《桥梁结构设计中的力与美》(教学设计)-2026-2027学年冀美版美术四年级上册

《桥梁结构设计中的力与美》教学设计-2026-2027学年冀美版（新教材）小学美术四年级上册 1、 学情分析 经过第一课的学习，学生对桥的类型已有初步认识，知道桥有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，但对“桥为什么能承受那么大的重量”“结构里藏着什么道理”仍充满好奇而缺乏理解。四年级学生好奇心强、爱动手，乐于通过实验和制作去探究，这为本课的观察与探究活动提供了良好基础；抽象受力原理的理解需要借助直观演示和亲身体验来突破。 2、 教材分析 本课是单元第二课，承接《各式各样的桥》，把认识从“外形”推进到“结构与原理”。教材围绕“拱桥、梁式桥、悬索桥和斜拉桥的结构设计是怎样体现出力与美的完美结合的”这一核心问题展开：通过赵州桥（上承式拱桥）、晴川桥（下承式拱桥）、合江长江一桥（中承式拱桥）的比较，认识拱桥的不同形式；借助《清明上河图》中的虹桥，体会叠梁拱的巧妙承重；再以鹦鹉洲长江大桥（悬索桥）、北盘江大桥（斜拉桥）、南京长江大桥（梁式桥）为例，感受不同结构的力与美，并安排纸桥承重实验，引导学生探究结构设计与承重的关系。 3、 核心素养教学目标 （按2022年版《艺术课程标准》核心素养维度拟定） 1. 审美感知：感受不同结构桥梁的造型美，体会桥梁中力与美的完美结合。 2. 艺术表现：能用较硬的纸搭建不同结构的小桥，表现出桥的基本结构特点。 3. 创意实践：通过承重实验探究桥的结构与承重的关系，尝试改进自己的设计。 4. 文化理解：了解中国古今桥梁的卓越成就，体会设计师与工匠的智慧与创造。 4、 教学重难点 教学重点：认识拱、梁、索等不同结构桥梁的受力特点与造型特点，感受力与美的结合。 教学难点：理解桥的结构与承重之间的关系，并在模型制作中加以体现。 5、 教学过程 （1） 复习导入，聚焦问题 师：上节课我们认识了很多桥，谁能说说桥有哪些类型？生：梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。 师：桥的功能是过河、跨越障碍。可你们想过没有，小小的桥墩、薄薄的桥面，凭什么能托起那么大的重量？今天我们就来研究——桥的肚子里到底藏着什么学问。 教师板书课题《桥梁结构设计中的力与美》。 【设计意图】以复习唤起已有知识，用“桥凭什么承重”的问题引发认知冲突，激发探究欲望。 （2） 探究拱桥：一种结构，多种形式 师：先看最古老的拱桥。拱桥为什么能承重？我们做个体验。 （教师请学生用手臂围成拱形，另一只手从上往下压。） 师：把你的手臂弯成拱，再往下压，你有什么感觉？生：越往下压，拱得越紧，好像更有力了。 师：这就是拱桥的秘密——压力沿着弧线传递到两边的桥墩，所以拱桥特别结实。 师：再想一想，为什么拱要做得圆滑、不能有棱角？生：因为力量要顺着弧线流走，有棱角就会“卡住”。师：观察真细致！拱的曲线，既让桥结实，又让桥看起来优美，这就是力与美的第一次“握手”。 师：同样是拱桥，它们长得都一样吗？我们来看三座桥。教师出示赵州桥、晴川桥、合江长江一桥图片。 师：仔细观察，这三座拱桥的“拱”和桥面是什么关系？（学生观察、讨论。） 表1 三种拱桥的结构比较 拱桥 位置特点 建成年代 所在地 赵州桥 桥面在拱之上（上承式） 隋代 河北 晴川桥 桥面在拱之下（下承式） 2000年 湖北武汉 合江长江一桥 拱从桥面中间穿过（中承式） 2021年 四川泸州 师：同样是拱桥，为什么会有上承、下承、中承三种样子？生：因为河面宽度不一样，需要的桥洞高低也不一样。 师：设计者根据地形、水位选择了最合适的拱的形式，既结实又美观——这就是“力与美”的结合。 