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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页经济发展的金丝带-纸桥的设计与制作秦皇岛市山海关区南园中学八年七班 张一鸣 赵冰洁 王堃宇司空见惯的桥梁也许在同学们看来并不重要，但是综观世界著名城市，比如：澳大利亚的墨尔本、奥地利的维也纳、加拿大的渥太华、法国的巴黎等，城市的空间结构布局都是通过桥梁建设来实现跨江经济发展的。在世界经济迅速发展的今天，桥梁的设计与建造，成了经济发展的一条金丝带。所以，我们把此次研究学习小组的活动主题确定为“经济发展的金丝带-纸桥的设计与制作”。在老师的指导下，经过各位同学的协作和近一个月的努力，我们制作出了承重较大的纸桥作品。下面
2、简要汇报如下：一、问题的提出： 在伟大祖国60华诞来临之际，我校开展了“爱祖国，爱家乡”的活动。当我们搜集资料时发现：家乡的中铁山桥集团有限公司在全国乃至全世界的声誉可高了！自建厂以来，已建成十九座长江大桥，十二座黄河大桥，人民大会堂房屋钢架结构也出自桥梁厂。最近，山桥集团又把两座中国钢桥飞架在多瑙河上，在海外赢得了很高的赞誉。强烈的爱家乡之情使我们对桥梁建设产生了兴趣，特别是我们学习了简单的力学知识，这就激发了我们几个同学当“工程师”的愿望，我们决定联合起来，一起研究学习桥梁的设计与制作过程。二、研究性学习的目的： 通过查找资料，反复试验，动手制作，做出承重力最大的纸桥。在设计制作的过程中，
3、主动了解学习相关物理知识，拓展知识面，发扬不畏艰难，勇于探索的创新精神，培养自己观察、分析、推理、归纳的能力。三、可行性分析:对于此次研究活动,我们事先进行了充分的讨论研究与准备,合理分工,各尽其能。纸桥承重实验方案设计，实验过程，对数据的处理分析，选择最优设计过程由我们三人合作完成；上网查资料由张一鸣负责；赵冰洁负责展板的设计与制作；王堃宇同学负责通过校园广播播报纸桥设计进展情况。同时，我们得到了山桥集团总工程师曹叔叔（杨秀梅老师的丈夫）的帮助，他给我们提供了润扬长江公路大桥的建设过程照片，讲了许多建桥的故事。也得到了科技老师齐占宾、物理老师李凤元，综合实践教师秦君侠的理论支持与具体指导，成
4、果展示活动得到了校长张海东、学校政教处、教务处、团委的大力支持。因此，这些有利的条件确保我们顺利地完成此次活动。四、研究性学习的计划：第一阶段：提出问题，确定课题；第二阶段：上网查阅相关资料，分类筛选、整理。向教师、家长请教“物体形状和强度的关系”及科学原理，与科技老师协调，约定实验时间，准备实验器材。第三阶段：设计实验方案，反复发现新问题，反复实验，记录数据，对数据进行处理分析，探究物体形状与载重量的关系。第四阶段：设计完整纸桥图纸，依据图纸反复建造纸桥，制成承重最大的纸桥作品。第五阶段：通过校园广播站播报我们小组纸桥研制的进展情况，并办主题展板，展示纸桥制作过程和作品，撰写心得体会和研究报
5、告。五、综合实践活动的具体过程：（一）搜集到的相关资料：1、我国桥的历史与发展现状 见附件一2、中铁山桥集团中铁山桥集团有限公司简介 见附件二中铁山桥集团建造的大桥图片 见附件三润扬大桥建设过程照片 见附件四中铁山桥集团辉煌业绩 见附件五中国钢桥飞架多瑙河 见附件六刘之义 车间走出的革新大王 见附件七3、物体形状与承重之间的关系 见附件八 （二）反复试验制作过程： 纸桥承重实验一理论依据：工程力学知识可知：改变纸的截面形状，可以提高其抗弯系数，进而提高纸的承重性。实验目的：通过纸的不同几何形状承重性的对比实验研究，选择合适的纸管形状来搭建纸桥。实验设计：由于常见的T 形，工字形或者其他型材折纸
