初中科技活動湘科九年級下冊科學思維模擬風對墻體的影響教案

1、基于STEAM教育理念的實驗模擬風對墻體的影響教案*實驗器材鼓風機、撲克牌、直尺、量角器*實驗改進及創(chuàng)新實驗改進就是用鼓風機提供風源，撲克牌代替墻體，并且在鼓風機頭部改裝一個布兜，使得鼓風機吹出來的風能夠模擬自然風，利用風速測量儀能夠測出風速。引導學生多維度，多角度思考問題，形成科學探究的能力。具體內(nèi)容如下：撲克牌相當于一堵墻，我們怎樣才能讓這堵墻站立？撲克牌的穩(wěn)定性與角度大小的關(guān)系又是怎樣的？撲克牌的折角兩邊的長度與穩(wěn)定性的關(guān)系？撲克牌距離出風口的遠近與穩(wěn)定性的關(guān)系？撲克牌橫放和豎放穩(wěn)定性一樣不？撲克牌橫放和豎放穩(wěn)定性情況下，最大抗風能力？ 實驗操作伯努利原理，讓學生形象直觀的觀察到生活中的

2、某些實例，深層次的思考問題。*實驗原理實驗原理就是用鼓風機提供風源，撲克牌代替墻體，并且在鼓風機頭部改裝一個布兜，使得鼓風機吹出來的風能夠模擬自然風，利用風速測量儀能夠測出風速。引導學生多維度，多角度思考問題，形成科學探究的能力。實驗操作伯努利原理，讓學生形象直觀的觀察到生活中的某些實例，深層次的思考問題。*實驗教學目 標 本實驗教學針對初中三年級學生開展，初二初三正好開設(shè)STEM課程的選修課，有充分的時間進行研究。初三學段學生正在學習壓強知識，能夠初步懂得一些專業(yè)方面的知識。初三的學生已經(jīng)能運用一些結(jié)構(gòu)件設(shè)計制作簡單的物件。相比之下學生已經(jīng)有較強的規(guī)律和邏輯能力，完全有能力進行系統(tǒng)的科學探究

3、。初三學生具有了開展跨學科進行綜合實踐的條件。故本實驗教學以讓學生進行跨學科的綜合實踐研究，學會研究方法，體驗研究流程為主要教學目標。1、知識與技能（1）知識：提出問題、科學探究、團隊協(xié)作、演講交流等基礎(chǔ)知識（2）技能：掌握開展工程和科學研究的技能、創(chuàng)新的方法。（3）情感、態(tài)度與價值觀：學生在實驗中通過實踐操作、團隊協(xié)作、討論交流等活動，培養(yǎng)探究精神，激發(fā)學習興趣，并從中感受自主學習、合作學習的快樂。*實驗教學內(nèi) 容實驗的導入：1、問題的提出：有老師通過實例：“廣東虎門大橋發(fā)生異常抖動，大橋管理部門已經(jīng)封閉大橋?！碑斈憧吹竭@則消息的時候，你想到的是什么呢？（1）虎門大橋為什么晃動？人為？爆炸？

4、汽車撞擊？水流沖刷？風吹？甚至恐怖襲擊等等。（2）新聞中提到的“卡門渦街”到底是一種什么現(xiàn)象？（3）怎樣解決這個問題？讓你自然而然的去查閱很多知識。 這則新聞，讓你了解到風可以對建筑造成各種各樣的影響，假如你是初中生課堂的引導者，你會這樣引導你的課堂呢？通過這種層層問題式的提出，能夠引導學生發(fā)現(xiàn)問題，繼續(xù)深層次挖掘。實驗方案的引導：1、進行方案設(shè)計：所有學生通過課堂和課后思考后，提交初步方案，學生以沙龍或論壇的形式公開展示和解說自己的解決方案，有著相同類型方案的學生組成研究團隊。2、心理學教師進行團隊知識輔導,各組內(nèi)部進行團隊分工，或團隊間的分工。3、指導老師介紹鼓風機用法，強調(diào)用電安全性。4

5、、指導教師進一步引導學生改進鼓風機，讓鼓風機吹出來的能夠風模擬自然風。5、引導學生研究紙牌穩(wěn)定性與紙牌折角大小的關(guān)系?？刂破渲心承┳兞坎蛔儯ㄈ纾壕嚯x、鼓風機的風速等），研究角度與穩(wěn)定性的關(guān)系6、引導學生撲克牌的折角兩邊的長度與穩(wěn)定性的關(guān)系？7、控制折角角度不變，研究與鼓風機距離的遠近穩(wěn)定性的研究。8、撲克牌橫放和豎放穩(wěn)定性一樣不？9、撲克牌橫放和豎放穩(wěn)定性情況下，最大抗風能力？實驗現(xiàn)象的深層次思考：1、引導學生善于發(fā)現(xiàn)其中的問題，在折角很大的情況下，撲克牌是向前傾倒，在折角很小的情況下，撲克牌不是往前傾倒而是側(cè)向傾倒，這是什么原因？2、我們可以再看實例：（1）當?shù)罔F或高鐵火車進站經(jīng)過你的旁邊時

6、候，你是不是有向前傾倒的趨勢（2）當飛快的汽車經(jīng)過你的身旁時候，你的下意識動作是不是要遠離汽車。這些現(xiàn)象是為什么呢？ 布置作業(yè)： （1）讓學生查閱資料舉出關(guān)于此知識的其他相關(guān)實例 （2）通過身邊的小事情激發(fā)他們濃厚的探究的興趣，讓他們自己主動查閱資料，進而歸納整理該知識的相關(guān)原理，積極為下一節(jié)課的發(fā)言做充分的準備。3、學生分組舉例，歸納總結(jié)該知識的相關(guān)原理。4、進行知識的拓展：撲克牌折角較小時為什么側(cè)向傾倒？進行受力分析，解釋原因。從物理受力和數(shù)學向量分析可以得到：物體的兩個力夾角很小，向前的合力很大，很容易造成物體向前傾倒5、撲克牌折角較小時為什么側(cè)向傾倒？進行受力分析，解釋原因。從物理受力

7、和數(shù)學向量分析可以得到：物體受到的兩個力，合力還是向前，但是由于兩個力的夾角很大，合力很小，向前的趨勢已經(jīng)不明顯。實驗知識的拓展：1、知識拓展，伯努利原理，做實驗研究。2、伯努利原理-解釋折角偏小時的情況，撲克牌折角較小時，兩邊的風速很容易產(chǎn)生不一樣，只要兩邊風速稍微有變化，兩面的壓強就會有變化，所以就會發(fā)生側(cè)移3、伯努利原理-解釋屋頂被風掀翻房子外面的風速大，壓強小，房子內(nèi)部的風速小，壓強大，當房子內(nèi)外的壓強差達到一定程度的時候，房頂將被掀翻。評價與思考撰寫研究報告，學生對整個實驗過程進行評價。教師對每組在實驗的每個過程上進行ABCD四個等級的評價，學生對自己在團隊中的表現(xiàn)和貢獻進行自評，看清自己的優(yōu)勢，自己是領(lǐng)導型人才，還是行動型人才，還是創(chuàng)新型人才等等；找出自己在能力上的弱項，是知識能力不足，還是團隊意識差，還是語言交流弱，還是思維呆板等等，幫助學生認清自我。*實驗教學過 程*實驗效果評 價教師對每組在實驗的每個過程上進行ABCD四個等級的評價，學生對自己在團隊中的表現(xiàn)和貢獻進行自評，看清自己的優(yōu)勢，自己是領(lǐng)導型人才，還是行動型人才，還是創(chuàng)新型人才等等；找出自己在能力上的弱