建筑模型制作教案

2024-10-29

建筑模型制作教案（精选8篇）

建筑模型制作教案篇1

数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

课题： 5-4建筑模型制作步骤

教学目标：（结合岗位知识、能力、素质目标确定）

1.通过讲授建筑模型的具体制作步骤，让学生了解建筑模型制作过程中各环节所需要具备的能力，培养学生的模型制作技能。教学重难点分析： 1.教学重点：

（1）建筑模型制作步骤（2）建筑模型制作技能点 2.教学难点：

通过课程讲解，加深对建筑模型成型特点、以及技术介绍，并让学生熟悉建筑模型分类及其作用，培养学生对建筑模型类别和作用的掌握。教学过程：

1.导课：

由多媒体PPT展示建筑模型制作过程的图片，从建筑模型图片引入课程，全方位观察建筑模型的制作全过程，导入课堂新课程——建筑模型制作步骤。

2.教学内容：

（1）建筑模型制作步骤：

1.绘制建筑模型的工艺图：

首先确定建筑模型的比例尺寸，然后按比例绘制出制作建筑模型所需要的平面图和立面图。2.排料画线：

将制作模型的图纸码放在已经选好的板材上，仵图纸和板材之间夹一张复印纸，然后用双面胶条固定好图纸与板材的四角，用转印笔描出各个而板材的切割线。需要注意的是图纸在板材上的排列位置要计算好，这样可以节省板料。数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

3.加工镂空的部件

制作建筑模型时，有许多部位，比如门窗等是需要进行镂空工艺处理的。可先在相应的部件上用钻头钻好若干小孔，然后穿入钢丝，锯出所需要的形状。锯割时需要留出修整加工的余量。4.精细加工部件

将切割好的材料部件，夹放在台钳上，根据大小和形状选择相宜的锉刀进行修整。外形相同的部件，或者是镂空花纹相同的部件，可以把若干块夹在一起，同时进行精细的修整加工，这样可以很容易地保证花纹的整齐。5.部件的装饰

在各个立面黏结前，先将仿镜面幕墙及窗格子处理好，再进行黏结。6.组合成型

将所有的立面修整完毕后，对照图纸精心地黏结。

数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

（2）建筑模型制作技能方法;

这里所介绍的一些模型制作的方法，其实也是建筑模型制作的工艺，这种制作法在片余章节中也有所介绍，这种双重介绍目的在于传达一种对使用地点以及加深对使用这些工艺的理解。1.材料切割方法

a.切割薄片

切割薄片材料时，例如刨花板和泡沫芯，在刀子上施以轻微的压力，根据材料厚度在材料上进行数次划割，就町以完成对这种材料的切割。材料的切割需要锋利的刀刃，还需要带有不滑的钢边的平行条。现介绍对各种不同薄片的切割

案例：

①纸张和硬板纸。根据材料的厚度，切割这些材料要在一条线上进行数次拉刀。带钢边的平行条对切割荇T部什，如一系列的平行带子是很有帮助的。

②泡沫芯。类似丁刨佗板，泡沫芯的切割也要使用反复的拉刀。切割泡沫芯时会非常快地使刀刃变钝，所以必须经常更换刀刃来避免边缘粗糙。

③轻质木板。轻质木板可以按照哼硬纸板和泡沫芯进行类似的处理。和泡沫芯一样，需定期的更换刀刃，以防止轻质木板产生粗糙的边缘。

B.切割杆和金属线

在模型制作中使用的杆主要由木材、塑料和金属线制成。大多数可以使用塑料刀进行切割，但是对于那些很大或很硬的物品，如金属线，则需要锯和剪刀。数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

①木杆。细的杆可以通过向下按刀的方式来切割。椴木杆需要川更大的下压力和轻微的锯动作。粗糙的边缘可以用砂纸磨平。

②塑料杆。细的长方形截面可以采用同木杆相同的方法切割。切割的末端可以用砂纸磨平。

③圆形木杆。圆形杆应该采用刀子来进行切割。细杆可以完全切断，但是粗杆首先采取刻痕，然后在切线处折断。粗糙的末端可使用砂纸处理。

④金属线币¨金属杆。小的金属线剪刀可以切割，如盘状的铜芯线。较硬的金属杆需要使用硬质的电工刀，如切割青铜和紫铜管，就需要使用小的钢锯和轴锯箱。

c.钻孔

在建筑制作过程中，有许多地方要在薄板上钻孔。孔可以作为简单的槽n或插槽负担其他部分，它们能够在模型底部为一系列的柱子提供钢性的连接，或者可以穿过一般的部件生成多层地板。

①制作插槽。

②打孔。

③钻孔。d.修剪与裁剪

在制造模型的过程中，在模型I：直接制作切口足I}常有用而切实可行的。

①切割新的开口。以三角形作为基准，利用非常锋利的刀予可以直接在模型上切出精确的开口。

注意：不是利用刀子进行反复地划切，而是一次性切开。

②修剪和装配。小杆可以用剪刀在适半的位置直接修剪，由于这种钳形的动作对精巧的结合点不会产生破坏。将新的部件安装到现自‘模型上时，这种方法有非常高的准确性。

③修剪和修饰。剪刀町以在学习模型上进行有效地快速切割，剪刀对用胶水轻轻黏结上的结合点没有破坏性，并在短距离上能产生整洁、笔直的切口．

④整理连接点。边缘和其他凸出物可以使用刀子修剪、切割或者刮掉。数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

2材料加工法

a.卡纸加工法

制作卡纸建筑模型，一般采川白色卡纸。如果需要其他颜色，可在白色卡纸上进行着色处理。如用水粉颜料进行涂刷或喷涂，以达到所需的肌理；还可以采用不干胶色纸和各种装饰纸来装饰表面。卡纸的加工和组合也十分容易，只需几件切割上具，如墙纸刀、手术刀、单双面刀片、雕刻刀和剪刀等。纸模型各板块各部件的组合办式很多，仟制作上可采用折叠、切割、切折、切孔、附加等立体构成的方法进行制作。

b.泡沫塑料加工法

泡沫塑料质软且轻，极易加工，是制作构思模型和规划的理想材料。密度结构比较粗的发泡塑料，适宜制作构思模型；密度较高的硬质发泡塑料模犁，适宜制作较为精细的规划模型。加工泡沫塑料-般采用钢丝或电热丝锯进行切割，用墙纸，手术刀、锉、砂纸等辅助工具进行修整。用塑料模型制成的模型部件，般用双面胶条或乳胶黏结细合。

c.吹塑纸加工法

吹塑纸可用来制作犀顶、路面等高线和墙壁贴饰等。在制作时，要根据吹塑纸的颜色和表面肌理要求，选择不同的工具。如制作台肌理的屋面，屋顶和路面时，可用美工刀的刀背来做划刻加工处理。

d.装饰纸加工法

装饰纸有仿木纹纸、大理石纸、壁砖纸和各种仿真材料的纸等许多品种，可广泛选择。在加工装饰纸时，应先按装饰面的大小裁好装饰纸。件裁好的装饰纸的背面贴舣面胶条或涂乳胶，对准被贴面的角轻轻固定，然后川手或其他工具从被贴面的中间向外铺平。铺平后，如面上有气泡可用大头针刺透再用手指尖压平。如果装饰面上有门窗，可在贴好装饰纸后用铅笔轻画出门窗洞的尺寸，用钢板尺和单面刀片或手术刀刻去装饰纸，这样就会露出一扇岛窗户。、e.有机玻璃加工法数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

对有机玻璃可以做很精细的加工，烘软后可以弯曲成型，非常适合用来制作弧形的建筑模型部件，如角窗、大窗和遮阳雨篷等。

f.泡沫海绵加工法

泡沫海绵松软、弹性好、透气，是制作行道树、草坪和花坛的理想材料，在制作时，用剪刀或手工刀来修剪所需的形状，一般是剪成球形，锥形和自由形等。在制作成所需的形状后，用颜料染成所需的颜色。3.材料接合法

建筑模型的零部件的组合需要通过一定的接合工艺，才能将它们组合为一个整体。在建筑模型的制作过程中，材料的接合法主要有：

a.铁钉接合法 b.螺丝接合法 c.电焊接合法 d.黏合剂接合法数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

