高中綜合實踐活動-基于STEM模式的氣動火箭打靶項目設計教學設計學情分析教材分析課后反思

“基于STEM模式的氣動火箭打靶”項目設計聯(lián)系電話：電子郵箱：課程內容和學情分析：本教學內容根據(jù)綜合實踐大綱有關項目設計的要求設計，并根據(jù)高中生的思維特點和動手能力，結合學過的物理知識進行設計，并考慮到日常生活經(jīng)驗和趣味性，能夠引起學生的學習興趣，課程內容的難易程度，也適合高中生。二、教學目標1、通過項目實踐掌握氣動火箭打靶及項目報告撰寫所需的科學設計知識。2、通過項目設計實踐掌握STEM模式下的科學設計方法。3、通過項目設計培養(yǎng)團結協(xié)作精神和分析問題、解決問題的動手能力。三、課型和課時：項目實踐課，1課時。四、教學重點難點：氣動火箭實驗數(shù)據(jù)和打靶操作。五、教學過程：師生明確要求---分組設計方案---制作火箭----實驗----進行比賽1、明確項目任務，分組，制定設計方案：氣動火箭打靶的項目任務：利用硬紙制作一個火箭，在氣動發(fā)射器上發(fā)射，擊中分靶，根據(jù)擊中分靶計算得分，有三次機會，取平均分，火箭發(fā)射動力為高壓氣體。氣動發(fā)射器的氣壓為1.5個大氣壓，不能改變，所有火箭都在同一個發(fā)射器上發(fā)射。各組可根據(jù)自身火箭的特點，自選發(fā)射角度。分靶中心到發(fā)射器的距離固定為7米，分靶為圓環(huán)形，由內向外分靶分數(shù)依次為100分，90分，80分，70分，60分。擊中哪個分靶，就得多少分，未擊中分靶，沒有成績。分靶圖如下：每個分環(huán)的距離是10厘米。發(fā)射示意圖如下：1)問題分析如何擊中目標，我們做以下分析：F=PS=ma實際上，F(xiàn)=PS—F空—mg*sinα，為了簡化計算，先認為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最遠，Sin2α應取最大值1，所以α=450，此時V02=2gH,以450發(fā)射，連續(xù)發(fā)射4至5次，計算平均值H，代入上式，即可得出V02，然后，把給出的靶距h=7米，代入上式，即可得到Sin2α=h/H的值，查表可得，發(fā)射角度α，進行實際發(fā)射，可有3次機會。取平均成績。2)制作材料提供硬紙2張，kt板一塊，膠帶一卷。泡沫一塊，剪刀一把。發(fā)射器共用。3)制作要點：為了減少誤差，火箭的制作應精細，特別是外部平滑，盡量減少空氣阻力。并要保證火箭結實耐用?；鸺岸艘芊猓⑶一鸺^部要和發(fā)射管緊密結合，中間不要有空隙。4)發(fā)射要點：氣壓，角度和方向要準。2、學生分組根據(jù)項目設計要求和stem模式，制作火箭并進行各項參數(shù)關系實驗。組長召集本組所有人員對本組內所有設計方案利用頭腦風暴法進行評估、分析，最終選擇或修改、設計一個方案作為本組的最終方案，小組共同來完成這個方案，并對組內成員就完成方案進行詳細具體的任務分工。并填寫項目設計方案表（如下）：項目設計---氣動火箭作品方案表制作者信息年級、班級小組組別第組組長姓名組員姓名作品信息作品名稱材料清單作品結構設計及創(chuàng)新部分介紹作品圖樣參數(shù)實驗方案如下（教師準備好發(fā)射架等實驗器材和要求表格，由各組組長組織組員完成，實驗做完后，必須向老師展示記錄好的表格。）（教師指導實驗，監(jiān)督各組認真完成實驗）：45度發(fā)射最遠距離H記錄表組別：第一次H第二次H第三次H第四次H平均距離通過公式Sin2=h/H(h=7米)算出的發(fā)射角度α的值α=3、教師組織，各組先交流設計，然后依次比賽，記錄比賽成績。每組有3次機會，連續(xù)使用，取最高成績。氣壓1.5個大氣壓，靶距7米。每組發(fā)射前，要對本組的火箭作品和設計、制作策略進行解說，發(fā)射結束后要作總結。評分標準：火箭頭落地點。比賽成績記錄表：組別分數(shù)1分數(shù)2分數(shù)3最后分數(shù)名次1組2組3組4組5組6組4、各組進行綜合評價。項目設計---氣動火箭打靶項目綜合評價表組員學習實驗情況組內制作分工情況組內作品制作情況作品改進情況作品比賽成績本組表現(xiàn)優(yōu)秀的學生名單：5、比賽完成后，各組要提交實驗報告（可在課下完成）。實驗報告組成部分；1、小組人員組成和分工情況，初步計劃。2、各項試驗記錄表。3、本組采用的最終方案表。4、制作實驗情況記錄表。5、比賽情況記錄表。6、本組成員表現(xiàn)評價表。7、小組成員心得。六、教學反思：附錄：氣動火箭發(fā)射器及靶心改進型氣動火箭發(fā)射器（能根據(jù)設定好的氣壓自動發(fā)射）附:角度正弦值對照表角度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課程內容和學情分析：本教學內容根據(jù)綜合實踐大綱有關項目設計的要求設計，并根據(jù)高中生的思維特點和動手能力，結合學過的物理知識進行設計，并考慮到日常生活經(jīng)驗和趣味性，能夠引起學生的學習興趣，課程內容的難易程度，也適合高中生。角度正弦值對照表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壓強為1.5大氣壓,45度角發(fā)射最遠距離H記錄表第一次H第二次H第三次H平均距離通過Sin2α=h/H計算出的發(fā)射角度α的值(h=7米)最終比賽成績記錄表項目設計---氣動火箭打靶比賽計分表組別分數(shù)1分數(shù)2分數(shù)3最后分數(shù)名次1組2組3組4組5組6組7組8組9組教材分析：本教學內容根據(jù)綜合實踐大綱有關項目設計的要求設計，并根據(jù)高中生的思維特點和動手能力，結合學過的物理知識進行設計，并考慮到日常生活經(jīng)驗和趣味性，能夠引起學生的學習興趣，課程內容的難易程度，也適合高中生。附:角度正弦值對照表角度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