高中综合实践活动-基于STEM模式的气动火箭打靶项目设计教学设计学情分析教材分析课后反思

“基于STEM模式的气动火箭打靶”项目设计联系电话：电子邮箱：课程内容和学情分析：本教学内容根据综合实践大纲有关项目设计的要求设计，并根据高中生的思维特点和动手能力，结合学过的物理知识进行设计，并考虑到日常生活经验和趣味性，能够引起学生的学习兴趣，课程内容的难易程度，也适合高中生。二、教学目标1、通过项目实践掌握气动火箭打靶及项目报告撰写所需的科学设计知识。2、通过项目设计实践掌握STEM模式下的科学设计方法。3、通过项目设计培养团结协作精神和分析问题、解决问题的动手能力。三、课型和课时：项目实践课，1课时。四、教学重点难点：气动火箭实验数据和打靶操作。五、教学过程：师生明确要求---分组设计方案---制作火箭----实验----进行比赛1、明确项目任务，分组，制定设计方案：气动火箭打靶的项目任务：利用硬纸制作一个火箭，在气动发射器上发射，击中分靶，根据击中分靶计算得分，有三次机会，取平均分，火箭发射动力为高压气体。气动发射器的气压为1.5个大气压，不能改变，所有火箭都在同一个发射器上发射。各组可根据自身火箭的特点，自选发射角度。分靶中心到发射器的距离固定为7米，分靶为圆环形，由内向外分靶分数依次为100分，90分，80分，70分，60分。击中哪个分靶，就得多少分，未击中分靶，没有成绩。分靶图如下：每个分环的距离是10厘米。发射示意图如下：1)问题分析如何击中目标，我们做以下分析：F=PS=ma实际上，F=PS—F空—mg*sinα，为了简化计算，先认为F=PS。V0=at1V1=V0*sinα=gtV2=V0*cosαH=v2*t=V0*cosα*t=V0*cosα*V0*sinα/g=V02*sin2α/2gSin2α=2gH/V02=2gH/（PSt1/m）2在上式中，P、S、t1、m、g都是定值，要使H最远，Sin2α应取最大值1，所以α=450，此时V02=2gH,以450发射，连续发射4至5次，计算平均值H，代入上式，即可得出V02，然后，把给出的靶距h=7米，代入上式，即可得到Sin2α=h/H的值，查表可得，发射角度α，进行实际发射，可有3次机会。取平均成绩。2)制作材料提供硬纸2张，kt板一块，胶带一卷。泡沫一块，剪刀一把。发射器共用。3)制作要点：为了减少误差，火箭的制作应精细，特别是外部平滑，尽量减少空气阻力。并要保证火箭结实耐用。火箭前端要密封，并且火箭头部要和发射管紧密结合，中间不要有空隙。4)发射要点：气压，角度和方向要准。2、学生分组根据项目设计要求和stem模式，制作火箭并进行各项参数关系实验。组长召集本组所有人员对本组内所有设计方案利用头脑风暴法进行评估、分析，最终选择或修改、设计一个方案作为本组的最终方案，小组共同来完成这个方案，并对组内成员就完成方案进行详细具体的任务分工。并填写项目设计方案表（如下）：项目设计---气动火箭作品方案表制作者信息年级、班级小组组别第组组长姓名组员姓名作品信息作品名称材料清单作品结构设计及创新部分介绍作品图样参数实验方案如下（教师准备好发射架等实验器材和要求表格，由各组组长组织组员完成，实验做完后，必须向老师展示记录好的表格。）（教师指导实验，监督各组认真完成实验）：45度发射最远距离H记录表组别：第一次H第二次H第三次H第四次H平均距离通过公式Sin2=h/H(h=7米)算出的发射角度α的值α=3、教师组织，各组先交流设计，然后依次比赛，记录比赛成绩。每组有3次机会，连续使用，取最高成绩。气压1.5个大气压，靶距7米。每组发射前，要对本组的火箭作品和设计、制作策略进行解说，发射结束后要作总结。评分标准：火箭头落地点。比赛成绩记录表：组别分数1分数2分数3最后分数名次1组2组3组4组5组6组4、各组进行综合评价。项目设计---气动火箭打靶项目综合评价表组员学习实验情况组内制作分工情况组内作品制作情况作品改进情况作品比赛成绩本组表现优秀的学生名单：5、比赛完成后，各组要提交实验报告（可在课下完成）。实验报告组成部分；1、小组人员组成和分工情况，初步计划。2、各项试验记录表。3、本组采用的最终方案表。4、制作实验情况记录表。5、比赛情况记录表。6、本组成员表现评价表。7、小组成员心得。六、教学反思：附录：气动火箭发射器及靶心改进型气动火箭发射器（能根据设定好的气压自动发射）附:角度正弦值对照表角度Sin值角度Sin值角度Sin值10.0174524064372835120.0348994967025009730.0523359562429438340.069756473744125350.0871557427476581660.1045284632676534670.1218693434051474780.1391731009600654490.15643446504023087100.17364817766693033110.1908089953765448120.20791169081775931130.22495105434386497140.24192189559966773150.25881904510252074160.27563735581699916170.2923717047227367180.3090169943749474190.3255681544571567200.3420201433256687210.35836794954530027220.374606593415912230.3907311284892737240.40673664307580015250.42261826174069944260.4383711467890774270.45399049973954675280.4694715627858908290.48480962024633706300.49999999999999994310.5150380749100542320.5299192642332049330.544639035015027340.5591929034707468350.573576436351046360.5877852522924731

370.6018150231520483380.6156614753256583390.6293203910498375400.6427876096865392410.6560590289905073420.6691306063588582430.6819983600624985440.6946583704589972450.7071067811865475课程内容和学情分析：本教学内容根据综合实践大纲有关项目设计的要求设计，并根据高中生的思维特点和动手能力，结合学过的物理知识进行设计，并考虑到日常生活经验和趣味性，能够引起学生的学习兴趣，课程内容的难易程度，也适合高中生。角度正弦值对照表sin1=0.0175sin2=0.0349sin3=0.0523

sin4=0.06976sin5=0.087sin6=0.1045sin7=0.121869sin8=0.139173sin9=0.1564

sin10=0.174sin11=0.19sin12=0.21sin13=0.225sin14=0.24192sin15=0.259sin16=0.27564sin17=0.292sin18=0.309

sin19=0.33sin20=0.342sin21=0.3584sin22=0.3746sin23=0.39sin24=0.4

sin25=0.42sin26=0.44sin27=0.454sin28=0.46947sin29=0.4848sin30=0.5

sin31=0.515sin32=0.53sin33=0.54

sin34=0.559sin35=0.57sin36=0.59

sin37=0.6sin38=0.616sin39=0.629

sin40=0.64sin41=0.656sin42=0.669

sin43=0.68sin44=0.695sin45=0.7

sin46=0.72sin47=0.73sin48=0.74

sin49=0.755sin50=0.766sin51=0.777

sin52=0.788sin53=0.799sin54=0.8

sin55=0.82sin56=0.83sin57=0.84sin58=0.848sin59=0.857sin60=0.866

sin61=0.875sin62=0.883sin63=0.89

sin64=0.899sin65=0.9sin66=0.9

sin67=0.92sin68=0.927sin69=0.934

sin70=0.939sin71=0.9455sin72=0.951sin73=0.9563sin74=0.96sin75=0.966

sin76=0.97sin77=0.974sin78=0.978sin79=0.98sin80=0.985sin81=0.9877sin82=0.99sin83=0.992sin84=0.995sin85=0.996sin86=0.9976sin87=0.999

sin88=0.9993sin89=0.9998

sin90=1压强为1.5大气压,45度角发射最远距离H记录表第一次H第二次H第三次H平均距离通过Sin2α=h/H计算出的发射角度α的值(h=7米)最终比赛成绩记录表项目设计---气动火箭打靶比赛计分表组别分数1分数2分数3最后分数名次1组2组3组4组5组6组7组8组9组教材分析：本教学内容根据综合实践大纲有关项目设计的要求设计，并根据高中生的思维特点和动手能力，结合学过的物理知识进行设计，并考虑到日常生活经验和趣味性，能够引起学生的学习兴趣，课程内容的难易程度，也适合高中生。附:角度正弦值对照表角度Sin值角度Sin值角度Sin值10.0174524064372835120.0348994967025009730.0523359562429438340.069756473744125350.0871557427476581660.1045284632676534670.1218693434051474780.1391731009600654490.15643446504023087100.17364817766693033110.1908089953765448120.20791169081775931130.22495105434386497140.24192189559966773150.25881904510252074160.27563735581699916170.2923717047227367180.3090169943749474190.3255681544571567200.3420201433256687210.35836794954530027220.374606593415912230.3907311284892737240.40673664307580015250.42261826174069944260.4383711467890774270.45399049973954675280.4694715627858908290.48480962024633706300.49999999999999994310.5150380749100542320.5299192642332049330.544639035015027340.5591929034707468350.573576436351046360.5877852522924731

370.6018150231520483380.6156614753256583390.6293203910498375400.6427876096865392410.6560590