stem教育之搭建筷子桥

世界

筷子

孩子

材料

拱桥

桥面

卡纸

竹片

承重

拱形

厘米

恩施市实验小学 鲁世珍

　　科技发展，时代在进步，世界因网络拉近你和我。因网络我们可以不断开阔视野，不断学习进步。几年前，海风老师，兔子老师在他们的空间里，晒了无数张搭筷子桥的照片。我看见了，是那么的激动、兴奋、跃跃欲试。终于这一年，在我任教的创客班中，也让孩子们试试，体验，体验。

　　仔细分析起来，本课的内容是根据stem理念，在教科版科学六年级上册第二单元《形状与结构》中的第3课《拱形的力量》、第4课《找拱形》和第7课《桥的形状和结构》这几课的基础上做的适当的延伸和拓展。这一课以学生熟悉的桥为研究对象，本课的活动设计意在带领学生了解多种多样的桥梁结构，加深和拓宽、框架等结构的知识，让孩子们深入地感受科学技术对社会进步的贡献，为后面用筷子或用纸造桥培养兴趣和开阔视野。

引导孩子们探究出各种拱桥的特点是本课重点。让孩子们明白桥面在拱上方的桥，拱受到路面的压力会产生向外的推力，需要巨大的桥墩（拱足）抵住这个力。桥面在拱下方的桥，桥面可以拉住拱足，抵消拱产生的向外的推力，同时，桥面被水平方向的力拉紧，也增强了桥面的抗弯能力。

本课要达到的目标是：

1.科学：了解筷子桥属于拱桥，明白拱桥的力学原理。拱桥的承重主要是“拱”来承受，拱承受的力为压力，拱桥对桥墩（拱足）有较大的水平推力。

2.技术：运用力学原理，通过筷子间的相互作用，使筷子巧妙的别压、穿插、搭接成为拱形结构。

3.工程：动手搭建一个拱形的筷子桥，通过比赛方式，让孩子们思考如何改进建筷子桥的材料问题。

4.数学：让孩子们思考如何让每一根筷子受力均衡，以达到保持桥的平衡性，稳定性。

今年，来到创客班学习体验的是四年级的孩子，搭桥是六年级内容；所以有点难度，知识储备不够。所以我得提前给他们做点什么小实验，各个方面都得打点基础。上一节预备课。于是，我在创客班的QQ群里通知孩子们，每个小组下一次课要准备的材料有：A4纸一张、8K卡纸4张、新华字典两本、直尺一把、围棋子一盒、一次性塑料饭碗一个等；

铺垫课阶段（2019年4月29日）：孩子们带着材料，如约来到创客室里。我首先让孩子们欣赏几张恩施几座美丽的桥，并进行分析各种桥是什么样子的，描述一下形状。如：清江桥、红江桥就是一座座拱桥；风雨桥就是一座平板桥；施州大桥、金山大桥就是一座座斜拉桥；凤凰桥又叫彩虹桥，形状是一座拱桥、也是一座吊索桥；红旗大桥也是一座吊索桥。等等。接着引导孩子们分析猜想这些桥为什么要建成各种各样的形状，可能是什么原因，举例说明一下。孩子们推测出可能是各种桥的作用不同而设计成这样的。如：风雨桥是行人的，不需要好大的载荷量，就设计成平板桥。其他的因为要行驶车辆，而设计成拱形桥、吊索桥、斜拉桥等等。总之，不管什么桥，它们在建造上都有一些相同的地方，大家找找，都有些什么？孩子们一下子就找到了，必需要有桥面和桥墩。

是的，今天我们也来搭搭桥，想玩吗？“想。”孩子们精气神一下子就上来了。我说：“别慌，我们慢慢来。”课件出示一张A4纸和两本新华字典。利用这些材料，我们如何搭一座桥。“太简单了，两本字典往两边一放，作为桥墩；再把A4纸作桥面往两本字典上面一搭就可以了。”谭许愿一边举手一边说，同时也就把桥搭好了。是的，接着我把藏在背后的一盒围棋子举起来说：“看看，老师这儿有围棋子，可以用来试试你们的桥咋样？”孩子们一下了就懵了。我说：“不要紧，只是实验试一下，这桥能载几颗棋子，你们猜猜看。”“一颗、一颗都不行。”孩子们小声地说。试试吧，实验一下就知道了。果然只能放一颗棋子，第二颗放上去，A4纸就塌下去了。什么原因？纸太软了，太薄了，孩子们齐声说。“换张卡纸吧，让桥面厚一点。”许芮闻说。这个办法很好，我们就来试试吧。先猜想估计能承受几颗，再实验测试一下，记录数据。孩子们一边实验一边兴奋地说：“这次确实有进步了，能承重8颗左右了。”