【设计意图】通过手臂模拟让学生直观感受“拱”的受力，再借助表格比较三种拱桥的异同，理解结构设计因地制宜的智慧。 （3） 走近《清明上河图》里的虹桥 师：北宋画家张择端的《清明上河图》里，有一座用木条搭成的虹桥。你们看，这座桥没有桥墩，是怎么架在河上的？（学生观察画中的虹桥。） 师：它是用木条一根根插接起来，搭成一个“叠梁拱”来承重的。老师想请你们试一试，能不能用几根小木棒，搭出这种拱形结构？ （学生分组尝试搭虹桥结构，感受木条相互插接、互相支撑的巧思。）生：原来木条你压着我、我压着你，就稳稳的了。 师：古人的智慧就藏在这些木条里，没有用一根钉子，全靠结构承重。 【设计意图】把名画欣赏与动手尝试相结合，让学生在搭一搭中体会叠梁拱的结构原理，感受中国古人的高超技艺。 （4） 探究悬索桥、斜拉桥、梁式桥的力与美 师：拱桥靠“拱”承重，那悬索桥、斜拉桥、梁式桥又是靠什么承重的呢？我们再来看看。 教师出示鹦鹉洲长江大桥、北盘江大桥、南京长江大桥图片。 师：看悬索桥，是谁在吊着桥面？生：又粗又长的主缆！师：主缆吊起桥面，桥塔像巨人一样稳稳站住。再看斜拉桥，桥面上竖着高高的桥塔，斜斜的钢索把桥面“拉”住。而梁式桥，就是靠下面一个个桥墩把平直的桥面“托”起来。 表2 不同结构桥梁的承重方式 桥的类型 主要承重方式 造型特点 悬索桥 主缆吊起桥面 主缆下垂成弧线，气势宏大 斜拉桥 钢索斜拉桥面 桥塔高耸，钢索如琴弦 梁式桥 桥墩托起桥面 桥面平直，简洁规整 师：这三种桥，你更喜欢哪一种？为什么？生：我喜欢斜拉桥，钢索一根根拉开，像竖琴一样漂亮！生：我喜欢悬索桥，又高又大，很壮观！ 师：它们造型不同，但都结实耐用，还把周围的环境装点得更美。设计者既考虑结构安不安全，又讲究桥好不好看，这就是桥梁设计里的“力与美”。 师：如果把这三座桥放在不同的环境里，你希望它们各长什么样？生：山里的桥可以选斜拉桥，高高的桥塔和青山相映；城市里的桥可以简洁一些，和楼房协调。师：你已经在考虑“桥要与环境相融”了，这正是设计者追求的“美”。 【设计意图】通过逐类观察与表格梳理，帮助学生认识不同结构的承重方式与造型特点，在多角度比较中体会力与美的统一。 （5） 纸桥承重实验，探究结构与承重的关系 师：研究了这么多桥，想不想自己动手造一座桥，看看它能承多重？ （教师介绍实验：用质地较硬的纸搭成不同结构的桥，架在两个盒子之间，往桥面放小物件测试承重。） 师：请各小组分别用纸搭一座平板桥和一座拱桥，比一比谁更能承重。（学生分组制作、测试、记录。） 师：请把小物件一个一个往上放，数一数每座桥能放几个，把它们记录下来。（学生边放边数边记录。） 师：你们发现了什么？生：平板桥轻轻一压就弯了，拱桥能放好多东西！生：把纸折成波浪形，也比平板结实。 师：为什么拱桥、波浪桥更结实？生：因为结构把力量分散了，折痕还增加了纸的“力气”。 师：你们发现的大秘密，正是桥梁设计最核心的学问——不同的结构，承重的本领不一样。同样的一张纸，改变一下结构，承重的本领就大不一样。设计师在造桥时，也正是在“承重”和“美观”之间反复琢磨。聪明的小设计师们，都记住了吗？ 【设计意图】通过纸桥承重实验，让学生亲历“结构—承重”的探究过程，把抽象的力学原理转化为可操作、可观察的直观体验，也为下一课设计制作桥梁模型作好铺垫。 6、 小结 本课以“结构如何承重、力与美如何结合”为主线，通过手臂模拟、名画赏析、结构比较、纸桥实验等活动，引导学生认识了拱桥、梁式桥、悬索桥、斜拉桥的结构特点与承重方式，体会到桥梁设计中力与美的统一，并初步建立起“结构决定承重”的审美与科学眼光，为单元下一课的设计实践奠定基础。 学科网（北京）股份有限公司 $