5.3 搭建一座简易人行浮桥 教学设计 2026-2027学年浙教版科学八年级上册

该初中科学教学设计聚焦工程设计与物化核心概念，通过学校池塘搭建临时人行浮桥的真实问题导入，引导学生运用阿基米德原理和力学知识，以小组分工、材料选择、图纸设计为学习支架，梳理工程从明确问题到发布成果的完整流程。 以真实工程任务驱动教学，小组合作设计制作1米浮桥并连接成6米整体，检验标准涵盖承重、经济性等维度，培养科学思维的推理论证与创新思维，提升探究实践能力。帮助学生建立科学观念，教师可直接应用于实践教学，高效落实核心素养。

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。 学科网（北京）股份有限公司 $