4表面加工法

在建筑模型制作中，对木料、纸料、塑料和金属材料的表面必须做适当的处使之有较整洁美观的外观色彩和质感效果。

a.打磨法 b.喷涂法 c.贴面法 d.清洁法

5.屈折法

在模型制作巾运用屈折工只及技术可以改变材料的形状，无需接驳就可塑成圆柱体、椎体、方体、三角体等形态。

a.纸张的屈折 b.胶片的屈折

数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

6.墙面制作

墙面制作可选用专用墙砖纸、壁纸、卡纸或薄型胶片材料。按立面图尺寸，挖去门窗、阳台部位，用层面排列或连续折面立体构成的方法，裱糊到建筑模型框架上。7.门窗制作

门窗制作是体现建筑模型精度的重要方面，因此十分讲究装饰形式。门窗制作必须根据建筑发计一体图提供的门窗款式，选择合适的材料和技法进行制作。

制作的办法有：

①在建筑模型榧架上用钩刀或刻刀把门窗的中央窗线(含纵横两办面)安『划出来(适合干有机玻璃框架的建筑模型)，再用揉线法把白色料(水粉颜料或粉笔灰)揉进凹人的划痕内，并擦去浮在有机片表面的包料，便能清晰地看列窗线。

②仵墙而纸裱糊后的窗洞上，用已刻划好的极细即时贴线(最好是选择有不锈钢效果的即时贴，贴制窗框窗线。

③用进口的极绌银色麦克笔(0．8 mm针笔)或鸭嘴笔，住墙面纸裱糊后留出的窗洞上绘制窗线。窗线的刻划、绘制或粘贴要注意门窗线纵横两个方向的线条平行、垂直均齐。8.阳台的制作

阳台的制作是一项十分繁杂且工作量极大的工序，有的一幢高层住宅的阳台多达数百个，一个小区的住宅阳台多达数千个。阳台的制作要求整齐统、大小均匀、水平垂直、装饰一致、黏合牢固。数字媒体专业群教学资源库《模型制作》子项目

9.屋面瓦的制作

中式琉璃瓦犀顶与西洋别墅的屋顶均叫采用四种方法制作： ①购买瓦面成品材料制作。②用瓦愣纸制作。③用吹塑板或卡纸折叠。

④用色纸贴双面胶剪刻成细线后平行贴于同种色纸上，再涂上502胶水。便具有凹凸起伏、闪闪发亮的瓦面效果了。

10.屋顶天台及隔热层制作

屋顶天台及隔热层是建筑模型上部直接暴露于视线的部位，在人们的视觉中占有很大的位置，因此其色彩、装饰方面要注意作适当处理，防止屋顺出现灰、平、板的局面，而影响模型的整体效果可以采用以下方法改善：

①屋顶或隔热层上粘贴发泡方格浅色墙纸或可用方形几何格纸或描图纸喷涂透明的水彩色。

②比例较火的模型，可用钩刀或刻刀在屋顶天台和隔热层上勾刻方格后再用与整个模型色彩协调的浅绿、浅蓝、粉红等白喷漆喷涂，使其具有凹凸立体感。

③任灭台上还可以适当用草皮纸、太阳伞、游泳池、蓄水池、电梯间、灭棚等进行装饰。

3.教学小结：

引导学生认识模型制作的详细步骤，培养学生在制作模型时的熟练程度，以及面对各种设计方案的针对性制作方法。

建筑模型制作教案篇2

12月25日, 四川省泸县建筑职业中专学校 (以下简称“泸州建校”) 首届建筑模型制作大赛在运动场举行, 展出了经过层层选拔的近百件建筑模型作品, 吸引了2000多名师生驻足观看。解说的同学向评委和师生们详细介绍了作品的设计理念、创作过程、结构特点和创意特色, 参观师生还现场进行了“我最喜爱的建筑模型作品”投票环节, 场面热烈壮观。

“这次建筑模型展示活动太精彩了, 大大开阔了我们的眼界, 丰富了我们的专业知识, 学到了很多在课题上学不到的知识。”14秋装饰1班的陈翰林同学参观建筑模型时说。

建筑模型是建筑与艺术的完美结合, 它的制作不仅仅是简单的手工实践活动, 更是一种专业知识的运用和积累。通过大赛, 为建筑专业学生提供了一个展示自我才华的平台, 锻炼了同学们的创造思维和动手能力, 提高了审美情趣, 对推动泸州建校校园文化的多元化发展具有重要意义。

“同学们组成制作团队, 查阅了相关技术规范, 精心设计方案, 绘制图纸, 选择合适材质, 对细节精雕细琢, 将专业理论知识运用到实际, 锻炼了专业技能, 尝试了团队协作的快乐, 激发了专业学习激情。”泸州建校谢崇碧老师介绍。

近年来, 泸州建校在深入实施“鲁班文化·工匠精神”的办学实践中, 推出了鲁班技能竞赛、建筑模型制作大赛、建筑文化协会三个校级建筑品牌活动, 学生参与泸县、射洪等地的农村产权改革, 组织师生参加全国中职技能大赛, 探索以专业的品质提升校园文化活动内涵, 突出校园文化活动的专业指向性, 引领专业建设创新发展, 取得了良好效果。

建筑模型制作教案篇3

【关键词】识图能力；建筑模型；空间想象

0.引言

《建筑识图与构造》课程是高职院校建筑类专业的专业主干课程之一，它所培养的施工图识图能力是建筑类专业学生专业基础技能。通过建筑识图和建筑构造基础知识的学习，主要培养学生表达、阅读和绘制建筑工程图样的能力，为后续专业课程的学习打下良好的基础。房屋建筑施工图是工程技术界的语言，建筑设计人员所有的思想、意图都通过图纸来传达给建筑施工人员。建筑施工人员也要通过图纸来理解设计人员的意图。凡是从事建筑工程的设计、施工、管理的技术人员都离不开施工图纸，是建筑工程项目施工与管理的主要依据。

随着高职教学改革的不断深化，教高[2006]16号文件中明确要求高职教育要加大课程建设与改革的力度，增强学生的职业能力，改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体。建筑工程图纸的识读教学方法虽在改革中取得了一定的成果，但在实际教学中仍没有得到大的突破和改进，教学改革要求我们不断探索行之有效的教学方法来适应高职学生的认知规律的变化。

1.施工图识图能力培养教学现状

近年来，从全国范围来看，各高校在建筑识图教学改革都进行了大刀阔斧的改革。虽然都引入了项目教学法，注重学生动手实践，一些相应的课程也做了整合，冠以“……学习情境”，但实质上未对教材内容进行有机整合，仍处于原来的知识理论体系来编排课程内容。很多院校在教学中插入了一周的实训环节，或者引入实例工程图纸进行训练。但在教学中还是传统的教师教学生学的教学方法，学生在施工图的识图过程中从二维施工图建立三维立体感的认识过程还是比较困难，空间想象能力的培养的教法单一，不能满足高职教育要求。再加上高职教学大多采用了“2+1”教学培养模式，大大缩短了学生在校学习理论的时间。因此，高职识图能力的培养中对空间想象能力的培养课时相对紧张，需要探索简单易行的空间想象过程。

在实习生顶岗实习巡查指导中，我们发现很多建筑类专业学生顶岗实习时还不能全面识读施工图，识图能力在刚刚走上工作岗位时还不能适应工作岗位的要求。在学院大力推行“驾证式”考核的教学改革下，我院《建筑识图与构造》课程经过几年来的探索实践，明确了融“教、学、做”于一体的项目化课程教学模式。课程教学打破了传统的知识传授型教学模式，突出了学生识图能力的培养，拓展了学生的职业能力。精心组织教学内容，合理优化，精讲多练，在传统纸质教材和课堂教授的基础上，充分利用多媒体手段拓展知识面，教学中采用多媒体课件、现场图片、动画课件、视频录像的方式将复杂的制图知识及构造工艺进行形象化的表现。其次，充分利用建筑实体模型演示，学院1：1构造模型现场教学等方法，便于学生理解，取得了较好的效果。但随着近年来高职学生情况以及学生数量的不断变化，原有的教学方法已不能完全适应学生认知规律的变化，急需探求多种教学方法来适应目前的高职教学模式，提高教学效果。

2.施工图识图与模型的结合

建筑模型制作是把平面的设计转化为真实的立体三维空间或四维空间的设计和艺术创作过程。模型在建筑设计行业中是不可或缺的一种表达方式。建筑设计师的创意设计要通过模型来展示给非专业人员。相比建筑施工图而言，建筑模型具有更强的空间立体感，更能很快为学生理解和接受。

施工图识图过程就是将二维设计平面图转换为空间立体的过程，无论在施工现场还是在工程造价的算量过程中，技术人员必须运用一定的空间想象能力，读懂按照一定的制图规范绘制的二维平面图纸。高职学生中大多数都是从普通高中升学的学生，对本专业空间想象能力的培养锻炼的实践很少，要想在短时间内实现空间想象能力以及建筑专业知识的共同结合难度较大。因此，很多学生在识图过程中并不能很好的理解图纸的形成，更不用提识图过程了。在教学中我们也尝试了多种教学方法，如运用三维动画课件模拟施工图的形成过程。虽然比较形象，但是虚拟课件与实物毕竟有较大的差距。

