【核心素养】 浙教（2024）版八上《5.3搭建一座简易人行浮桥》学案（含解析）

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科 核心素养 科学观念：运用阿基米德原理等知识，理解浮力与浮桥承重的关系，认识工程设计的科学依据。 科学思维：通过设计、计算、搭建与改进，培养工程设计思维和问题解决能力。 探究实践：通过一些有趣的小活动，初步感受科学就在身边，科学与生活息息相关，初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法； 态度责任：树立成本控制与安全意识，增强团队协作能力，体会科学技术的实际应用价值。 【课前预习】 一、核心原理 阿基米德原理（浮力决定浮桥承重） 二、设计与材料 1、材料：桶装水空桶、饮料瓶、扎带、木条、复合板等（含规格、单价） 2、分工：项目总监、采购员、绘图师、工程师 三、搭建流程 明确问题→设计方案（绘图）→采购材料→搭建→检验→改进→成果发布 四、检验标准 承重性、经济性、稳定性、牢固性、工效性 【课中研学】 一、目标 1.根据浮桥设计要求，明确工程验收标准，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，不断改进浮桥。 二、器材 材料 规格（每个） 单价 数量 桶装水空桶 体积：19L 质量：800g 高度：50cm 15元/个 饮料瓶1 体积：1.5L 质量：40g 0.5元/个 饮料瓶1 体积：1.5L 质量：40g 0.5元/个 饮料瓶2 体积：500mL 质量：20g 4个/组 1元/组 宽胶带 体积：19L 质量：800g 15元/个 长扎带 高度：50cm 体积：1.5L 质量：40g 0.5元/个 短扎带 长度：25cm 长度：30cm 0.5元/根 木条 长度：1.2m 长度：1m 长度：0.8m 2.5元/根 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，辅助工程师搭建浮桥，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。 （1）选择材料。根据图纸确定材料的数量，填好材料采购单。杭州市丁荷中学“浮桥大冒险”。 （2）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。 （3）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20min（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 ... ...