“玩轉(zhuǎn)科技模型”系列實(shí)踐活動(dòng)

劉屹

活動(dòng)背景

我校很多學(xué)生都接觸過科技模型，部分學(xué)生參加過比賽。在以往的活動(dòng)中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于科技模型的制作和操作有濃厚的興趣，但是學(xué)生對(duì)于模型的背景知識(shí)不了解，對(duì)于科學(xué)原理探究不夠深入，學(xué)生依賴教師的指導(dǎo)，缺乏自主探究的能力。而通過“玩轉(zhuǎn)科技模型”系列實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅能制作模型，了解模型的背景知識(shí)，還將以自主探究的方式學(xué)習(xí)模型背后的科學(xué)原理。

活動(dòng)過程

第1課時(shí)（在計(jì)算機(jī)教室和操場(chǎng)上課）

在課程引入階段，教師展示圖片，讓學(xué)生觀察圖片中載人飛機(jī)和模型飛機(jī)，說出它們的組成部分。學(xué)生觀察圖片，并進(jìn)行小組討論。這個(gè)活動(dòng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)飛機(jī)各部分的名稱和作用，激發(fā)他們探究制作的興趣。

活動(dòng)一：了解古今中外飛行器的發(fā)展歷程

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“當(dāng)我們談到飛機(jī)的時(shí)候，我們腦海中能想到哪些關(guān)于飛機(jī)的歷史故事？讓我們不妨走進(jìn)飛機(jī)發(fā)展的歷史一探究竟吧?！睂W(xué)生搜集中國明朝的萬戶飛天、奧托·李林塔爾制造滑翔機(jī)、萊特兄弟制造飛機(jī)等相關(guān)的歷史資料，并記錄在活動(dòng)手冊(cè)上。通過活動(dòng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類對(duì)飛行器的研制從未停止腳步，飛機(jī)的發(fā)展離不開一代又一代科學(xué)家的努力，從而學(xué)習(xí)他們嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、鍥而不舍的態(tài)度與精神。

活動(dòng)二：制作紙飛機(jī)

通過讓學(xué)生制作紙飛機(jī)和比賽的方式激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)他們勇于探索、勤于思考的精神。教師給學(xué)生1張A4紙，讓他們嘗試折出1種留空時(shí)間長(zhǎng)或者飛行距離遠(yuǎn)的紙飛機(jī)，并把飛機(jī)外形畫在實(shí)踐手冊(cè)上。然后教師通過演示教學(xué)生制作世界級(jí)的明星紙飛機(jī)“復(fù)仇者”，讓學(xué)生思考飛機(jī)飛行的原理。

活動(dòng)三：研究影響飛行效果的因素

飛機(jī)做完后進(jìn)行試飛，教師請(qǐng)同學(xué)們自主探索怎樣調(diào)節(jié)飛機(jī)機(jī)翼才能讓紙飛機(jī)在空中盤旋飛行。同學(xué)們調(diào)整飛機(jī)的機(jī)翼并嘗試用不同的投擲方式擲出飛機(jī)，思考怎樣才能讓飛機(jī)沿直線飛得最遠(yuǎn)，并把探究過程記錄在實(shí)踐手冊(cè)上。

第2課時(shí)（在模型教室上課）

教師引導(dǎo)學(xué)生：“紙飛機(jī)是沒有動(dòng)力裝置的，它只能靠重力滑翔，飛行時(shí)間也不會(huì)太長(zhǎng)，今天這節(jié)課我們學(xué)習(xí)橡筋動(dòng)力飛機(jī)，看看它能不能飛得更高更遠(yuǎn)?！睆亩觥拜p騎士”橡筋動(dòng)力滑翔機(jī)。

活動(dòng)一：制作“輕騎士”模型飛機(jī)

給學(xué)生提供剪子、美工刀、尖嘴鉗、“輕騎士”橡筋動(dòng)力飛機(jī)套材、秒表等材料，讓學(xué)生按正確方式制作出能夠依靠橡筋動(dòng)力起飛，并且能穩(wěn)定地滑翔降落的模型飛機(jī)。

活動(dòng)二：學(xué)習(xí)飛機(jī)飛行的原理

學(xué)生通過小實(shí)驗(yàn)的方式學(xué)習(xí)飛機(jī)飛行原理，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。教師讓學(xué)生用2只手分別將2張A4紙拿起來.用嘴往2張紙中間吹氣，讓他們觀察發(fā)現(xiàn)了什么，并把發(fā)現(xiàn)寫下來。然后，讓學(xué)生仔細(xì)觀看飛機(jī)在飛行時(shí)機(jī)翼兩側(cè)空氣流速圖解，結(jié)合剛才的小實(shí)驗(yàn)說出為什么機(jī)翼可以提供飛機(jī)飛行所需要的升力。

