科学玩具 -中学校本课程.ppt

科学玩具中物理教育功能研究与开发课题研究活动总结汇报,浙江省义乌中学季倬,1,研究背景,1、缘于目前课程资源建设的研究,2、缘于国内国外技术教育的对比,3、缘于三级课程体系构建的需要,4、缘于义乌玩具市场提供的平台,2,河北大学吴祖仁教授,国家教育部“十一五”教育科学规划课题在基础教育中系统开设技术教育课程的研究子课题,科学玩具中物理教育功能研究与开发,3,基本情况,顾问和指导：吴加澍老师,组员：王树民、陈军、骆文洲、付可钦、季倬、邱俊飞、王丹凤、章则雷、陈凯,研究时间：2007年10月2009年10月成果形式：论著及实物作品,4,2007级,第一轮研究活动时间从2007年10月至2008年9月止，期间共有原高一年级的16位同学参加。,5,2008级,学生人数60人,6,7,选择课题,市场调查,原理分析,挖掘亮点,迁移应用,模型制作,撰写报告,对创意设计的理解与尊重,自身创新能力的体现与培养,培养动手能力体验工艺技术,原理分析,迁移应用,模型制作,学生活动,研究性学习,8,课题选择,9,市场调查,科学玩具的市场调查问卷,科教化成人化,教育功能有待开发,10,市场调查,传统水枪,漂流水枪,气压水枪,背式水枪,11,原理分析,发现小球之所以会飘起来是因为玩具的喷气出口处托起小球时，空气的流动空间被压缩，小球上方高速、低压空气与小球下方高压气体形成的压力差把小球向上推。,球能够随着玩具到处移动则是因为小球左右两侧的气流流速有所不同，从而两侧的压强不同，小球两侧受到的压力大小不同导致小球在水平方向上处于平衡状态。,12,原理分析,暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(CH3COONa)。过饱和溶液不稳定。当扭曲里面的金属片时，所产生的轻微震动足以使溶质结晶并放热，变成较稳定的固体。所以暖手袋开始暖起来。把暖手袋放入沸水中加热约10分钟，凝结了的溶质便会再次溶解；这是由于在高温下，溶质的可溶性增加。在溶解的过程中，溶质进行吸热反应，再次成为过饱和溶液。以便下次使用。,13,挖掘亮点,14,1、外观改变：改变所研究玩具颜色、形状大小等。,2、功能增加：增加如配音、环保、健身等功能等。,3、人群变化：成人化、女性化或适应残疾人士等。,4、场地变化：水陆空之间变换、户外室内变换等。,5、时间变化：突破天气环境、白天晚上的约束等。,6、领域迁移：生活用品的改进、玩具的教具化等。,迁移应用,要求将自己研究的玩具的物理原理和设计闪光点进行迁移应用，改进或设计作品，写出说明书，并提出以下方向可供选择。,15,迁移应用,16,迁移应用,17,模型制作,如果能通过改变沟壑条数深度，弯曲程式度和粗糙程度，尽可能增大水流对螺旋锥的作用，那么它的用途将会很广，尤其可能将它用于发电等，希望此份报告能对生产生活有所帮助。,18,模型制作,飞行玩具机器猫,19,优化课堂教学,创设情景、引入课题,机械振动,电磁感应现象,20,优化课堂教学,联系实际、验证规律,21,优化课堂教学,激发疑问、承上启下,22,优化课堂教学,开设“窗口”、拓宽视野,球周围激发电场，球内的与大地之间存在电势差，当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光手指的周围变得更为明亮，产生的弧线顺着手指的触摸移动而游动扭曲。,线圈固设于基座内并位于磁铁的下方，线圈与电路板连接，由太阳能电池供电给电路板，通过电路板内的控制电路控制线圈的磁性，使线圈所产生的磁场与磁铁的磁场形成相互作用力，同名磁极互相排斥，驱使摆动件摆动。,23,开发演示实验,一些玩具本身就是一件精美的物理仪器或教具，在教学上应用玩具可以先利用玩具的趣味性来吸引学生的注意力，引起学习动机，进一步利用玩具的操作来说明一些科学原理或现象，把玩具作为科学探究的对象。只要教师加以适当地引导，就能使学生从单纯的感兴趣到进行系统的科学探究。,24,科学玩具在物理实验开发中的技术移用,开发演示实验,25,开发演示实验,气球,激光笔,26,编写物理习题,假设横截面为圆形的光纤，直径为D，普通塑料如聚苯乙烯折射率为n=1.4，将其弯曲成如图所示形状，弯曲部分可视为半圆，其半径为R，一束平行光从光纤直线部分的横截面A垂直地射入，要使光能够全部从光纤另一端B射出，则R与D的比值至少多少？,R与D的比值至少为2.5,27,编写物理习题,强强的妈妈给他买了一支水枪，与原有的水枪相比个头更大，仔细分析其原理是充气后依靠气压将水射出，结构示意图如图所示，由于家里空间太小，不容易用实验的办法测出水枪的最大射程。请你想办法利用一些物理规律帮强强估算充气水枪的射程。（以下测得数据供选择：水枪蓄水容器的容积约为0.3升，现已充水达0.2升，枪壳前端的充气装置每次压入常压下的气体约0.015升，每次射击前充气20次，出水管口径0.5cm，水的密度为1103kg/m3，当天气压约为1105Pa，持枪时枪离地面高度为1m，不计水在水管中所受阻力。）,28,编写物理习题,物理量的测量的方法：m：电动飞鸽的质量，用配重进行改变，用天平进行测量；：用秒表记录飞行30圈的总时间t，然后算出周期T=t/30，再由=2/T求得；R:采用投影法，用激光笔将飞鸽的影子竖直投射到塑料透明尺上，便可读得影子到悬点的间距r。,29,设计课外活动,玩具敲打琴发音原理,纸飞机机翼角度和飞行时间的关系,平衡鸟制作,30,设计课外活动,双（多）人滑板车,回形针的创新作品,31,活动报导,中国科学院、中国工程院和国家自然科学基金委员会联合主办,32,活动报导,中学物理教学专业杂志物理通报于2009年第2期对本课题研究活动的报道,33,活动报导,浙中新报2009年3月2日对本课题研究活动进行报道,34,校本课程,原理分析与设计,教案讲义,校本课程,35,Mail:ywykjizhuo,恳请各位同行批评指正，谢谢！,36,科学（science）是对各种事物和现象进行观察、分类、归纳、演艺、分析、推理、计算和试验，从而发现规律，并予以验证和公式化的知识体系。,技术（technology）则是人类为满足自身的需求和愿望对大自然