承重8颗棋子的桥，能力还是很弱的。不改变材料，就这一张卡纸，谁有好办法，让它的承重能力变强一点，或者更强一点？先前我们欣赏了那么多美丽壮观的桥，难道就没有一点点启示吗？有一个孩子眼睛一亮说：“噢，我知道了，可以改变卡纸的形状，如弯成拱形等等。”“你太棒了，厉害！给你点赞。你跟老师的想法一样。”接着老师课件出示了一张实验记录单，看看卡纸都可以改变一些什么形状？老师依次介绍：有L形桥、有拱桥、有波纹桥等等。孩子们一下子又兴奋起来了。我们来试试用卡纸折成这些形状的桥都能承重多少颗棋子呢？实验中，我们要注意一些什么呢？课件出示温馨提示：①轻声讨论，分工合作。②注意卡纸朝向一致，每种桥形换不同卡纸。③桥墩的距离保持15厘米不变。（桥墩对准纸上的标线）④桥面下降1厘米，就为受不住压力了。⑤棋子轻拿轻放，每研究一种及时记录。（记录可使用>、<符号）⑥实验完整理好器材，作好汇报准备。实验中，只听见孩子们的欢呼声：“老师，我们棋子用完了，波纹桥还没有塌下去。”等我转过身去看他们时，他们可得意呢！

做实验时，时间过得真快。我们来汇报总结一下吧：同一种卡纸，直板桥承重约10~11颗；L形桥承重约16~20颗；拱桥承重约79~88颗；波纹形桥承重约100颗以上。(备注：因围棋子的质量不一样，可能颗数有差异。)最厉害的数波纹形桥了。顺势引导孩子们：“你们在生活中见过波纹形桥吗？”“没见过”大家齐声说。分析一下原因，为什么？“这样的桥面不好行走吧。”许芮闻说。是的，还有其他原因吗？“太耗材了，桥身也是很重的。增加桥墩的载荷量。”谭许愿说。最后总结得出：虽然承重量大，但是因为有这么多的缺点、不足，所以建筑师不选择它，而是选择另外一种桥形，你们猜是谁？“拱桥。”是的，拱桥。也是非常厉害的。我们来分析一下：（师出示一张拱形桥的受力示意图）棋子等重物的重量在压拱时，有一个向下的压力，同时，这个向下的压力会改变方向，会向左右两边传递给相邻的部分，相互挤压，结合得更加紧密，最后传递给了两边的拱足，拱足就抵住了这个向外的推力，从而让拱形桥能承受更大的压力。我们清江桥、红江桥，还有著名的赵州桥都是石拱桥。历经沧桑，巍然屹立。

因为准备阶段是铺垫课，又是基础课。所以花了一些时间和精力，目的是为了下一阶段的成功。下一阶段我们就来搭拱桥。这次不是用纸搭了，而是用筷子来搭。

这一阶段带材料，以同样的方式，在QQ群里发通知，同时给了他们温馨提示：那就是要想搭好，把筷子桥搭成功，准备筷子，一定是那种最原始的，一掰两瓣的一次性筷子。这种筷子粗糙些，筷子之间的摩擦力大些，搭的稳固、牢实些。当然这种筷子目前特难找了。又建议孩子们如果找到长30厘米，宽、厚都约1.5厘米的竹片更好，竹片粗糙些，不滑，好搭些。

就是这样，2019年5月，搭筷子桥的活动全面铺开。

第一阶段（2019年5月6日）：初步了解搭筷子桥的方法，在另一方面了解孩子们准备材料的情况。这周一下午的第二节课，如约而至，孩子们早早的来到创客室里，等待着我又将如何引导他们搭筷子桥。我打开课件，展示一张张别人已搭好桥的图片。孩子们很惊叹，这一座座壮观的筷子桥是如何搭成的呢？我又播放一段搭筷子桥的视频，引导他们仔细看，开始一根怎样放，接下来的筷子又怎样搭？看着视频，我和搭档老师示范着搭建。进一步让孩子们明确搭建方法。

下面我们就边搭边仔细讲解方法：①首先，用一支筷子竖着放在地面上，是基垫，是拱足；随后，左手拿一支筷子悬空与基垫（拱足）筷子平行。②然后在这一支悬空筷子上方，横着放两支筷子，间隔宽一点，要求平行，这两支筷子的一端要抵住基垫（拱足）筷子。③接着在这两支平行筷子上方竖着放一支筷子，与左手拿着的悬空筷子一上一下呼应。再在刚才上面那支筷子上，横着平行斜搭两支筷子，另一端要落地。④再在斜搭着的那两支筷子上，竖着放一支筷子，与抵住基垫（拱足）的那两支筷子交叉处，卡住、卡紧。使它稳住，不易掉落，这样，第一段桥体就搭建好了。⑤然后，右手拿一支筷子轻轻抬起右边的桥体，同时向右移动左手拿着的那一支悬空筷子，轻轻抬起第一段桥体的桥身。⑥接着再往第二级卡住的基垫筷子上又横着平行斜搭着两支筷子，马上又竖着放一支筷子与先前搭落地的那两支筷子交叉卡紧。第二段桥体又搭好了。⑦再次向右移动左手拿着的那一支悬空筷子，轻抬第二段桥体，继续第三段桥体搭建，按照这样方法，反复做，一个完美的筷子桥就搭建好了。

