【教學設(shè)計】我讓雞蛋撞地球_綜合實踐

1、我讓雞蛋撞地球教學設(shè)計一、活動背景：雞蛋撞地球”起源于英國，活動主要模擬航天飛行器著陸，引導學生為雞蛋設(shè)計、制作一個緩沖減震裝置，使其從高空墜落后不破碎，這是一項集科學性與趣味性為一體的科技實踐活動，廣受各國大中小學生的喜愛。2014年，隨著學校+基地群”實踐活動的廣泛開展，我校學生參觀了五一三”中國航空航天科技館，對各種航空航天飛行器產(chǎn)生了濃厚的興趣。同年7年，中國第六屆航模大賽在牟平養(yǎng)馬島舉行，同學們?nèi)逃^看了同齡孩子們的航模表演，遙不可及的夢想開始啟航，我讓雞蛋撞地球”就是同學們與自己航天夢想的第一次親密接觸。二、活動目標1、知識與能力：了解活動相關(guān)的物理學原理，并能應(yīng)用于創(chuàng)意設(shè)計實踐，

2、能夠從問題出發(fā)，對活動過程和現(xiàn)象進行綜合分析，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和科學探究能力。在資料收集、合作探究、交流展示等過程中增強團隊意識和協(xié)作能力。2、過程與方法：通過學生探究、教師解讀、實驗驗證、專家揭秘等多種形式由淺入深層層推進，實現(xiàn)理論上的原理分析。再通過個人解說、雙向選擇、頭腦風暴實現(xiàn)博采眾長、優(yōu)勢互補的實踐操作。最后通過世界之最、規(guī)則修改、實踐應(yīng)用達成課題的拓展延伸。3、情態(tài)態(tài)度價值觀：通過把“不可能”變成“現(xiàn)實”，體驗科學的魅力，增強科技興國的責任感，培養(yǎng)嚴謹、務(wù)實的學習態(tài)度和合作共嬴的團隊概念，通過雙向選擇，滲透民主意識和權(quán)利概念，實現(xiàn)公民意識的培養(yǎng)。三、活動時間及具體安排本課題共分四個階

3、段，歷時四個月：第一階段：確立主題，劃分小組（第第二階段：分頭行動，收集資料（第第三階段：集中交流，展示成果（第第四階段：拓展提升，總結(jié)收獲（第四、具體活動過程第一階段：確立主題，劃分小組（第（一）關(guān)注學生興趣，確定主題1-2周）3-9周）10-12周）15-16周）1-2周）微課一活動來源、目標及方案制定2014年5月，隨著學校+基地群”實踐活動的廣泛開展，我校學生參觀了市屬實踐活動基地-五一三”中國航空航天科技館，對各種航空航天飛行器產(chǎn)生了濃厚的興趣。同年月，全國航模大賽的觀摩激發(fā)起同學們的信心，遙不可及的航天夢想開始啟航，模擬航天飛行器著陸的雞蛋撞地球”活動應(yīng)運而生，為雞蛋設(shè)計、制作一個

4、緩沖減震裝置，使其從高空墜落后不破碎，這項集科學性與趣味性為一體的科技實踐活動，成為同學們與自己航天夢想的第一次親密接觸。（二）歸納問題，確立子課題，劃分小組主題確立后，同學們圍繞主題展開了激烈的討論，提出了很多的問題，依照“科學性、實用性、可行性”三條原則，篩選優(yōu)化，形成了以下四個子課題并劃分了小組：1、追根溯源一一理論探究組，2、立學篤行一一實踐操作組3、百家爭鳴一一大賽籌備組4、高瞻遠矚一一拓展延伸組（三）分工合作制定方案子課題確立后，同學們根據(jù)自己的興趣、愛好、特長自由組合成組，通過“毛遂自薦”和“同學選舉”兩種方式確定了本組組長，圍繞本組的任務(wù)展開了激烈的討論，形成具體的活動方案。并