第3課時(shí)（在模型教室和操場(chǎng)上課）

活動(dòng)一：探究影響飛機(jī)左右轉(zhuǎn)向、上下升降的因素

通過前面的活動(dòng)學(xué)生已經(jīng)了解了飛機(jī)機(jī)翼是怎樣產(chǎn)生升力的，但飛機(jī)飛行過程中是怎樣控制方向的呢？針對(duì)這個(gè)問題先讓學(xué)生進(jìn)行猜想，并把他們的研究方法寫在實(shí)踐手冊(cè)上。這一步可以發(fā)展學(xué)生猜想和設(shè)計(jì)探究方案的能力。

接下來，在進(jìn)行猜想驗(yàn)證時(shí)，采用無動(dòng)力試飛方式，將飛機(jī)迎著風(fēng)進(jìn)行水平投擲，觀察飛機(jī)飛行的姿態(tài)，并記錄飛機(jī)的初始飛行姿態(tài)。這個(gè)步驟教會(huì)學(xué)生正確的試飛方法，規(guī)范動(dòng)作，減少實(shí)驗(yàn)誤差。在無動(dòng)力試飛過程中，學(xué)生知道了飛機(jī)的轉(zhuǎn)向和升降是由飛機(jī)的方向舵和升降舵分別控制的。

活動(dòng)二：動(dòng)力試飛，探究影響飛機(jī)盤旋飛行半徑和留空時(shí)間的因素

在動(dòng)力試飛前需要將飛機(jī)進(jìn)行無動(dòng)力調(diào)試，調(diào)整升降舵，使得飛機(jī)迎風(fēng)被水平拋出后能近乎于水平緩慢下落。飛機(jī)升降舵調(diào)整后，用左手捏住翼臺(tái)下方機(jī)身，右手食指順時(shí)針方向給皮筋上勁，100圈后釋放，檢查螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)是否平穩(wěn)。繞好橡筋后，左手將槳轂和機(jī)頭一并捏住，右手捏住機(jī)身重心位置，雙手自然上舉，機(jī)頭適當(dāng)上翹，迎風(fēng)放平機(jī)翼，先放開左手，幾乎同時(shí)以適當(dāng)?shù)乃俣妊刂鴻C(jī)身的軸線方向拋出模型。這一步教會(huì)學(xué)生正確的檢查和試飛方法，規(guī)范學(xué)生動(dòng)作，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

然后，在橡筋纏繞40圈條件下.調(diào)節(jié)飛機(jī)的方向舵，讓飛機(jī)在一定的半徑下盤旋飛行，并將調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)記錄下來。記錄飛機(jī)留空時(shí)間，讓學(xué)生探索對(duì)比飛機(jī)橡筋纏繞的圈數(shù)和飛行時(shí)間之間的規(guī)律，以及飛機(jī)方向舵調(diào)整的角度和飛行半徑之間的規(guī)律。課后探索：飛機(jī)橡筋纏繞圈數(shù)和飛機(jī)的飛行半徑怎樣組合才能使得飛機(jī)留空時(shí)間最長(zhǎng)。

預(yù)期效果與呈現(xiàn)方式

模型制作 依托校本課程的教材內(nèi)容，每個(gè)單元學(xué)生都能完成相應(yīng)的模型制作，以獲得基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)。

研究匯報(bào) 學(xué)生以小組為單位進(jìn)行研究，并將研究結(jié)果或者查找的資料進(jìn)行匯報(bào)。匯報(bào)時(shí)需要展示的資料如研究方法、研究過程、記錄表、圖片、視頻等。每學(xué)期每組至少進(jìn)行1次詳細(xì)研究匯報(bào)。

小論文 學(xué)生基于搜集的資料及問題的研究，將其整理、分析和歸納成小論文。

小組檔案袋 把學(xué)生的過程性資料都收集起來，裝進(jìn)檔案袋，如文字、圖片、視頻、調(diào)查問卷、研究方案等。學(xué)期末上交檔案袋，進(jìn)行評(píng)比。

該項(xiàng)目獲得第34屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果科技教育方案類一等獎(jiǎng)。

專家評(píng)語

該方案依托航空科技模型的典型代表，以科學(xué)探究、工程設(shè)計(jì)為主要方式，引導(dǎo)學(xué)生開展了系列實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)研究、實(shí)踐、設(shè)計(jì)、制作等方式的關(guān)鍵能力，體現(xiàn)出較好的完整性和可行性，示范效果明顯。希望繼續(xù)對(duì)該方案進(jìn)行完善，以充分發(fā)揮其提升青少年科學(xué)素質(zhì)的作用。