以航模为载体的STEM科教课程介绍及设计案例

zoޛ)j香۲۲ē$2vvviv))))))))))))))))))vvvvvvvvvvvv^O|_m5Nm{Y۲$3iv)RLC?n}iwoi}v^ݺwoi�wi~?iiiߏiJL2o駉۲駍5ըky材料准备(每套材料)

500mL碳酸饮料(雪碧)瓶两个、水火箭套材一套(含四个尾翼、一个整流罩)、发射台一台、打气筒一只、电工胶布一卷、剪刀一把、水适量。

4.1.2 理论知识讲授

理论知识讲授环节主要包含航空模型、火箭类飞行器、专有名词的介绍;科学实验中所设计的物理知识或常识的讲解等内容。

(1)航空模型(水火箭)相关知识的介绍(同标题“一”内容)。

(2)专有名词:整流罩、尾翼、动力仓、水火箭发射台(其中包括:安全销、发射棒、锁扣)、气筒、加压。

(3)物理知识或常识:流线型、尾翼的平衡作用、整流罩的整流作用、动力的作用力和反作用力。

4.1.3 水火箭制作方法(具体步骤)

(1)将清洗好的雪碧瓶取出,揭去表面标签,并任选其一进行裁切:从瓶底向上2cm为截面裁切,保留上半部分(大),丢弃其余部分(小)。

[注意]裁切过程中剪刀的使用安全,同時尽可能保证裁切的平整性。

(2)将完整的雪碧瓶作为动力瓶、裁切的雪碧瓶作为火箭箭体,动力瓶瓶口向下、箭体瓶口向上,完成对接,并用电工胶带缠绕固定。

[注意]保证箭体与动力瓶连接的同轴性,可采取旋转观察的方法确定。电工胶带缠绕2~3圈确保连接的牢固性。

(3)取出火箭套材中的四个尾翼,揭去3M双面胶带粘贴于动力瓶标签平面处,安装完成后使用电工胶带固定。

[注意]安装时注意相邻尾翼两两垂直,上下高度统一。

(4)将水火箭套材中的整流罩取出,安装于火箭箭体前部,并用电工胶带缠绕牢固。

[注意]为确保牢固,应使用电工胶带缠绕2~3圈。

(5)去除动力瓶瓶口的瓶盖和密封环。

4.1.4 发射台的使用及水火箭发射流程

(1)发射台的使用步骤。

①打开发射锁扣(将锁扣开口向上)。

②火箭加水(容积的1/3),并将发射台抬起,引导管从火箭动力瓶瓶口进入,将火箭按压至引导管最底部,摆正发射台。

③关闭发射锁扣(将锁扣开口对向彼此)。

④安装发射棒,而后安装安全销。

⑤调整发射台发射角度及方向。

(2)水火箭发射流程。

①按照以上步骤安装发射台及火箭。

②利用气筒为火箭动力舱打气加压(观察气压表示数,控制压力范围在3~6个大气压之间)。

③向指导教师申请发射(申请并举手示意)。

④指导教师允许查看安装情况,并下达允许发射,拔安全销的指令。

⑤学生拔下安全销、手持引导线等候发射倒计时。

⑥教师下达倒计时指令(由5开始倒数,数至1后下达发射口令)。

⑦学生快速牵拉引导线拉出发射棒,水火箭发射升空。

⑧待火箭落地后,教师下达回收火箭指令,学生回收火箭。

4.1.5 “定点打靶”竞赛开展方案

为增加活动体验性,教师可在学生熟悉火箭发射操作的情况下,根据需要增加竞赛类活动。

学生以5组为一批次进行发射,发射起点设置于以靶心为圆心,50m为半径的圆弧上,每组相邻5m。在下达发射口令后,每一批次统一发射,发射结束后裁判员进行测量火箭与靶心之间的距离,距离小者取胜。

[意义]开展此项竞赛可以提升学生对于火箭安装及发射的熟练度,同时感受火箭发射的水量、压力、发射角度和距离之间的关系,从而引导学生初步建立数学模型。

4.2 活动开展注意事项

(1)教师需要确保尖锐工具(如剪刀、壁纸刀等)使用的安全。

(2)发射环节的开展应使用不小于一个标准足球场的场地,并确保火箭预计着陆区域没有无关人员。

(3)学生发射过程务必遵守发射流程(本流程参照国际火箭类赛事中标准的发射要求及发射规则)

(4)学生应位于发射台后方,前方为火箭预计着陆区(即危险区),火箭升空且未落地前,学生不得前往回收。

(5)根据相关空中管制要求,在重大会议进行期间,限制区域应停止相关活动的开展。

参考文献

[1] 顾建峰.对小学科学教学融合STEM教育的思考[J].实验教学与仪器,2019,1(3):53-55.

[2] 王佑镁,郭静,宛平,等.设计思维:促进STEM教育与创客教育的深度融合[J].电化教育研究,2019,1(3):34-41.

[3] 谭楚雄,刘文章.航空模型运动与早期航空教育[J].体育文史,1997,1(3):32-33.

[4] 王志宏.STEAM教育下创新融合航模教育课程的实践探索[J].中国航天,2018,1(7):68-69.

[5] 张成,汪东.航模运动与创新型人才培养探讨[J].中国校外教育,2018,1(9):88.

[6] 陈昆.航模教学发展趋势探究[J].辽宁广播电视大学学报,2015,1(4):23-25.

[7] 俞翔.航空特色学校科学教育的实践与思考[A].中国梦·航空梦—青少年航空科普教育——首届中国航空科普教育大会论文集[C].2014.

推荐访问:航模 科教 案例 课程 介绍