5、齊心協(xié)力，做好了相關(guān)活動準備。第二階段：分頭行動，收集資料（第3-9周）（一）追根溯源一一理論探究組1、活動目標：主要圍繞高空墜蛋“為什么會碎”“如何保證不碎”等問題展開資料收集，通過與現(xiàn)有物理知識的運用及相關(guān)物理學原理的拓展，從理論角度解析“雞蛋撞地球”不碎的秘訣。2、活動方式：學生奔赴圖書館查閱資料，上網(wǎng)搜索，采訪物理和數(shù)學教師。3、教師指導：建議學生采用視頻、圖形、文字、數(shù)據(jù)等多種形式來展示理論探究成果；指導學生采訪專業(yè)教師之前，做好相關(guān)采訪知識、技巧、器材等相關(guān)準備，做好采訪提綱等;指導學生整理匯報材料、研究表述技巧。（二）立學篤行一一實踐操作組1、活動目標：在了解保障雞蛋不碎的相關(guān)理

6、論知識的基礎(chǔ)上，對運用何種原料，通過哪種方式達成雞蛋不碎的目標進行創(chuàng)意設(shè)計和實踐操作。分工合作，多角度、多途徑創(chuàng)意設(shè)計并制作出作品。2、活動方式：上網(wǎng)搜索、分工合作、咨詢專家、求助家長、創(chuàng)意設(shè)計、動手制作。3、教師指導：進行安全教育，注意制作過程中安全操作；提醒注意保存活動過程性資料，可求教老師或?qū)で蠹议L幫助；總結(jié)歸納創(chuàng)意設(shè)計的原理，準備交流展示材料。（三）百家爭鳴一一大賽籌備組1、活動任務(wù)：制定“雞蛋撞地球”大賽方案及評分細則，與學生會或?qū)W校領(lǐng)導協(xié)調(diào)落實比賽組織具體事宜（如時間，場地，參觀人員、服務(wù)人員、評委的選定，媒體邀約等）。并做好相關(guān)的器材準備。2、活動方式：上網(wǎng)搜索，走訪領(lǐng)導、教師、

7、學生會干部，邀約媒體。3、教師指導：注重分工合作，分頭行動，及時交流總結(jié)，提高工作效率；權(quán)責明確，注意落實，確保比賽組織萬無一失；走訪邀約注意禮貌。（四）高瞻遠矚一一拓展延伸組1、活動目標：了解世界各國“雞蛋撞地球”活動的世界紀錄（數(shù)據(jù)及圖片等）；準備相關(guān)問卷，收集同學們對活動參與及比賽的意見和建議；對活動宣傳推廣出謀劃策并第二屆雞蛋撞地球比賽做好準備。2、活動方式：上網(wǎng)搜索，設(shè)計、發(fā)放、統(tǒng)計“調(diào)查問卷”，宣傳推廣等。3、教師指導：注重資料收集的科學性和權(quán)威性；調(diào)查問卷設(shè)計科學具體；宣傳推廣注重多角度、多渠道，提升宣傳效果。第三階段：集中交流，展示成果（第10-12周）微課二成果交流展示經(jīng)過幾

8、個月的努力，學生掌握了相關(guān)理論知識，制作了形式多樣的作品，準備好了比賽的相關(guān)事宜，并進行了班級內(nèi)的首輪淘汰，2015年3月20日，我校舉辦了第一屆“雞蛋撞地球”大賽，以現(xiàn)場比賽的形式進行了活動成果的交流展示。16名學生躋身校級決賽，五百多名師生現(xiàn)場觀看。牟平電視臺全程跟蹤采訪并在牟平新聞報道。第四階段：成果提升，總結(jié)收獲（第15-16周）課題確立后，學生根據(jù)自己的興趣愛好自由組合成組，分頭行動收集資料，然后以比賽的形式進行了交流展示。本課題的主課展示的是活動的第四階段：成果提升，總結(jié)收獲。課堂實錄我讓雞蛋撞地球成果提升總結(jié)收獲【活動準備】1、學生準備：比賽裝置、筆、記錄本2、教師準備：相關(guān)課件