我们在建筑构造的教学中引入了小型建筑构造模型的制作，发现模型的制作过程正好是由二维图纸转换为三维立体的过程，与施工图识图理解的过程不谋而合。由于学校除实训馆外，我们不能找到真正的建筑实体制作现场。所以在课堂教学中引入模型，按照一定的比例，将施工图中的实际尺寸按比例缩小，从而实现将二维施工图中需要对照识图的第三个尺寸在实体模型中展示，实现建筑施工图纸的识读及模拟应用过程。本法作为提高施工图识图能力的辅助手段，发挥了学生在校期间学习的积极性、主动性和创造性，激发了学生对专业实践的兴趣，寓学于乐、融学于做中。尤其是在空间想象能力的培养上，省去了繁琐的空间想象思维引导过程。

3.模型制作与施工图识图相结合教学法的实施

3.1设置专业选修课程作为实践探索

为使建筑模型与施工图识图能结合起来，我们开设了《建筑识图与模型制作》课程作为建筑类专业选修课作为教学实践。

3.2课程教学实践开展

3.2.1精选施工图纸

图纸的内容不宜过难，因为学生为刚接触建筑专业的初学者，对建筑的理解和施工做法的认识较浅。过难的图纸对于未接触过建筑模型制作的学生来讲在模型的制作过程中不利于发挥，更容易使其丧失耐性，适得其反。故在图纸的选择中，我们精心选择了学生较易理解和接触比较多的简单独院式多层住宅楼作为训练项目。

3.2.2设置训练和考核项目

在实践过程中，我们设置了建筑平面图识图和单层建筑模型制作、建筑立面图识图和立面模型制作、建筑施工图识图与整体模型制作。通过认识建筑模型制作的材料和工具等基础知识，学生理解了什么是建筑模型制作。通过各层的平面图与该层的建筑模型制作，熟练掌握建筑平面图的图示内容，培养如何从平面图转换为三维立体的过程空间想象能力。通过建筑立面模型制作，熟练掌握立面图和建筑详图图示内容，从模型细部处理培养读图能力、简单色彩搭配处理能力及耐心。最后，基于前面两个项目的训练，通过图纸的对照识读，完成全套施工图的识读，小组合作完成建筑整体模型的制作，作为课程的考核项目。旨在培养学生对全套建筑施工图的识读能力，建立各类建筑图的整体协调性。

3.3教学方法的推广

通过模型制作的实践，学生改变了传统的枯燥的空间想象能力的培养方法，如识读和绘制组合体三视图训练，建筑施工图的形成动画模拟等，同时锻炼了学生的创新能力，提高了学习兴趣，培养了相互协调的团队协作精神。

为此，我们在《建筑识图与构造》课程的教学中，大胆引入了建筑细部构造模型制作项目，配合建筑构造教学，进一步服务于建筑施工图识图教学。通过细部构造模型的制作过程，让学生理解建筑细部构件的施工工艺过程，掌握构造层次。对照模型与图纸，从模型制作的过程体验构造的形成过程，更好地理解了建筑构造，变模型展示教学法为模型形成操作教学法，更好地发挥了模型在建筑识图过程中的应用，符合高职学生好动手不爱理论学习的认知现状，提高学习兴趣。

4.结论

教学实践证明，建筑模型的制作在建筑施工图识图教学中的实施受到了学生的认可，符合从二维图纸到三维立体的空间想象过程，对提高学生阅读施工图识图能力有较大的帮助。作为《建筑识图与构造》课程教学的教学方法之一付诸教学实际收效明显。此教学方法锻炼了学生的实际动手能力，符合高职学生能动手，不爱学枯燥理论的认知情况，在模型制作实践中通过小组成员相互协调，有助于帮助学生树立建筑施工行业小组分工的团队意识，同时还锻炼了学生的创造性思维和耐性。

【参考文献】

[1]金梅珍，吕淑珍，张正平.高职课程项目化教学及“驾证式”考核探索—以“建筑识图与构造”课程为例[J].江苏经贸职业技术学院学报，2011（2）.

[2]黄正东.建筑施工图绘制与识读教学中学生应用能力培养研究[J].黄冈职业技术学院学报，2011，13（3）.

[3]张颂娟，王旭东，刘丽.基于工程实例的高职建筑工程识图能力培养实训研究[J].辽宁省交通高等专科学校学，2009，11（5）.

桥梁模型制作教案篇4

小学科学教科版六年级上册第二单元《形状与结构》的第八课《设计建造我们的桥》。

二、教材分析

本课是本单元最后的一课，综合性很强，是科学教育和技术教育相结合的课，学习内容包括了自主开放的探究过程、设计过程、制作过程，学习过程还延伸至课外。课文一开始就以任务导入——“用我们学到的形状和结构的知识，设计建造一座我们自己喜爱的桥”，接着提出用简单的材料进行建造，调动学生的积极性来建造桥的模型。

课文分为三部分，第一部分是研讨设计桥要考虑哪些问题，提示了三点：桥能承重，不能弯曲；考虑材料的特性；选择形状和结构。第二部分是设计和制作桥的模型，课本出示了一份桥的设计方案表格，内容包括了“结构说明、需要材料、简图、步骤”等，目的是为了引导学生去指定方案。第三部分是评价桥的设计和制作，课文对怎么介绍桥给出了6点的内容，设计设计过程、制作过程、结构知识等。通过本课是对整个单元的学习做一个总结。

三、教学对象分析

桥梁对于六年级的学生来说是日常生活中所容易观察的建筑，并且经过前一个课时的学习，学生对桥梁的结构原理有了基本的了解，因此在这些的基础上能利用简单的材料自行设计并把设计的桥梁建造出来。

四、教学调整

建造桥的材料有很多，既然提出要“建造自己喜爱的桥”的话，学生的注意力和兴趣往往在桥梁的外观、美化上，设计桥梁的时候不会主动进行深层次的思考，经常容易忽略了设计桥梁时需要考虑很多的因素，其中最重要的是材料的特性和数量、桥梁的形状和结构等因素，并且在后期制作过程中，不同的材料的链接方法是多样的，例如书上出示的塑料吸管的连接就较为复杂，如果在课堂上完成制作过程的话就浪费了时间。

基于以上的理由，本人在教学设计中规定让学生选用常见而又容易组合、连接的材料——报纸来设计建造桥。纸容易裁剪，具有强大的可塑性，不会限制住学生的思维，而且大大缩短了建造时间。

要注意的是，学生如果已经对如何设计“模型”中要有具体的尺寸、材料的数量等可操作性设计因素有一定的了解，教师就不用花费较多的时间引导学生进行设计，可以把两个课时压缩成一个课时；如果学生的设计能力基础较差，教师要在学生设计前给予充分指导，在小组汇报时利用组间评价及时引导学生完善设计，因此还是需要两个课时的安排，第一个课时设计，第二个课时制作。

注：新版的教科版教材则把此课改为《用纸造一座“桥”》，要求学生在规定时间里（比如20分钟），用纸造一座有一定大小和载重能力的桥。

五、教学思路

创设一个“东风小学桥梁建筑师”考场的情境，提供三项考试给学生，这三项考试分别是口试——说出图片中的桥梁运用了哪些形状与结构的知识、笔试——综合运用所学的形状与结构知识和经验设计符合要求的纸桥、操作试——根据设计图建造纸桥，这三关就是依照教学环节的推进而展开的，难度也不断在提升，让学生的思维和操作有效的结合在一起。

整个教学环节的流程如下：创设情境、确定研究问题、思考重要影响因素、绘画设计图、操作，其中设计和制作过程中都包含了评价与修正、反思。

六、教学目标

【科学概念】

1、设计和建造纸桥的时候，根据造纸桥的要求综合考虑多个因素，如纸的特性和数量、纸桥的形状和结构等。【过程与方法】

1、经历设计、制作、介绍交流的过程，体会设计的重要性，增强动手能力，提高评价能力。

2、能应用形状结构的知识及经验设计和制作符合要求的纸桥。【情感、态度、价值观】

1、在设计和建造过程中乐于动手、善于合作、不怕困难。

2、在交流和评价过程中能尊重他人、认真倾听、敢于发表自己意见。

七、教学重难点：

1、教学重点：设计纸桥的时候要根据建造纸桥的要求综合考虑多个因素，如纸的特点和数量、纸桥的形状和结构等。

2、教学难点：应用学过的形状与结构的知识、经验设计符合要求的纸桥。

八、教学时间：

1~2课时。（根据学生的情况进行调节）

九、教学准备

1、教师：有关课件（包含制作要求和纸桥的图片），纸桥模型。

2、学生：建造纸桥所需的工具（如剪刀、胶水、透明胶、钩码盒、钩码），设计纸桥的实验表格，每组4张8开的报纸。

十、教学过程

十一、教学板书

设计建造我们的纸桥

要求：实用、能承受4个钩码

下期模型火箭制作教案篇5

第一节

概

述

模型火箭的设计和制作是研制模型火箭的两大支柱。模型火箭制作分单件制作和批量制作，前者多为个人行为的手工制作，后者则由厂家采取模具和机械加工；前者用料多为纸板、木料和塑料板；后者主要使用纸张和塑料制品。

一枚制作精良的模型火箭，不仅是一件得心应手的体育用品或科普器材，而且也应是一件可供欣赏的精美工艺品。这就要求制作者除具备有关模型火箭的设计和制作工艺知识外，还应具有艺术鉴赏、艺术创作和实际操作能力。

上一章，我们在讲解模型火箭飞行原理的基础上，介绍了模型火箭的零部件设计方法；本章将着重介绍手工制作单件模型火箭的材料、工具和具体零部件的加工方法。

第二节材料和工具

一、模型火箭的常用材料

根据《FAI 运动规则，4d部分，航天模型》规定，用作模型火箭的材料必须是非金属，除发动机的卡钩外，不得使用任何金属材料及其制品。

(一)纸和纸板

纸是一种由植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或它们的混合物组成的均匀柔软薄片；具有较高挺度的某些纸则叫做纸板。

用来零星制做模型火箭的主要是折叠盒纸板，它具有良好的耐划性和折叠性能；此外还有折叠盒白纸板和涂布折叠盒纸板，这两种纸板都有良好的印刷性能，并可以刷涂料。纸板可以制做头锥、箭体筒段和尾翼，尤适宜于制做箭体筒段(纸管)。纸适宜于用卷管机进行批量生产，常用的纸有铜版纸和牛皮纸。

(二)轻木

轻木是一种具备轻质量和高强度的木材，尽管其密度不是最低，但其强度却相当高，即具有较高的比强度(物质的强度与其密度之比，单位：焦耳/千克)。轻木有良好的加工性能。因此，长期以来，轻木一直是制做模具(木模)的基本材料。同样，轻木也是制作模型火箭尾翼和头锥的好材料。

国内用作模型火箭的轻木主要有泡桐、杉和红白松等。商家通常将木料裁成不同厚度的板材供应。

(三)塑料

塑料是具有可塑性高分子的化合物。工程上常用的塑料有热塑性和热固性两类，热塑性塑料具有遇热熔融、冷后变硬的特点，并且这一过程可以反复多次，因此很适合用来制做模型火箭。ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚氯乙烯、聚苯乙烯等都是热塑性塑料，商家有板材供应。其中，ABS塑料具有良好的综合性能、容易加工、尺寸稳定，是制作模型火箭的常用材料。而ABS板则是手工制作箭体筒段和尾翼的好材料。

(四)复合材料

最常用的复合材料是玻璃钢，它是以玻璃纤维或玻璃布浸渍环氧树脂缠绕或敷设而成的制品。大尺寸的模型火箭常采用玻璃纤维或玻璃布浸渍环氧树脂缠绕而成。另一种复合材料是碳纤维(布)/树脂，即以碳纤维或碳布浸渍树脂缠绕或敷设成的制品。

二、制作模型火箭的常用工具工业上制做模型火箭有专用机器和工具。

对于手工制做模型火箭的爱好者来说，可以参照航空模型选用加工工具。常用工具有：工作台板、30模型刀、45模型刀、折断式壁纸刀、手锯、钢丝锯、什锦锉、微型台钻或手钻、直尺、圆规、砂纸、胶纸带、502胶、毛刷等。

上述工具可以根据需要选用。

第三节模型火箭结构和制作

图4.1所示为典型的模型火箭结构，它的特点是结构简单，而且飞行速度较快(相对于航空模型)。因此制作模型火箭必须认真细致，火箭总体必须做到轴对称，表面光滑。为此，模型火箭的各零部件必须精细加工，例如4片尾翼应做到形状、大小、厚薄一样，而且必须相对火箭轴线对称均布。否则，火箭飞行轨迹会发生偏离。另外火箭的质心位置应尽可能地靠前，以便使压心在质心的后面，保证火箭稳定飞行。所以，对于头锥，可以选用密度大一点的材料；对于尾段和尾翼，则应选用密度小一些的材料，且厚度要尽可能地薄。

图4.1 典型的模型火箭结构

一、箭体筒段

箭体筒段(筒体)是模型火箭的主要零件，它支撑、装载着模型火箭的其它零部件，其外径即模型火箭的直径。通常使用铜版纸或纸板制做箭体筒段。工业生产箭体筒段以纸为原料，用卷管机卷压成型，或螺旋卷绕，或平行卷绕；手工生产则多通过芯模将纸或纸板卷制成型(图4.2)。此外，也可用轻木片卷压成型、用玻璃布或玻璃纤维缠绕/浸渍环氧树脂成型。但目前市场上大量销售的箭体筒段多采用薄壁塑料管材，直径较大的箭体筒段则采用玻璃纤维/环氧树脂管。

图4.2 纸管成型工艺

正式比赛用模型的箭体筒段常采用玻璃钢或碳纤维/树脂制品。

四凯模型火箭公司生产的箭体筒段外径有以下几个规格：φ

19、φ

22、φ

35、φ90毫米等。

二、头锥

工业生产头锥，通常采用塑料，以注塑或吹塑成型法制造，其尺寸精确，表面光洁。手工制作头锥可采用轻木块车旋或削制而成，或以纸板制作。用纸板制作，型面难以做到卵形，通常只能做成圆锥形。头锥应有一段圆柱，圆柱外径略小于箭体内径，以便将头锥的圆柱插入箭体筒段的前端(参见图4.1)。木制头锥应以砂纸打磨光滑，以利减小气动阻力和便于喷涂涂料。

三、尾段

尾段是用来安装发动机和尾翼的。但手工制做模型火箭时，最好将尾段与箭体筒段做成一体。尾段一般采用塑料，以注塑方法制造，但应设法使壁厚尽量减薄，以免尾段质量过大，使模型火箭质心后移。工业生产的尾段可以做成船形，即其底部直径小于箭体筒段直径，这样有利于减小底部阻力。

四、尾翼尾翼是用来稳定模型火箭飞行的，一般采用3或4片尾翼，且其中性平面应通过火箭轴线，并对称、均匀分布于尾段周围。工业生产尾翼一般采用塑料压制或注塑成型。手工制作尾翼可以采用轻木片、纸板或ABS塑料片，划线后用模型刀或壁纸刀切割，注意：各尾翼大小、厚薄应一致。由于希望模型火箭的质心在压心之前，因此要求尾翼尽可能轻。而纸板的密度较低，但刚性小；轻木密度也低，刚性比纸板好，而且可以削制得很薄，气动阻力小，因此以轻木制做尾翼最佳。木制尾翼应注意木纹方向与尾翼前缘平行，以便增加尾翼强度，延长使用寿命(图4.3)。除纸尾翼和光滑塑料外，尾翼表面应以砂纸磨光，并使其前缘打磨成圆弧形，后缘打磨成刀口状(即机翼横剖面呈流线形)，以利减小气动阻力，参见图4.4。

图4.3 尾翼木纹方向

图4.4 尾翼剖面

五、发动机固定架图4.5 发动机固定架

发动机固定架的作用，是使安装在箭体筒段内的模型火箭发动机得以固定，确保模型火箭在发射、飞行和回收过程中，发动机不会脱离箭体。由于常用模型火箭发动机的外形基本相同，而模型火箭直径各不相同，为便于更换发动机，所以需要采用发动机固定架。固定架通常由套管、固定环和卡钩组成(图4.5)。套管和固定环一般采用纸板制作，套管长度通常为发动机长度的70％左右，视发动机后端伸出套管的长度而定。一般地，发动机安装后应露出10~20毫米，以便更换。固定环的宽度应尽量小，以减轻其质量。采用尾段的模型火箭，尾段本身就含有套管和固定环。如果没有尾段，而箭体筒段内径大于18毫米，将套管(视情况带或不带固定环)以502胶固定在筒段后端，注意筒段端面与套管端面平齐。如果筒段内径为18毫米，等于发动机名义外径，则可在筒段后段两尾翼间的侧面安上卡钩，发动机即可直接置于筒段内。卡钩一般做成两端折成90°的小钩，钩长约4毫米，卡钩的两钩之间的长度等于发动机的长度加1~2毫米，参见图4.5。

六、导向管

导向管又叫做发射管，通常采用纸管制做，其尺寸见第三章第三节五小节。粘接导向管时，一定要注意导向管与箭体平行；如果采用两个导向管，则一定要保证两个导向管位于同一直线上，粘接时可以用一根平直的导向杆定位。这一点非常重要，否则，可能发生一个导向管套上了，另一个套不上；或者，虽然都套上了，但火箭在导向杆上运动时会因二导向管稍许错位而发生颤振，火箭出杆后会发生翻滚现象。发射架的导向杆的平直度也至关重要，它也会影响火箭起飞和飞行的稳定性。

对于如图3.26所示的带有大直径载荷舱的模型火箭，其导向管不能直接粘接在箭体筒段上，在筒段与导向管之间应增加一个矩形支座，以便导向管内侧面与载荷舱外柱面相切，确保火箭在导向杆上自由运动。

如果采取导轨式发射架，则不需要导向管。

七、回收装置

常用的回收装置是降落伞，是用来使模型火箭缓慢降落的装置，以减轻火箭接触地面时的撞击力，延长火箭的使用寿命。降落伞由伞布、伞绳和弹性绳组成。一般的高度和留空模型采用塑料薄膜（如一次性餐桌布）制做伞布，按设计要求剪裁；然后以压敏胶纸粘接伞绳；最后按设计要求将伞绳与弹性绳连接在一起。对于大型模型火箭，最好用薄丝绸或尼龙绸做伞布，伞绳与伞布以针线缝合牢靠。

剪裁降落伞伞布的方法如下：取正方形伞料，以其对角线的交点为尖点，对折、再对折、┅┅，叠成8角、16角形；或者对折后，再3折，而后对折、再对折、┅，叠成6角、12角、24角形；以最短折叠边为半径，以尖点为圆心，用剪刀剪去边角，展开后就得到所需要的降落伞布。

伞绳采用不易打结的涤纶线绳，或以压敏胶纸粘贴，或以线缝（绸或尼龙伞），比赛用降落伞的伞绳最少为3根，多不限。

第四节模型火箭组装和装饰

一、模型火箭组装

（一）安装尾翼

如果有尾段，先将尾段粘502胶插入筒体后端；然后将尾翼插进尾段的翼槽中，注意：尾翼后缘(或最后点)应在垂直火箭轴线的同一平面内。最简单的校验办法是：将火箭直立在工作台板上，用三角板的直角边检查，看它是否与台面垂直。经过校正后，以502胶固定之。

如果没有尾段，则尾翼直接粘接于箭体筒段上。为保证尾翼中性平面通过火箭轴线并均布于箭体周围，可采取以下方法粘接尾翼：

首先等分箭体筒段后段，已知筒段外径为2R，若3等分筒段，则以 R量取；若4等分筒段，则以 R量取。或以下法等分筒段：

以一纸带卷于箭体筒段后段一周，在纸带未重叠的一段(其长度等于筒段周长)内，按尾翼数均分之(3等分或4等分)；然后再卷到箭体筒段后段上，在筒段上标上等分标记。

参见图4.6，在箭体筒段上划出粘接尾翼的(与筒段轴平行的)直线。

在工作台板上以圆规画若干同心圆，最小圆直径等于箭体筒段外径，按尾翼数，将圆分成3等分或4等分，通过圆心画等分线，并适当延长。

将箭体筒段立于工作台板上，使筒段与最小圆周重合，并且使筒段上的等分线与工作台板上的等分线相对应，将尾翼根部和后缘分别对准筒段和工作台板上的直线，以502胶在翼根处粘接尾翼(图4.7)。如果尾翼为大后掠角，尾翼后缘超出筒段后端面，则应于筒段内套一圆柱体，使筒段后端面抬高到尾翼后缘超出的距离，然后如前法粘接尾翼。为了加强尾翼的粘接强度，可于尾翼根部与筒段结合处涂一点快干胶，待干后，将其修整平滑。为了减少筒段与尾翼间的气动干扰，在翼根与筒段接合处，充以填料，并打磨成光滑的圆弧状；或以截面呈圆弧形的长条(长度等于翼根弦长)粘贴于翼根与筒段接合处，参见图3.29。

图4.6 在箭体筒段上划线

图4.7 在工作台板上安装尾翼

（二）安装回收装置和头锥

将降落伞上的弹性绳较短的一头系在头锥上；另一头贴在2.5×40毫米的医用胶布上，并用订书钉将弹性绳与胶布订在一起；然后将胶布贴到箭体筒段内壁面，胶布最外端距筒段端面约40毫米。

将降落伞按要求折叠(详见第六章第二节)后，置于箭体筒段内。将头锥的圆柱段插入箭体筒段。

二、外表处理和装饰

虽然各零部件在制做时都进行了必要的打磨和清理，但在组装过程中难免会沾上灰尘和异物，在装饰前应该进行一次清理，必要时还要打磨。如果发现在非分离部位有缝隙，应以填料涂抹后再磨光。

表面清理后，即可进行装饰，自制模型火箭一般需要喷涂涂料，如果有塑料件，不可使用硝基涂料，最好使用油漆。颜色根据个人爱好选择或进行调配，但应做到美观大方，色泽协调。底层最好喷涂白漆，如果漆干以后，色泽不匀，可适当打磨后再喷涂一层白漆。待干后，喷涂色漆，如果以多种颜色组合，则应先涂浅色漆，而后涂深色漆；喷涂第二道漆时.应将第一道漆用纸包裹住。每次涂漆，都应待上一次漆干以后进行，并视情况，确定要不要进行打磨。有条件时，最好使用带喷枪的漆筒进行喷漆。如果制作者有绘画才能，可以在白纸上绘制图案，贴在箭体适当位置，然后罩一层透明涂料（清漆）。

模型火箭的发射和飞行

第一节

概述

模型火箭发射是模型火箭飞行的第一步，发射不了的模型火箭就谈不上飞行，发射需具备一定的条件，包括场地和发射设备等。

设计并制作完毕的模型火箭，需要进行飞行试验，以验证火箭设计的正确性和制作工艺的好坏。在确定模型火箭方案时，最好先用纸，制作一个简单的模型进行试飞，以验证模型设计的可行性，然后进行模型正式设计。设计时应该估算模型的质量，确定模型的质心和压心位置。根据设计图纸进行选材、制作。对制作好的模型应称重和测质心，以了解制成的模型与设计的模型之间存在的差异，并尽可能设法消除它们之间的差异。

对已经检验的模型火箭进行实际试飞，以了解其飞行性能。如果试飞结果不佳，则应查找原因，排除不利因素后，再行试飞。在飞行稳定的基础上，再设法减轻模型质量，以提高模型的飞行高度，但是必须保持模型的质心与压心相互位置的正确关系。

下面主要介绍发射模型火箭前的准备工作、发射程序，以及现场出现故障时的处理方法。

在这里，我们还需要特别强调一点，就是要十分重视模型火箭发射和飞行的安全问题。

第二节发射准备

一、发射场地

发射和飞行模型火箭必须要有发射场地。选择发射场地是很有讲究的。

一般的发射和飞行需要选择一个开阔的场地或草坪，如操场、足球场，但要远离大树、电力线、高大的建筑物，而且发射场地不能有干枯的植被和堆积的易燃物，尽量避开飞机和其它飞行器飞行的空域。发射区的大小，视飞行项目、使用的发动机总冲大小和回收方式而定。对于采用C型以内的发动机的模型火箭，场地较大时可选用降落伞回收，场地较小时宜采取飘带回收；对于助推或火箭/滑翔机则要求场地足够大。此外还要考虑风向的影响，最好选在一个无风或者微风的天气，这样外界对于模型火箭的飞行影响会小一些。另外，火箭发射方向应逆风，以免降落时飘得太远。

图6.1 发射场示意图

比赛用的发射场地，应该符合国际航空联合会颁布的有关规定。要求足够大的场地，以便划分出发射区、准备区、回收区、跟踪观测区和观看区等(图6.1和6.2)。最理想的比赛场地是类似高尔夫球场那样的开阔草地。

准备区和发射区处于观众区和回收区之间，以保证模型火箭的飞行轨迹不经过准备区和观众区的上空。发射区应避开树木、电线和高大的建筑物，它是运动员发射模型的专用场地。观看区是供观众及裁判观看比赛的场地，应避免朝阳以利于观察。在准备区为模型火箭的发射做最后的准备，在此将回收系统和发动机组装到位。准备区应与发射区相邻并保持一定的距离。回收区是模型火箭要降落的区域，应尽可能地大。

A-标准发射架;B-控制台;C-预埋电线;D-安全审核;E-成绩统计;F-准备区;G-观众席;H-发射场办公室;I-机房;J-中心电台

图6.2 标准的模型火箭国际赛场

二、发射架

发射架是支持模型火箭并且引导其按规定方向飞行的装置。导杆式发射架除了底座和导向杆外，还有一个导流盘。它用来防止发动机工作时产生的高温燃气烧坏发射架下的塑料件和附近的易燃物。发射架的3个支脚应能保证发射架和模型火箭有足够的稳定性。图6.3所示为常用的导杆式发射架。

发射时可以根据风力及回收场地的大小适当调整导向杆的方向，使模型火箭迎风发射，这样可以减小回收的距离。发射装置的朝向应在与垂直线成30°的半倒锥角的范围之内变化，以避免横向发射，危及地面的目标。

图6.3 导杆式发射架

一般情况下，要使用专业厂家生产的标准发射架。如果发射小形模型火箭，发射者可以使用直径为4毫米的金属杆插在木块上与地面构成一个简易的发射架，导向杆长度不小于700毫米。导向杆应该光滑而且笔直，以模型火箭上的导向管套入后能自由滑动为宜。如果导向杆不直，就有可能影响火箭出杆后的飞行稳定性。发射前还应该检查一下火箭的导向管与导向杆的配合，将火箭置于发射架上，以手指轻轻抓住火箭筒段前端，沿导向杆向上提拉，检查移动是否顺畅，是否有阻涩现象。如果导向杆生锈，需用砂纸打磨光滑，再用软纸擦拭干净。

发射架除常用的导杆式发射架外，还有导轨式发射架、发射塔等。导轨式发射架用三根或四根金属圆管作导轨，内侧面分布圆略大于箭体直径，箭体不需要导向管（图6.4）。这种发射架适合用于正式比赛，也可用于发射大型模型火箭。

发射塔是依据真实的火箭发射塔缩比设计而成的，配上模拟发射控制台就能使发射者产生身临其境的感受。它更适合于在游乐场等地方使用。

三、发动机在模型火箭飞行前，应该先从厂家提供的发动机系列中挑选适合该模型火箭的发动机，对于正式比赛则应该根据有关规定选用发动机。选择发动机的基本参数是，发动机的总冲的大小和延时时间的长短。延时时间的长短要使火箭惯性飞行至最高点时，其延时剂刚好燃烧完毕，弹射剂及时打开回收装置为宜。

模型火箭的飞行高度在很大程度上取决于发动机的总冲大小。模型火箭发动机的类别就是根据发动机的总冲来区分的。对于大多数模型火箭爱好者来说，合适的发动机，是根据发射者试飞自己的火箭来确定的。当然，在试飞以前，发射者应根据自己箭体的质(重)量、性能，选择适当类别的发动机，必要时应进行高度估算。

一般情况下发动机是放在塑料袋内密封储存的。不使用时别开封，更不要使发动机与水或者其他液体接触，以防止受潮而失效。

四、回收装置

根据《模型火箭安全规则》，模型火箭必须带有回收装置，以确保其降落的安全性。通常情况下，所使用的回收装置是降落伞和飘带。

对于降落伞，大家都很熟悉。模型火箭上使用的降落伞一般是圆形或正多边形的，市售降落伞多呈六角形，六个角上分别系有伞绳。降落伞的伞面多为塑料薄膜或丝绸。

图6.5 降落伞的折叠方法图示

现在，我们介绍一下，装伞的方法。装伞前，先要在筒体内塞入一个棉纸团(充当阻燃物，以防止高温燃气将降落伞烧坏)，其松紧程度以刚好堵住箭体筒段的内孔为宜。一般市售模型火箭的降落伞，可按图6.5所示步骤进行折叠，最后在折叠成圆柱状的伞端，包上一小块棉纸，再装入筒体内。为确保降落伞顺利推出筒体，可于绵纸团和折叠好的降落伞外，撒上适量滑石粉。对于参加比赛用的降落伞，一般面积较大，所以更应注意其折叠方法。以6根伞绳的降落伞为例：以伞心为顶点，以一伞绳接点与伞心连线为一边，折叠平整；以相邻伞绳接点与伞心连线为另一边，折叠平整后，对折覆盖到上面；再以其相邻伞绳接点，与伞心连线为一边，折叠平整后，再对折覆盖到上面；照此顺序折叠，折成斜三角形；然后参照图6.5的第二步，沿伞半径方向折成3或4叠，再卷成圆柱状；只是伞绳不要绕在伞外，而是将卷成圆柱状的伞的无绳端，用阻燃软纸包住后，装入箭体筒段；最后将伞绳以波浪形放入筒体内。比赛时, 为了延长留空时间，可将弹性绳的连接点固结在箭体筒段的质心处（外表面），使之水平下降。以延长留空时间（图6.6）。

飘带式回收装置较降落伞受气流的影响要小，而且降落速度快，回收的半径也要小得多。一般情况下，将飘带折叠成圆柱形装入筒体内。同样道理，需要塞绵纸团和在折叠好的飘带外包一小块绵纸，并撒上适量滑石粉。比赛时，为了延长留空时间，应该注意飘带折叠方法，一般折叠成锯齿状或弓形(图6.7)，弓形是在锯齿形基础上，再沿锯齿中间折叠一下就成。与降落伞留空模型一样，飘带的弹性绳连接点，也要固结在箭体筒段的质心处（外表面），如图6.8所示。

6.7 飘带的折叠方法

此外，需要注意的是：降落伞长时间装在箭体内容易老化变硬，造成折痕，在装伞前有必要用滑石粉对降落伞进行揉搓，以减少折痕的产生。

五、点火系统

点火系统包括点火装置(电点火头)和点火控制装置。根据使用场合和发射方式，点火控制装置有如下几种形式：点火控制器、齐发发射装置、发射控制仪和模拟发射控制台等。其主要作用是引燃电点火头，使发动机正常点火、工作。

点火控制器是最常用的单发点火控制装置，由电源(5号电池4节)、导线、安全键、通路指示灯和按钮等组成。点火控制器的使用方法是这样的：发射前先拔下安全键，由发射者保管；将控制器的导线与电点火头的导线连接好，然后待所有人员撤离后，将安全键插入控制器的插孔，电路指示灯亮，表示线路已经接通，可以点火发射了，按下按钮即可。如果电路指示灯不亮，则应该逐项检查电池是否安装到位、电线是否接触良好、点火头是否接通等等。如果电路系统正常而不能点火，则应该更换点火头。还有一些应该注意的问题，我们将在“安全检查”部分讲解。点火控制器的优点是体积小，便于携带，操作简便，适宜于野外单件操作。

齐发发射器是一种可同时发射多枚模型火箭的点火控制装置。它由电源、控制盒、安全键和多路点火导线组成。其使用方法与点火控制装置基本相同；不同的是，电源外接点火线路由“单路”变成了“多路并连”而已。使用时不能让任何一路点火导线短路。发射前要检测电源能量是否充足(外接电源建议使用12伏特蓄电池)。这种装置的特点是增加了模型火箭发射的趣味性和观赏性。

发射控制仪是一种多功能的点火控制装置，可按选定的时间间隔依次自动发射多枚模型火箭，同时还可以采用“一路多接”的方式进行齐发和间隔齐发。其主要组成部分有电源、控制电路和点火线路，操作时按操作说明书进行。其具有倒计时、线路检测、发射间隔调整等多种功能。

模拟发射控制台采用220伏特电源，具有发射塔控制、仿真语音系统、倒计时、点火、外接音响和控制指挥输入接口等多种功能。适合科学普及教育和娱乐场所使用。

第三节

安全检查

模型火箭发射前的各种准备工作做完以后，还要对发射的各个环节进行全面的安全检查。只有在确信发射不会对人员或周围的环境造成任何危害时，才能进行发射。此项检查包括发动机、发射架、回收装置、模型的可飞性、点火系统及发射场地等几个方面。

一、发动机

发动机安全检查分如下几部分：

检查发动机是否出自国家注册厂家的正规产品。不应该用假冒伪劣产品。

检查发动机是否受潮。主要是检查发动机的壳体和喷管是否受潮；受潮的发动机不能使用。

检查发动机是否受到严重挤压；严禁使用壳体出现裂纹、喷管受损的发动机。在大量使用发动机及比赛前，要对发动机性能及可靠性进行抽检。

二、发射架

发射架稳定性检查。包括发射架整体的稳定性、导向杆的稳定程度，导向杆和底座是否连接牢固；导向杆是否光滑等。

在无风的环境中，导向杆与地面的夹角不应小于60。如果有风，导向杆应朝着迎风方向作适当调整。

三、回收装置

检查弹性绳与降落伞(飘带)绳、头锥和箭体筒段连接是否牢固，以保证回收过程中，回收装置不会与箭体脱离。

检查降落伞(飘带)折叠得是否正确，要按说明书的规定去做。

检查绵纸团松紧是否合适及降落伞(飘带)的防护情况，以保证回收装置不会被烧环。

四、模型的可飞性

稳定性检查。模型要从结构上保证有足够的稳定性，或者说模型的整体应符合稳定性设计。

尾翼检查。尾翼应该粘接牢固，翼面光滑且与箭体轴线平行，几个尾翼均匀分布在尾段的圆周上。

导向管检查。导向管应粘接牢固，且与箭体轴线平行，如为两个导向管，应在一条直线上。

卡钩检查。卡钩应紧贴发动机套管，有足够的弹性，装上发动机后不应晃动。

五、点火控制装置

首要的是点火控制装置中的电池应符合规定的电压要求，安装时接触良好。两个接线夹短路后，插入安全键，这时通路检查指示灯应该亮。两个接线夹应该保持干净，以确保其与点火头接触良好。