　 方法已经讲解清楚了，孩子们亲自开始搭建了。这个活动得孩子们一起团结才行罗！孩子们带的材料又是怎样的一个情况呢？这次课中，六班的四个孩子和七班其中一个孩子没来。只有七班张艺洲带来了约六、七块竹片，其他的孩子都是带的一次性筷子。七班团队在张艺洲的带领下，首先搭的桥有点像那么一回事，但还差一根，他们向一班借了一块，才勉强搭好。其他的孩子，用一次性的筷子，不断试搭，不断重播视频，不断暂停视频，反复看视频，反复搭。一次次快搭成功的桥，瞬间因筷子太滑了而散架了。“哎”！叹气声异口同声叫出来。但是他们没放弃，拾起筷子又开始搭，我很佩服他们的耐心，韧劲。他们很羡慕七班有这样的竹片呀。

第二阶段（2019年5月13日），这一次课因材料有所改进，搭的筷子桥也因此有了很大的进步。1班的吴海航同学，要他的爸爸帮忙网购了，宽高都相等的约1.5厘米宽，长约30厘米的竹条。吴海航说：“我在家中，搭成功了好多次，今天怎么在这儿就不行了呢？”我也只有说：“再试，别着急。”2班以谭许愿为组长的团队，因材料没改进，还是用的一次性筷子，所以没有好多进长。3班的也是一次性筷子，不过他们想了一个办法，把筷子用小刀一剖两瓣，试搭，还真能成功呢，搭了一座小桥。4班和8班的材料没改进，所以他们一事无成。5班，他们这个小组同学网购了二十几根薄的木片，试搭，也还行，能搭成桥。但是因木片有点宽，使得桥面不够稳定。6班第一次没来。我找到班上去了，让这几个孩子带竹片来创客室里玩。其中一个孩子，我估计是划得家中的扫把把儿或拖把把儿的竹竿，看起来很粗糙，我还真担心会刺扎他们的手。他们和5班的孩子们一样，把所有材料都搬到电脑大屏幕下面的地板上来，边看视频边搭桥。7班这一次课。张艺洲继续补齐竹片，在所有班中首先搭桥成功，效果好。于是我也找准机会和孩子们秀了几张。第二次课，因孩子们在不断思考，不断改进材料，孩子们在不断的体验中成长。

第三阶段（2019年5月20日）这次课中，孩子们的搭桥材料又一次改进，又一次进步。特别是2班谭许愿同学，这个星期六星期日是没有休息，为了找好的竹片，花了很大的功夫到乡下去找回的，找回后又来破开修整制作，可累坏了。爸爸妈妈也非常支持孩子。有了好的有结构的材料，也让他们搭的桥雄伟壮观。许芮闻说：“我可以爬到桌上去搭吗？”我说：“行了，只要你能搭出来”。6班的孩子们在材料改进上也花了很大功夫，也是网购的一组木棒，比1班吴海航的要细一点点。就是因为细一点点，更能成就他们的筷子桥。他们也很轻松就搭桥成功。只有4班和8班的材料没改进，还是没结果。本次课后，我宣布下一次课老师要进行测试，评判标准说明一下，本来搭建筷子桥，最好的办法是用载荷量来判断桥的稳定性，牢固性，但是因为各小组搭筷子桥的材料不一样而无法评判。只能以桥的高度来评判，看看各小组成绩怎样。

第四阶段（2019年5月27日）今天这次课是各个小组展示活动时间，检测各自搭的桥的高度。孩子们各自备好实验材料，来到创客室里，各小组成员摆开材料，拉开阵势开始搭起桥来。1班的材料更新了，有两套材料可以用，一套是网购的，一套是自制的，竹片青青的，在小组成员共同努力，搭的筷子桥高的有9.5厘米高。2班的谭许愿同学花了很大功夫，制作竹片，最后桥高有16厘米高，很成功，获得亚军。3班以宋穆岚为组长的团队，材料没有更新，还是原来的一次性筷子，是一剖两块的，所以搭的不高，只有5.5厘米高。4班的孩子们，在材料下，没有下工夫，也没有更新，仅仅用了9根筷子，搭了一个很矮，高才4厘米的桥。5班的以田翰林同学为组长的团队，还是上次那个木片，有点儿宽，搭了10厘米高，获得季军。获得冠军的是6班这个团队，桥高有27厘米，是最完美的最合规格的筷子桥。最后我要求所有孩子们来一个大团圆合影照，以庆祝本次活动成功。7班的前两次搭了，最后一次课没带材料来，各小组成员带着本子、笔写着反思。8班的孩子们，桥没有成功，因为他们在材料上没有下功夫投资，或投入改进，所以效果是没有的，又一次验证了一份耕耘一份收获。

　　这几次课已给孩子们带来了足够可以思考的空间，希望课后他们自己进一步拓展，相信会有更多意想不到的收获和惊喜！

总之，这一年这一季的筷子桥，搭制比较成功，比较完美。这也是我在教学上的一次次成长的经历，一次次进步的历程。

这是每个小组的成绩！

课后我将照片、文档和孩子们的反思合编辑一个美篇，在创客班的QQ群中，分享给孩子们和家长朋友们。期待大家能提出意见和建议。我会努力把这一项创客活动开展得的越来越好。

孩子们的体会和感受！展示展示！