海大桥，极大地缩短了三地之间的距离。 那么，桥梁有什么特征？为什么桥梁不仅能够支撑起自身的重量，而且还能够承载来来往往的车辆？ 观察港珠澳大桥实例，提出关于桥梁特征和承重的疑问，引发探究兴趣。 新知讲授 一、桥梁的结构 1、桥梁的组成部分 2、桥梁的类型 按照结构和受力特点，桥梁可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。 （1）梁式桥 ①结构特点：梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。 ②桁架及桁架桥 许多杆件在其端点处相互连接起来，成为三角形的结构，这种架构称为 “桁架”。 桁架桥是指用桁架梁作为主要承重结构的桥梁，它实际上是一种加固了的梁式桥。 （2）拱桥 ①结构特点：拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。 ②代表桥梁 举世闻名的赵州桥，建于595—605年，为单孔敞肩石拱桥，跨度约37m。赵州桥在桥梁的两端各设置两个小拱（敞肩拱），减轻了桥自身所受的重力，提升了泄洪能力。 （3）悬索桥 ①结构特点：悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。索塔、缆索、吊杆为其主要构件。 ②代表桥梁 主跨达900m 的湖北四渡河大桥，是目前在深山峡谷里修建的全球最长的悬索桥。土耳其恰纳卡莱大桥的主跨长度达2023米，其横跨达达尼尔海峡，连接起欧洲与亚洲两大洲。 （3）斜拉桥 ①结构特点：斜拉桥是将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。 ②代表桥梁 2016年建成通车的、主跨达720m的北盘江第一桥，跨越云、贵两省交界的大峡谷，为全球最高的斜拉桥。 思考与讨论：你走过或看到过哪些桥梁？请列举梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等各一座，写出桥梁的名称和结构特点。 二、桥梁的受力 1、荷载 我们把桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。 既然桥梁在荷载的作用下不会倒塌，那么就一定有向上的力来平衡。 2、不同桥梁的受力 （1）梁式桥的受力 在荷载的作用下，桥的主梁受到向下的作用力发生形变而向下弯曲，主梁就产生向上的弹力，支撑着梁上的物体。 （2）拱桥的受力 拱桥在竖直方向荷载作用下，对整座桥产生了一个指向桥台的挤压的力，把桥的拱部紧紧地挤压在一起。桥的拱部把受到的荷载传递至拱形结构的两端，因此，基座不仅受到竖直向下的压力，也受到水平方向的力。从而，两侧基座会给拱形结构施加相互作用力，即竖直向上的支持力和水平方向的力。 实践活动 （1）利用一块木板、绳子、书建造一座悬索桥。 （2）把两张椅子背对背地放置，在椅子的靠背上拉两根绳子，两端让同学用手拉住。 （3）在两根长绳之间系上三段绳子，然后在上面放上一块木板。 （4）请同学紧紧拉住绳子的两端，然后往木板上加书，看看究竟能够堆多少本书。 （5）想一想：为什么绳子的两端必须拉紧？ （3）悬索桥的受力 悬索桥用悬挂在两边索塔上的缆索作为主要承重结构，并在两岸修筑巨大的锚碇结构来固定缆索的两端。桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，支撑着桥的主梁。 （4）斜拉桥的受力 斜拉桥将多根缆索的一端固定在索塔上，另一端拉着桥的主梁。荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。 与悬索桥相比，斜拉桥在荷载作用下的结构形变小，且其抵抗风的能力比悬索桥强。 思考与讨论：斜拉桥的索塔一般建造得很高，索塔建得高有什么好处？ 索塔是不是建得越高越好？索塔建得高可以减小桥对钢索的拉力，从而使用更细、更少的钢缆，节省材料、降低成本和桥梁自重。但索塔不是建得越高越好，因为索塔自身的稳定性和重量会成为主导因素，其带来的成本和安全问题会超过省力带来的好处。 科学阅读：建筑艺术 桥梁是人类文明的产物，作为科学、技术和艺术凝结成的建筑结构，它具有实用价值和审美价值。因此，一座桥梁不仅体现了技术方面的巧妙和精湛，也体现着桥梁与自然、桥梁结构与受力平衡的美。工程师以确定具有比例的简单几何形状（如圆形、方形、三角形等）作为基准，来控制建筑整体，特别是外形轮廓及各局部的设计构图，使其形成一定的有几何形状的结构，从而获得和谐美。 了解桥梁的组成部分及各自作用，构建桥梁结构的基本认知。 学习不同类型桥梁的结构特点及代表桥梁，区分各类桥梁的结构差异。 参与思考与讨论，列举不同类型桥梁的名称和结构特点，巩固桥梁分类知识。 学习不同桥梁的受力特点，掌握力的传递方式。 参与悬索桥制作实践活动，操作搭建并观察承重情况，思考绳子拉紧的原因，直观感受悬索桥受力。 参与思考与讨论，分析斜拉桥索塔高度的利弊，深化对桥梁受力与结构关系的理解。 课 堂 小 结 一、桥梁的结构 1、组成部分：主梁、桥墩、桥台 2、主要类型：梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥 二、桥梁的受力 1、荷载：桥梁自重+车辆、行人等重力 2、不同桥梁受力 （1）梁式桥：主梁弯曲，产生向上弹力 （2）拱桥：拱部受挤压，基座传水平+竖直力 （3）悬索桥：缆索受拉，锚碇固定 （4）斜拉桥：拉索传力至索塔，形变小、抗风强 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写） 教学反思 本节课围绕桥梁的结构与受力展开，通过案例导入、分类讲解和实践活动，帮助学生构建核心知识体系。港珠澳大桥等实例激发了学生兴趣，悬索桥制作实践让学生直观感受受力特点。但教学中发现，学生对不同桥梁的受力原理理解不够透彻，对力的传递路径分析存在困难，专业术语的运用也不够熟练。后续需优化教学方法，增加具象化演示，结合模型拆解帮助学生化解抽象难点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $