PBL研学课程 || 我们要为凉水河设计一座“梦想桥”

在我们美丽的亦庄新城，凉水河两岸的滨河公园是散步休憩、骑行畅游的理想之地，随着两岸居民对跨河便捷通行的需求日益增长，经开区规划未来在凉水河再建5座全新的跨河大桥，促进区域交通的顺畅与高效。

在此契机下，北京亦庄实验中学初二致远区的同学们，秉持着高度的主人翁责任感躬身入局，开展了富有挑战性的跨学科实践项目——“凉水河桥梁工程设计”。围绕“如何为亦庄凉水河设计一座新的跨河大桥”这一核心问题，同学们学习了桥梁设计与建造的相关知识，深入调研凉水河桥梁建设的背景和现状，通过实地考察、数据分析、科学实验、方案设计和模型制作等环节，致力于为亦庄凉水河增添一座充满创意与实用价值的桥梁设计方案，培养了科学思维、创新能力、团队合作精神与社会责任感。

“九层之台，起于累土”，设计桥梁的第一步便是桥梁基础知识的学习。10月30日，初二致远区邀请到了北京科技大学张举兵教授来我校开展《怎样把天堑变为通途》为主题的讲座。

张教授带领同学们一同探索桥梁的世界，认识桥梁的发展历程、中国桥梁的伟大成就、桥梁的类型、受力原理和设计过程，并利用自制的模型模拟了桥梁结构受力情况，让这看似晦涩的学术内容，通过生动的图像、细致的讲述和形象的模型变得通俗易懂、风趣有味。本次讲座也为同学们提供了与桥梁专家交流互动的平台，为后续学生自主设计制造桥梁奠定了理论基础。

11月初，秋风习习，红叶飞舞，初二致远区的同学们开启了研学之旅，前往有“世界桥梁博物馆”之称的中国贵州省，5天穿行5座城市。在一路研学行进中，同学们实地参观了坝陵河大桥，还经过了几座荣获桥梁界诺贝尔奖——“林德撒尔奖”的超级大桥，如红枫湖大桥、双鱼洞大桥、平塘大桥（也称天空之桥），以及约50座以上的公路桥梁。

在坝陵河大桥，师生开展了一堂生动的“空中课堂”，通过老师的专业讲解，同学们得知这样伟大的工程是如何选址、起草和修建的，了解到为何这种结构与造型能风雨不催，如此坚固的飞跨于两山之间。

接着，同学们参观了贵州桥梁博物馆，更加系统地学习了桥梁的分类、工程设计、以及桥梁发展史。同学们纷纷认真记录，盼望把学习到的知识分享给更多人，让大家都知道中国桥梁技术已经傲然屹立世界巅峰。

同学们还参与了桥梁承重Steam课程，利用小木棍和3D打印连接块拼装桥梁的基础结构，实践了不同结构的稳定性和坚固性。令人惊叹的是，“理智RSB”组同学的桥体承重达到了22kg，据当地老师介绍这一成绩远远突破以往的历史纪录。同学们复盘与总结得出三角形可以增加稳定性这一原理，再次对后续桥梁设计带来了一定思考和启发。

返回校园，同学们立即投入更多桥梁知识的科普活动。各小组分别制作了不同桥梁类型的海报，帮助更多师生了解桥梁。大家设计的海报别出心裁，条理清晰，图文并茂，将同学们的收获与桥梁的知识生动展现。

为帮助大家对桥梁工程有更直观的认识，同学们在老师指导下共同拼搭了中国各种著名桥梁的模型，拆分、组装、拉索、上色，望着这些桥梁模型：北盘江第一桥、长江大桥、平塘特大桥、十七孔桥等，这些超级工程似乎都跃然眼前，同学们不禁感叹祖国桥梁事业发展取得的伟大成就。

接着，大家还通过科学实验探究了不同类型桥梁结构的承重能力。每一个精美的模型，不仅帮助同学们更细致地了解桥梁结构，还锻炼了同学们的动手能力，也为同学们接下来的桥梁设计起到了参考与铺垫作用。

“文章合为时而著，诗歌合为事而作”。接下来，同学们为凉水河桥梁选址展开讨论，不仅借助亦庄实景地图，还前往凉水河周边实地考察，进行了调查与分析，他们亲身体验了凉水河的自然风光与交通状况，为后续设计提供了宝贵的实地依据。

阳光斜洒进教室，光影斑驳。同学们围坐在课桌旁，各抒己见，热烈地讨论着各自的桥梁设计方案。大家的脸上都洋溢着专注和热情，每个人都在用自己的方式描绘着心中的桥梁。有的同学手拿着铅笔，在纸上快速勾勒着线条，眉头紧锁，时而抬头望向天花板，若有所思；有的则双手环抱胸前，眼神中闪烁着坚定的光芒，时而微微侧头，似乎在倾听内心深处的声音，寻找着设计灵感的源泉。

各组分别细心绘制设计图纸的三视图，并将各结构的数据精确计算后清晰标记，甚至有同学们自学CAD制图软件，更精准的制作出了桥梁设计稿。美术功底好的同学还绘制了效果图，立体呈现桥的样貌，上色的图挥洒自如，一座座秀美桥梁跃然纸上。最终，各小组分别设计出别具匠心的桥梁图纸，“理智RSB”组设计了承重能力最强的斜拉桥，“瞧桥巧俏”组设计了提篮式飞燕式拱桥，“桥见亦中”组设计了一座独特的单边斜拉桥。

11月14日，秋雨绵绵，初二致远区同学一行来到北京科技大学拜访张举兵教授，不仅参观实验室，还带着他们的设计方案寻求专家的指导与交流。张老师和周毅老师热情地为同学们介绍了实验器材，还细心点评了各组的设计，惊叹于同学们的创意想法，并提出了完善建议，大家受益匪浅。

返校后，根据老师专业的建议，同学们对各自的设计方案进行了完善与定稿，并在11月15日进行了项目中期汇报。每位同学都满怀激情地展示了自己团队经过精心打磨的桥梁设计方案，生动形象地阐述了设计理念、结构特点、材料选择以及预期效果，充分展现了他们在桥梁设计领域的创新思维与实践能力。评委老师们对同学们的努力与成果给予了高度评价，并就设计方案的可行性、创新性等方面提出了宝贵的建议。

五天的小学段项目学习周告一段落，此时的沙盘模型还是一块空旷的木板，等着同学们去填充、塑造。他们用雪弗板进行剪裁和创作，经历困难，却永不言弃，尽全力将心中的桥搬到小小沙盘中，将设计理念转化为直观的三维实体，进一步验证和完善了设计方案。

一周后，三座壮丽的桥梁展现在眼前，尽情演绎着同学们的辛勤、创意、技术。那碧波之上的蓝色拱桥，宛若天际遗落的绸带，轻拂过河面的涟漪，优雅中透着一份不羁。那红妆点缀的单边斜拉桥，勇敢地在风中翩翩起舞，高耸的塔柱如同守护神般屹立，斜跨的索索交织成一首壮丽的乐章。那壮丽的斜拉桥，以蓝色和灰色为主调，线条流畅而有力，如同一位沉默的巨人，屹立在河流之上。

随着沙盘模型制作完成，同学们迎来了最终方案的比选大会。在成果汇报过程中，同学们不仅分享了各自的设计方案，还分享了他们在项目实施过程中遇到的挑战与解决方案，详细说明了如何根据老师的专业建议，对设计方案进行了哪些关键性的调整与优化。从桥梁的稳定性分析到景观融合考量，从成本控制到环保理念的融入，每一个细节都透露出他们对桥梁设计的严谨态度与深切热爱。

“纸上谈来终觉浅，绝知此事要躬行。”参加本次课程的同学们收获颇丰，纷纷发表他们的感想：

本次跨学科实践项目不仅是一次科学探索的过程，更是一次社会参与、文化传承与创新实践的综合体验，对学生的多样化、全面发展意义深远。

激发学习兴趣与解决问题能力。同学们“学以致用”，将课堂理论知识与实际操作相结合，将理论知识转化为解决实际问题的方法，不仅加深了对桥梁设计原理理解，还激发了探索未知、解决实际问题的兴趣与能力。

培养跨学科综合能力。这一项目涉及实地考察、数据分析、模型制作、设计绘图等多个环节，要求学生综合运用数学、物理、工程、艺术等多个学科的知识与技能，有效提升了跨学科综合能力与团队协作能力。

培养科学思维与创新能力。通过设计具有地域特色和创新精神的桥梁方案，学生们不仅学习了桥梁建筑的历史与美学，还在设计中融入了现代科技与文化元素，实现了对桥梁文化的传承与创新。

增强社会责任感与参与意识。学生们通过参与桥梁设计，直接关联到社区乃至城市的交通改善与美化，这不仅让大家意识到个人努力对于社会进步的重要性，也增强了同学们的社会责任感与主人翁意识。