六、发射场地

检查发射场地是否符合《模型火箭安全规则》中有关的规定和要求。这里我们需要特别讲明的是：发射场地应该足够大，而且周围无易燃、易爆物品，无高架电线、大树、高大建筑物等。

第四节

模型火箭的发射程序

在组织模型火箭的发射活动时，特别是大型的发射活动时，应该明确分工，并制定一套严格的发射程序。发射时严格按照发射程序组织发射，这样既可以保证发射安全，又可以提高发射的成功率。

典型的模型火箭发射程序如下：

1)选择发射场地。发射场地应符合《模型火箭安全规则》有关的规定和要求。2)安置发射架。发射架应平稳地放置于地面，导向杆和发射架组合牢固、发射方向调整适当。

3)安全检查。按上一节所述安全事项进行检查，检查合格后才能进行下一步操作。4)组装模型火箭。按照要求组装回收装置、电点火头和发动机，将组装好的模型火箭平稳地安装在发射架上。

5)连接点火线。拔下点火控制器的安全键，所有人员撤离到5米以外后，再接通点火线。6)点火发射。待所有人员撤离到安全区以后，插入安全键，这时通路指示灯亮，按指挥员的点火口令进行点火发射。发射完毕，应立即拔出安全键，以免造成下次使用时意外点火。

7)回收模型火箭。模型火箭在回收装置的作用下安全落地后，由回收人员将箭体回收，以备再次使用。

第五节发射高度和留空时间测量

进行模型火箭正式比赛时，有专用设备和专职人员进行观测记录。平时我们自己进行试飞时，也需要大概估计一下模型火箭的飞行高度。这里，我们介绍两种简单的，用目测估计高度的方法，它适用于没有风的天气；以及用秒表测量时间的方法。

一、高度测量和计算* 其一，在发射场上，我们画一个正三角形ABC，其单边长度最好等于或大于模型火箭的预期飞行高度，也可视场地大小确定。在C点放置发射架，在A和B点分别站立一名观测者，当模型火箭从C点垂直起飞时，A、B两点的观测者以喊话(包括用无线电)或旗语形式联系，同时目测火箭飞行的最高点C’。各人自己估计自己的视角(火箭飞到最高点时，视线与水平面的夹角)α(图6.9)。这样，我们就可以按下面的公式计算火箭的飞行高度

式中，h1和h2分别为A和B观测到的高度，为二人观测到的平均高度。之所以采取正三角形的原因，以便判断两名观测者的视角差异，如果采用仪器观测，就可以依据场地采取任意三角形。

其二，在发射场上画一根长为模型火箭预期飞行高度两倍的直线AB(其长度以c表示)，如果有风，直线应与风向平行，在直线中点M设立发射架。当火箭垂直起飞时，A、B两点的观测者，同样以喊话等形式联系，同时目测火箭的飞行最高点C，两人各自估计自己的视角A和B。这样，我们即可按下式

计算火箭的飞行高度(图6.10)。

实际上，模型火箭不可能绝对垂直飞行，因此，前面的两种计算模型火箭飞行高度的方法只能是近似的。

图6.9 模型火箭飞行高度简测法1

图6.10 模型火箭飞行高度简测法2 如果有两架经纬仪，则可分别设于A和B点进行观测，通过第三者以声音或光学方法联系，使两架经纬仪同时观测到火箭飞行的最高点，则用上述的方法，可以更加精确地计算出火箭的飞行高度。参照图6.9，我们将直线AB定为基线，一般取AB=c=300米，在A点和B点各设一台经纬仪。模型起飞后，两台经纬仪跟踪飞行的模型火箭，当模型火箭达到最高点C’时，记下每台经纬仪的方位角和仰角，ACB==180-(1+2)，应用几何学方法可以计算出AC和BC的长度分别为b和a(C点是C’点在地面的垂影)：

以及A点测得高度h1和B点测得的高度h2：及平均高度为

这与公式(6.1)~(6.3)是一样的。国际比赛中，每个观测点取两台经纬仪跟踪飞行中的模型火箭，并指定最好的一组经纬仪作为主要跟踪装置，首先使用其测量数据。计算高度时，要求每个测量点根据跟踪数据计算得到的高度，必须与两个测量点计算得到的高度相差不到10%。

二、留空时间测量

对于留空模型，模型飞行的总时间从模型在发射架上第一个动作开始，直到其飞行结束为止。精确测量飞行时间采用精密计时计。平时飞行时，可以采用秒表测量，测量者用目测观看模型起飞，同时按下秒表，到模型触地停止，即得模型飞行时间。通常，测量时间是有限的，计时员只测到规定的时间，而不管模型还在继续飞行。如果模型飞行时间小于最大测量时间，则测到模型落地为止。

正式比赛时，视模型使用的发动机大小和回收装置不同，最大测量时间也不一样。例如，使用A型模型火箭发动机和飘带回收的模型火箭，最大测量时间为180秒；使用D型发动机和降落伞回收的模型火箭，最大测量时间为660秒。

第六节

发射现场故障处理

在发射和飞行的过程中，由于种种原因，常常会出现一些故障。这就要求我们，针对现场的具体情况，做具体分析，并且及时诊断出问题的所在，给予排除。通常会遇到这么几种故障：通电后发动机不点火，模型飞离发射架后摆动、倾斜、不开伞，或开伞后头锥与箭体筒段分离，等等。

在模型火箭装配完毕并正确地装到发射架上，如果点火通电后不能使发动机点火工作，这时，首先应该检查整个点火系统的接触状况是否良好；点火控制器所使用的电池是否符合要求，安装是否到位；如果这些都没有问题，就要检查电点火头，一般在发射场地，都采用更换电点火头的方法来处理这种问题。如果电点火头已经引燃，说明电点火头没有插到位，或发动机受潮。如果是前者，则重新插电点火头时一定要将电点火头与推进剂药柱接触；如果是后者，则应更换新开封的发动机。

如果模型火箭点火起飞以后出现摆动或者倾斜飞行，应该对回收的箭体做仔细分析：首先，检查模型火箭的尾翼安装是否符合要求，是否有倾斜或分布不匀的现象。补救措施是更换合格尾段，或更换箭体。其次，检查头锥和箭体的配合是否过松，如果配合太松，火箭起飞后，头锥就会在气流的作用下偏斜。补救措施是在配合面之间垫适量的纸片，或更换配合较好的头锥。

九年级数学制作立体模型教案篇6

一、学习目的

通过根据三视图制作立体模型的实践活动，体验平面图形向立体图形转化的过程，体会用三视图表示立体图形的作用，进一步感受立体图形与平面图形之间的联系。

二、工具准备

刻度尺、剪刀、小刀、胶水、硬纸板、马铃薯（或萝卜）等。

三、具体活动

1、以硬纸板为主要材料，分别做出下面的两组视图所表示的立体模型。

2、按照下面给出的两组视图，用马铃薯（或萝卜）做出相应的实物模型

3、下面的每一组平面图形都是由四个等边三角形组成的。

（1）指出其中哪些可以折叠成多面体。把上面的图形描在纸上，剪下来，叠一叠，验证你的答案；

（2）画出由上面图形能折叠成的.多面体的三视图，并指出三视图中是怎样体现“长对正，高平齐，宽相等”的；

（3）如果上图中小三角形的边长为1，那么对应的多面体的体积和表面积各是多少？

四、课题拓广

建筑模型制作教案篇7

房建工程是一个典型的具备高投资与高风险要素的资本集中的过程, 一个质量不佳的建筑工程不仅造成投资成本的增加, 还将严重影响运营生产, 工期的延误也将带来巨大的损失。不幸的是, 基于当前设计的不严谨、劳动密集的技术环境下, 建筑工程总是伴随着不可避免的错误、延期交付和超预算。

而BIM技术的出现完全解决了上述问题。贯穿于规划、设计与建造过程中的建筑信息模型 (BIM) 技术改善上述因为不完备的建造文档、设计变更或不准确的设计图纸而造成的每一个项目交付的延误及投资成本的增加。BIM技术不仅可以在实物建造完成前预先体验工程, 更产生一个职能的数据库, 提供贯穿于建筑物整个生命周期中的支持。

1传统房建工程管理存在的不足

传统的项目管理模式, 管理方法成熟、业主可控制设计要求、施工阶段比较容易提出设计变更、有利于合同管理和风险管理。但存在的不足在于: (1) 业主方在建设工程不同的阶段可自行或委托进行项目前期的开发管理、项目管理和设施管理, 但是缺少必要的相互沟通; (2) 我国设计方和供货方的项目管理还相当弱, 工程项目管理只局限于施工领域; (3) 监理项目管理服务的发展相当缓慢, 监理工程师对项目的工期不易控制、管理和协调工作较复杂、对工程总投资不易控制、容易互相推诿责任; (4) 我国项目管理还停留在较粗放的水平, 与国际水平相当的工程项目管理咨询公司还很少; (5) 前期的开发管理、项目管理和设施管理的分离造成的弊病, 如仅从各自的工作目标出发, 而忽视了项目全寿命的整体利益。