9、，生雞蛋68個，塑料碗一個，制作模型的器具（膠帶、剪刀、小刀、一次性筷子、鐵絲、乒乓球（替代雞蛋）、細線、大小汽球、拖盤等6套，泡沫若干）【實施過程】導入：古人常用“雞蛋碰石頭”來形容“自不量力”，那么雞蛋撞地球會怎么樣呢？前段時間，我們實驗中學的同學們向這個項目發(fā)起了挑戰(zhàn)，首先讓我們回顧一下活動中的精彩瞬間。（播放課件）16人參賽，14人成功著陸。“我讓雞蛋撞地球”，如此不可思議的事情同學們是如何做到的呢？這節(jié)課我們就一起分享一下這些優(yōu)秀作品的創(chuàng)作精髓。看看他們的創(chuàng)意源自哪里？有何可取之處？又有何改進空間？也就是我們的課題第四階段-拓展延伸總結(jié)收獲。（一）追根溯源（原理分析）從規(guī)則中不難看出

10、，“雞蛋撞地球”最重要的就是要保證雞蛋不碎，雞蛋高空墜落為什么會碎呢？用你們所學的物理學知識來解釋一下吧！小組討論中1、學生探究：為何會碎（1）雞蛋為何為碎因為地球引力，雞蛋受重力作用，因為加速度，雞蛋到達地面時的速度會很快，所以沖力很大，雞蛋給地球一個很大的壓力，因為力的作用是相互的，所以地球也會給雞蛋相同的力，因為雞蛋與地球的接觸面積較小，壓強大，所以雞蛋會碎。（2）加裝裝置后為何雞蛋還會碎慣性，一切物體都具有慣性。高空墜蛋著地時，裝置停止運動，而雞蛋由于慣性，還會繼續(xù)運動，這時就會造成與裝置之間的碰撞和擠壓，如果雞蛋和裝置之間的緩沖不到位，雞蛋就會碎。2、教師解讀：動量定理今天，我非常幸

11、運地請到了我們專業(yè)的物理老師一一王海濤老師，和我共同執(zhí)講這節(jié)課，同學們你們歡迎嗎？下面讓我們專業(yè)的物理老師為我們揭密一下雞蛋不碎的秘訣。物理教師：要想雞蛋撞地球不碎，有很多種方法，但都要用到一個物理學上非常重要的定理一一動量定理：（板書）p=Ft,4p指的是動量的變化，F(xiàn)指的是沖力的大小，t指的是力的作用時間。p和下落時的高度有關(guān)，投放點在同一樓層，p就是一個定值。所以要想雞蛋不碎，就要從兩個方面入手，一是減小雞蛋下落撞擊地面的瞬時速度，減小沖擊力，既減速。二是延長雞蛋與地面的相互碰撞的持續(xù)時間從而達到減少沖擊力，也就是緩沖。從這兩個方面入手都可以達到減小著地時的沖擊力的作用，保護雞蛋不碎。3

12、、游戲驗證：手握雞蛋比賽(1)教師出示“握雞蛋比賽”要求(出示課件)每組選派一名代表參加比賽，規(guī)定時間內(nèi)最先握碎雞蛋者勝出。(2)比賽進行時(3)教師總結(jié)引導：輕輕一磕就碎的雞蛋為什么用那么大的力卻握不碎呢？(4)學生討論回答，教師補充。4、專家揭秘：特殊均壓情境(1)專家揭秘南京航空航天大學的力學鄧教授為我們提供了一種特殊情境，他說比較科學的方法應(yīng)該是做一個安全氣囊，里面充滿氣，氣壓能夠維持到把雞蛋浮在中間，這樣當雞蛋下落的時候，氣體膨脹，在密封的狀態(tài)下雞蛋就會三面均勻受壓，不會碎。”鄧教授用強度原理來解釋這一現(xiàn)象：雞蛋在沖擊地面的過程中，動能會轉(zhuǎn)換成應(yīng)變能，應(yīng)變能越大，表示沖擊動應(yīng)力越大。

13、根據(jù)強度理論，當沖擊引起的相當動應(yīng)力超過雞蛋的許可應(yīng)力，雞蛋就會破碎。但有一種情況例外，如果物體三面均勻受壓，雖然動應(yīng)力大，但相當動應(yīng)力小，所以，不論沖擊動應(yīng)力多大，都不會對雞蛋產(chǎn)生破壞?！边@就是保護雞蛋不碎的的第三種解決途徑一一均壓。2、教師演示替代方案用氣壓讓雞蛋懸浮在密閉容器的中間，這個理論上可行，但實際上以我們現(xiàn)在的實驗條件很難，我和你們物理老師研究了很長時間，想出了一替代方案，我用模型來說明(出示模型)，在密閉容器中，雞蛋在中間，上下左右墊上充氣的汽球，這樣裝置在與地球碰撞時，周圍的汽球互相擠壓，給雞蛋各部位的力相同，效果和我們剛才所說的均壓的情景差不多?，F(xiàn)在這只是一種設(shè)想，需要同學