6、难度系数较大，不易塑形，所以，我们选择把纸折成截面为圆形、三角形、正方形三种几何形状的纸管，然后把多个纸管并排放在一起，比较其承重性能的高低，实验并记录数据，得出实验结论。实验材料： A4纸 双面胶1卷（统一）实验工具：剪刀、刻刀、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等实验人员：张一鸣、赵冰洁、王堃宇。实验记录表项目形状根数截面积(cm)周长(cm)承重(g)三角形53.14/44.05350圆形53.14/43.14400正方形53.14/43.54250实验结论：相对比较后，得出圆形截面承重性较强，而且同面积下比其他两种形状省材料。提出新问题：圆形纸管由于易操作，抗弯性较强，以后试验均选用圆形纸
7、管来做，但同时，我们想到：不同的圆形纸管直径，其承重能力一样吗？纸桥承重实验二理论依据：我们所用圆形纸管相当于一个截面为圆环的构件，由工程力学的公式： 可知，抗弯性能与纸管直径大小有关。实验目的：通过纸的同一几何形状，不同尺寸承重性的对比实验研究，选择最佳直径尺寸搭建纸桥。实验设计：在实验一的基础上选取圆形截面形状，按照纸管直径不同尺寸（粗细程度）比较其承重性能的高低，反复实验并记录数据，得出实验结论。实验材料： A4纸 双面胶1卷（统一）实验工具：剪刀、刻刀、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等实验人员：张一鸣、赵冰洁、王堃宇。实验记录表项目直径（cm）根数截面积(cm)周长(cm)承重(g)1
8、33.14/43.143501.538.07/44.61400233.146.28550实验结论：单层纸管的承重性与粗细程度有关。纸管越粗，其承重能力越强。发现新问题：本试验选择的是单层纸管，整体承重性都不高。如果增加每个纸管的层数，是否能提高其承重性呢？ 纸桥承重实验三理论依据：由圆环的抗弯系数公式： 可知：增加纸管的厚度，相当于减少值的大小，能够提高抗弯系数的值，进而提高其承重性。实验目的：通过圆形纸管的不同尺寸，不同层数承重性的对比实验研究，选择最佳层数的纸管来搭建纸桥。实验设计：在实验二的基础上按照圆形纸管不同粗细程度，不同层数比较其承重性能的高低，反复实验并记录数据，得出实验结论。实
9、验材料： A4纸 双面胶1卷（统一）实验工具：剪刀、刻刀、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等实验人员：张一鸣、赵冰洁、王堃宇。实验记录表（多层纸管：一张A4纸卷一个纸管，直径固定，层数不定）项目直径（cm）根数截面积(cm)周长(cm)承重(g)133.14/43.149001.538.07/44.61950233.146.28970综合分析实验二和实验三数据，得出结论：多层纸管的承重性与粗细程度、层数两个因素有关，层数越多，承重性越强。提出新问题：基本纸管的形状及尺寸、层数已经选择好后，就需要设计整体桥的结构了。什么形状的桥身更能承重呢？ （三）依据图纸反复制作纸桥的过程：纸桥承重实验四理论依
10、据: 在桥的整体结构选择上，借鉴实体桥的形状，选择了三角形桥、直拉式桥、斜拉式桥三种，尤其是三角形桥利用三角形稳定性和不易变形等特点，采用多层复合结构作桥面，既能提高桥面的承重性能，又能节约材料。实验目的：在前三个实验基础上，选择最佳的整体结构来搭建纸桥。实验设计：在前三个实验基础上，按照事先设计的图纸及方案搭建三种纸桥，并反复试验，比较其承重性，记录数据，得出实验结论。实验材料： A4纸 双面胶1卷（统一） 透明胶带纸实验工具：剪刀、刻刀、铅笔、橡皮、直尺、圆规、三角板等实验人员：张一鸣、赵冰洁、王堃宇。过程记录见所附试验记录表。项目结构纸张数承重Kg三角形桥4070直拉桥5030斜拉桥50
11、25实验结论：纸桥的承重性不仅与前三个实验数据有关，而且还与纸桥的整体形状、结构、制作的手法、材料的性能、承重位置等多种因素有关。试验成果：本次试验我们制成了承重70千克重的纸桥。（四）展示与交流：（见过程照片）部分学生心得小纸桥 大智慧 参加纸桥制作实践活动心得之一山海关南园中学八年七班 赵冰洁本学期，利用活动课时间，我参加了纸桥制作实践活动, 掌握了很多桥梁知识，对桥历史文化、结构有了更深的了解，觉得受益匪浅.从此次活动中我学到了许多课本上没有的东西,激发了我对科学实践活动的兴趣。在活动中，老师带领我们欣赏了古今中外各种桥的图片，观察桥的材料与结构形式，分析了承重的原理或原因。并引导我们分
12、析：图片上的桥用的是混凝土、钢铁、石头等材料，特点是坚固耐用，那么，设想，普通的纸能行吗？于是我们带着好奇做起了试验：用一张白纸搭一个平板桥，架在模拟河之上。试验它上面能放多少木块？结果可想而知，一块也不能放。失望之余，老师引导我们：谁能想个办法，怎样改变一下“桥面”的形状，使“桥面”的承受力大一些？我们小组激烈的讨论起来，有的说：圆形筒；有的说：三角形；有的说：正方形。各抒己见，争论不止。究竟孰对孰错，做实验证明吧。我们设计好方案之后，分工合作，各做了圆形、三角形、正方形的纸筒各5个，分别贴在一张大小相同的纸板上，分别在“桥面”上放置木块，记录下纸桥的形状和放木块的数量，比较之后， 一目了然
13、。不做不知道，一做下一跳 ：小小白纸制作的桥，最多能承受7块木块的重量！好神奇哟！这项活动，老师让我们自己想，自己设计试验，既锻炼了创新能力，又培养了动手能力，真是一举两得呀！这种活动不仅能让我学到了知识，还可以开发我的智力,拓展我的思路。从我自己的动手操作到后来观察其他对手的装置,让我了解了很多动手制作的诀窍呢。我从小就对这类活动很感兴趣,曾经获得过创新大赛奖呢。刚好趁此次机会试试自己的实力,也顺便圆自己一个小小的梦想当一名科学家。研究性学习活动，想说爱你不容易 参加纸桥制作实践活动心得之二山海关南园中学八年七班 赵冰洁纸桥制作的几次实践活动过程中，我们成功过，失败过，原地踏步过，退缩过，高
14、兴过，沮丧过。尽管参加活动之初有很高的兴趣，但是要想成功，真的不是仅有兴趣爱好就足够的！我深深地体会到：1、在制作过程中，经历N次失败之后，我才真正明白什么叫做“经验”。在整个活动中，老师一直让我们学生自己去想、去说、去找、去统计、去分析。自主地在小组长的带领下开展活动。由最初的盲目性和不知所措，到后来的充满信心和成功体验，我们不断地获得了能力发展和深层次的情感体验。以前，我们经常说，经过了什么什么事情，我们取得了哪些经验。原本以为就是一些观念性的东西。现在，我认为：应该把经验拆开来解释。经是亲身经历，也就是我们已经亲身经历的一些事情，验，就是我们在亲身经历中的情感体验，只有亲身经历的东西，它的情感体验才是最有深度的。2、从这次活动中, 培养了团结合作、积极进取、敢于创新的良好品质，是我们心智更加成熟与完善。一个人的力量毕竟是有限的,而一群人就不同了.就像一根筷子容易被折断,一把筷子却不容易被折断一样.就是因为团队的力量如此强大,我们只有合作才能取得更大的进步,获得更好的发展.我们小组成员之间分工合作，配合默契，当遇到困难时，相互欣赏，相互鼓励，取长补短,互补互利， 我们彼此间不仅了解了活动过程中的高兴和苦闷