因此我国的项目管理需要信息化技术弥补现有项目管理的不足, 而BIM技术正符合目前的应用潮流。

2基于BIM技术的房建工程管理的优势

与传统CAD技术相比, BIM保证了建筑在全寿命周期内各个阶段每个环节运作。它不仅仅强调建筑项目在策划、设计、施工、运营中某一个方面, 而更重视整个过程 (各个方面之和) 。因此, BIM在使每一个阶段的独立作业更为完善的同时, 更突出BIM技术中的协同作用。

基于BIM的管理模式是创建信息、管理信息、共享信息的数字化方式, 其具有很多的优势, 具体如下: (1) 基于BIM的项目管理, 工程基础数据如量、价等, 数据准确、数据透明、数据共享, 能完全实现短周期、全过程对资金风险以及盈利目标的控制; (2) 基于BIM技术, 可对投标书、进度审核预算书、结算书进行统一管理, 并形成数据对比; (3) 可以提供施工合同、支付凭证、施工变更等工程附件管理, 并为成本测算、招投标、签证管理、支付等全过程造价进行管理; (4) BIM数据模型保证了各项目的数据动态调整, 可以方便统计, 追溯各个项目的现金流和资金状况; (5) 根据各项目的形象进度进行筛选汇总, 可为领导层更充分地调配资源、进行决策创造条件。

3 BIM技术在建筑施工中的实施步骤

BIM的全称是Building Information Modeling, 也就是建筑信息模型。它是以从设计、施工到运营的协调、可靠的项目信息为基础而构建的集成流程。BIM技术是通过建筑业应用软件程序来实现的, 这些软件类别包括建筑设计、工程设计、施工管理、预算、设备管理等。

BIM技术在建筑施工中的应用范围较广, 涉及方案设计、施工准备、工程预算和设备管理等各个环节, 整个施工过程要进行三维碰撞检验、三维虚拟施工和4D模拟施工 (工作流程图如图1所示) 。

3.1完成数据采集, 构建技术框架通过实地考察勘测或者谷歌地图等方式, 采集建筑施工具体数据, 构建BIM技术框架, 实现数据接口和数据的交互, IFC文件导入和导出, 开发多重访问系统, 采用Auto CAD, CATIA, 3DSMAX等相关软件创建BIM模型。随后利用数据库技术进行数据的存储, 建立平台层, 其中数据平台层又包含数据集成的管理平台和可视化的4D平台, 完成数据读取、保存、集成和验证功能, 构件子信息模型, 例如施工进度模型、施工安全模型、施工资源模型或者施工设备管理模型。根据不同的子模型信息, 向模型层和应用层提供数据支持。在BIM技术框架中应用层作为最后一层结构, 主要实现项目动态管理和冲突分析, 提供网络进度和资源优化, 实现建模过程。

3.2调整系统结构, 实现主要功能BIM管理系统主要实现的功能是:软件工程管理系统和项目综合管理系统, 其中软件管理系统采用C/S构架, 项目综合管理系统采用B/S构架, 两者之间通过数据管理和模型参数实现无缝的双相连接。建筑施工BIM系统中以Auto CAD为开发平台建立3D集合模型, 同时完成IFC文件结构定义, 建立项目组织浏览表。另外, 系统施工还应该创建、编辑、扩展按键技术资料, 实现查询编辑和属性扩展功能。通过引入IFC格式和3D模型快速建立管理系统和运行维护管理。

3.3进行分析对比, 建立动态系统采用编辑器和工序模板建立工程进度管理系统, 完成对计划进度和实际进度之间的分析对比, 使得计划进度能够为实际进度提供助力, 用动态3D图形展现工程进度。系统资源动态管理可以自动计算节点或者工程量, 完成人力财力和机械设备的实时查询和统计分析, 自动实现工程量动态管理。施工质量安全管理将施工方和监理单位的工程质检进行安全数据存储, 并且将数据安全统计信息显示打印。施工现场管理可以实现自定义4D属性设置, 对现场设施信息进行统计, 完成动态现场管理。

3.4注重安全冲突, 建立分析系统施工过程要进行过程模拟, 实现单位周期内的正序或者逆序施工模拟, 并且具备三维漫游和真实模型现实功能。基于建筑功能安全和冲突分析, 实现结构变革, 转化机制体系, 施工期间, 如果改变结构和体系, 应该进行动力学分析计算, 并且进行安全性能评估。对施工过程中出现的进度资源冲突, 应该按照计划industry进行对比, 实现进度偏差报警功能。当场地出现碰撞冲突时, 可以通过碰撞检验分析算法, 实现构件、设施和结构等方面的分析和检验。

3.5细化应用流程, 交付设计成果为了实现计算机模拟, 应该将数据进行离散化分析, 实现施工进度和资源场地优化系统。通过各种工序和参数的模拟计算, 将施工工序和人力资源进行优化配置, 实现多个方案的分析对比。在4D施工模拟过程中, 实现工程数据集成和过程可视化模拟。BIM系统应用流程应该将系统构架和功能结构结合, 应用主体方提供技术资料, 协调软硬件系统, 设置必要权限, 完成日常管理和深化设计。应用参照方可以通过网络浏览施工进度和施工安全等信息, 也可以进行辅助施工管理。

4案例分析

以云南城建集团承接的书香雅苑房建项目为例进行分析, 该项目总建筑面积96650m2, 地上5栋建筑高层, 地下2层地下建筑。地下建筑面积27856m2, 地下一层为大型超市, 地下二层为大型车库, 建筑面积均为13928m2。地上建筑分两部分, 商业建筑和住宅建筑, 商业层G1建筑面积为6490m2, 商业层G2建筑面积10802m2, 商业功能是作为商场和独立商铺;住宅建筑为3层以上的建筑, 其中1号楼24层, 建筑面积10979m2, 2号楼29层, 建筑面积11762m2, 3号楼29层, 建筑面积12599m2, 4号楼18层, 建筑面积8362m2, 5号楼18层, 建筑面积7800m2。本文选取1号楼为研究对象, 结合清华斯维尔BIM软件, 进行成本控制分析。

4.1工程设计阶段合理布管之后进行碰撞检查有利于发现设计错误, 并且能节约建筑层高, 这是直接的经济效益。在该项目中, 地下车库建筑层高为5.2m, 最初设计建筑层高为6.2m, 地下车库占地13000m2, 由于地质原因, 最终选择爆破开挖, 每1m3地基爆破需花费100元, 算上边坡支护、排水等工作, 总共需花费500余万元, 这1m的建筑层高节约正是对管线的合理设计布置, 为业主单位节约了500余万元的成本。

利用BIM软件中的碰撞检查功能, 不但业主方减少了因为设计错误造成的施工索赔, 有效地减少了投资成本, 而且减少了施工方的压力, 避免了返工现象的出现, 尽可能地保证了施工进度, 这是一个双赢的结果。由此可见, BIM技术在施工项目进行初期就能利用本身的技术特点有效帮助业主方进行施工项目的成本控制。

4.2施工建设阶段在本项目具体施工前, 业主单位要求将合同中全部的“C1001铝木窗”更换为“C1010塑钢窗”, 同时将窗台高度由650mm提升至950mm (如图2所示) 。业主要求的这一施工改动, 将引起窗户周边构件的工程量的变化, 例如砌体工程量。按照传统模式的做法, 造价人员将根据2D平面施工图纸, 人工计算改动后的构件工程量, 并将造价文件中的相应部分进行重新计算汇总, 这样一来, 不但加大了造价人员的工作量, 并且无法保证改动后计算结果的准确性。

通过BIM软件的模型构件修改, 在BIM模型中直接修改“C1001铝木窗”的构件名称及构件属性, BIM软件将根据修改后的结果, 自动修改窗户周边相邻构件的工程量, 并在汇总报表中进行修改, 准确无误地体现出这一工程变更在施工过程中的经济意义。

5结束语

BIM技术在高、精、尖等大工程中的应用正发挥着越来越大的作用, 大大提高了建筑行业的工作效率, 减少了施工过程中出现的问题, 为越来越多的大型、特大型建筑的顺利施工提供了可靠的保证, 为建设项目工程各方带来了可观的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]李静, 方后春, 罗春贺.基于BIM的全过程造价管理研究[J].建筑经济, 2012 (09) .

[2]孟红.探讨BIM技术在建筑项目施工管理中的应用[J].江西建材, 2016 (01) .