14、們在現(xiàn)實操作過程中驗證。(二)立學篤行(實踐操作)緩沖、減速、均壓，理論上我們總結(jié)出三條途徑，那現(xiàn)實中同學們又是用什么具體的辦法來解決的呢！我們將采用“雙向選擇”的方式重新分組，優(yōu)化小組組合。1、優(yōu)化分組(1)分組方法6位組長，按照比賽的成績，由低到高依次展示作品，說明作品的創(chuàng)意來源、設(shè)計原理、優(yōu)點和不足。同學們根據(jù)他們的解說及對其裝置的興趣選擇組長，組成新的攻關(guān)小組，與志同道合的同學一起頭腦風暴，改進裝置。(2)雙向選擇每組6人，超過6人跟隨你，組長有選擇權(quán)，從中挑選自己喜歡的組員，不足6人，可以從全班范圍人任意挑選，無論選中誰，都要無條件的，全力以赴地協(xié)助你們的組長完成挑戰(zhàn)。（3）解說、分

15、組進行時各攻關(guān)小組的組長，一組周新程；二組李泉德；三組蘇雨航；四組李逢時；五組曲美翰；六組杜藝琳。組長依次上臺解說裝置，學生舉手表達要加入的小組，教師組織引導完成分組。2、頭腦風暴頭腦風暴，看看我們集體的智慧能碰撞出什么樣的靈感火花？看看哪個小組的作品最有創(chuàng)意、最切實可行。十分鐘內(nèi)，打造出一個升級版來。（課件出示具體要求）（1）活動要求：（課件出示）活動內(nèi)容：小組合作改進裝置活動時間：十分鐘（都完成了我們會提前結(jié)束）具體方法：討論修改方案，合作完成簡易模型（或在原有模型上改裝，以能說清改裝意圖為準。）評比辦法：解說各自升級版裝置，集體投票選出最佳創(chuàng)意作品，所在小組為最佳創(chuàng)意小組。（每人一次投票

16、機會，不投自己）（2）討論制作（兩位教師巡回指導）（3）解說評比解說完畢后集體投票，每人一次投票機會，舉手示意，教師匯總，選出最佳作品并發(fā)獎，（若出現(xiàn)相同票數(shù)則教師加投）說起來容易做起來難，“想到”只是走好了成功的第一步，“做到”才是我們的最終目的，而他們之間的橋梁是一一實踐，希望同學們利用課余時間完成作品，為我們的第二屆“雞蛋撞地球”大賽做好準備。（三）高瞻遠矚（拓展延伸）1、世界之最看了同學們剛才的創(chuàng)意，老師感覺真的很棒！但是同學們，你知道雞蛋撞地球目前的“世界之最”是多少嗎？（同步出示課件）（1）世界最高：152米，什么概念？43樓。（2）世界最輕：是由香港科技大學教授方明保持的，一個漏斗型的緩沖裝置，整個裝置僅重1.2克。相當于一張A4紙一一的1/4。雞蛋撞地球，創(chuàng)意無極限，同學們，我們還可以飛得更高，做的更好，是嗎？2、規(guī)則修改為了更好的組織我們的第二屆“雞蛋撞地球”大賽，需要我們這些過來人總結(jié)一下經(jīng)驗。出謀劃策，在活動組織和規(guī)則修改上提出建設(shè)性意見。這個我們在課后認真考慮，形成方案后我們再討論。3、應(yīng)用推廣雞蛋撞地球，之所以風靡世界，只是因為它很好玩嗎？我們設(shè)計這些裝置，僅僅是為了保護雞蛋嗎？同學們思考一下。它在我們的現(xiàn)實生活中還有什么意義呢？我們的裝置可以應(yīng)用在哪些