科學(xué)玩具-中學(xué)校本課程

《科學(xué)玩具中物理教育功能研究與開發(fā)》

課題研究活動(dòng)總結(jié)匯報(bào)浙江省義烏中學(xué)季倬研究背景1、緣于目前課程資源建設(shè)的研究2、緣于國內(nèi)國外技術(shù)教育的對(duì)比3、緣于三級(jí)課程體系構(gòu)建的需要4、緣于義烏玩具市場(chǎng)提供的平臺(tái)河北大學(xué)吳祖仁教授國家教育部“十一五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《在基礎(chǔ)教育中系統(tǒng)開設(shè)技術(shù)教育課程的研究》子課題《科學(xué)玩具中物理教育功能研究與開發(fā)》

基本情況顧問和指導(dǎo)：吳加澍老師組員：王樹民、陳軍、駱文洲、付可欽、季倬、邱俊飛、王丹鳳、章則雷、陳凱研究時(shí)間：2007年10月——2009年10月成果形式：論著及實(shí)物作品2007級(jí)第一輪研究活動(dòng)時(shí)間從2007年10月至2008年9月止，期間共有原高一年級(jí)的16位同學(xué)參加。2008級(jí)學(xué)生人數(shù)60人教師學(xué)生完成研究性學(xué)習(xí)修得學(xué)分。優(yōu)秀的作品參加各級(jí)比賽。設(shè)計(jì)成果與生產(chǎn)廠家合作。創(chuàng)意作品可申請(qǐng)國家專利。豐富習(xí)題設(shè)計(jì)的情景素材。促進(jìn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)。編撰特色校本課程的教材。喜歡動(dòng)手敢于質(zhì)疑崇尚創(chuàng)新的校園文化氛圍。選擇課題市場(chǎng)調(diào)查原理分析挖掘亮點(diǎn)遷移應(yīng)用模型制作撰寫報(bào)告對(duì)創(chuàng)意設(shè)計(jì)的理解與尊重自身創(chuàng)新能力的體現(xiàn)與培養(yǎng)培養(yǎng)動(dòng)手能力體驗(yàn)工藝技術(shù)原理分析遷移應(yīng)用模型制作學(xué)生活動(dòng)研究性學(xué)習(xí)課題選擇力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)；傳統(tǒng)的、現(xiàn)代的；市場(chǎng)調(diào)查科學(xué)玩具的市場(chǎng)調(diào)查問卷

科教化成人化教育功能有待開發(fā)市場(chǎng)調(diào)查傳統(tǒng)水槍漂流水槍氣壓水槍背式水槍原理總水量射擊方式最大射程銷售情況傳統(tǒng)水槍扳機(jī)控制單向閥門，隨扳機(jī)的按鈕伸縮將水吸入和噴出。較少，一般約100毫升左右。點(diǎn)射4-6米一般且逐年下滑。漂流水槍類似針筒，后拉推柄吸水，前推推柄噴水。300毫升連續(xù)噴射8米較好，尤其山水風(fēng)景區(qū)中銷量頗佳。氣壓水槍充氣裝置增大蓄水容器內(nèi)的氣壓，扳機(jī)控制水閥的開關(guān)。300-500毫升點(diǎn)射或連續(xù)噴射8-10米很好背式水槍增大蓄水容器背于后背，其它原理類似氣壓水槍。2-4升點(diǎn)射或連續(xù)噴射9-11米一般原理分析發(fā)現(xiàn)小球之所以會(huì)飄起來是因?yàn)橥婢叩膰姎獬隹谔幫衅鹦∏驎r(shí)，空氣的流動(dòng)空間被壓縮，小球上方高速、低壓空氣與小球下方高壓氣體形成的壓力差把小球向上推。球能夠隨著玩具到處移動(dòng)則是因?yàn)樾∏蜃笥覂蓚?cè)的氣流流速有所不同，從而兩側(cè)的壓強(qiáng)不同，小球兩側(cè)受到的壓力大小不同導(dǎo)致小球在水平方向上處于平衡狀態(tài)。會(huì)頂球的鯨魚原理分析發(fā)燒豬（暖手袋）暖手袋里的液體就是過飽和溶液醋酸鈉(CH3COONa)。過飽和溶液不穩(wěn)定。當(dāng)扭曲里面的金屬片時(shí)，所產(chǎn)生的輕微震動(dòng)足以使溶質(zhì)結(jié)晶并放熱，變成較穩(wěn)定的固體。所以暖手袋開始暖起來。把暖手袋放入沸水中加熱約10分鐘，凝結(jié)了的溶質(zhì)便會(huì)再次溶解；這是由于在高溫下，溶質(zhì)的可溶性增加。在溶解的過程中，溶質(zhì)進(jìn)行吸熱反應(yīng)，再次成為過飽和溶液。以便下次使用。挖掘亮點(diǎn)CAB小小發(fā)條盒奧妙無窮多學(xué)生感言1、外觀改變：改變所研究玩具顏色、形狀大小等。2、功能增加：增加如配音、環(huán)保、健身等功能等。3、人群變化：成人化、女性化或適應(yīng)殘疾人士等。4、場(chǎng)地變化：水陸空之間變換、戶外室內(nèi)變換等。5、時(shí)間變化：突破天氣環(huán)境、白天晚上的約束等。6、領(lǐng)域遷移：生活用品的改進(jìn)、玩具的教具化等?！w移應(yīng)用

要求將自己研究的玩具的物理原理和設(shè)計(jì)閃光點(diǎn)進(jìn)行遷移應(yīng)用，改進(jìn)或設(shè)計(jì)作品，寫出說明書，并提出以下方向可供選擇。

遷移應(yīng)用跳跳水母內(nèi)部結(jié)構(gòu)（似潛水艇原理）遷移應(yīng)用模型制作《關(guān)于對(duì)螺旋錐轉(zhuǎn)速影響因素的探究》編號(hào)溝壑條數(shù)深度彎曲程度①30.5cm較大②30.5cm較?、?0.5cm較?、?1.0cm較?、?1.0cm較小如果能通過改變溝壑條數(shù)深度，彎曲程式度和粗糙程度，盡可能增大水流對(duì)螺旋錐的作用，那么它的用途將會(huì)很廣，尤其可能將它用于發(fā)電等，希望此份報(bào)告能對(duì)生產(chǎn)生活有所幫助。模型制作《飛行玩具機(jī)器貓》《電動(dòng)竹蜻蜓》優(yōu)化課堂教學(xué)

創(chuàng)設(shè)情景、引入課題《機(jī)械振動(dòng)》ABFGKCDEM《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》優(yōu)化課堂教學(xué)

聯(lián)系實(shí)際、驗(yàn)證規(guī)律

“超球”現(xiàn)象優(yōu)化課堂教學(xué)

激發(fā)疑問、承上啟下為什么泡泡是彩色的？彩色條紋變化的原因？優(yōu)化課堂教學(xué)

開設(shè)“窗口”、拓寬視野

球周圍激發(fā)電場(chǎng)，球內(nèi)的與大地之間存在電勢(shì)差，當(dāng)用手（人與大地相連）觸及球時(shí)，球周圍的電場(chǎng)、電勢(shì)分布不再均勻?qū)ΨQ，故輝光手指的周圍變得更為明亮，產(chǎn)生的弧線順著手指的觸摸移動(dòng)而游動(dòng)扭曲。線圈固設(shè)于基座內(nèi)并位于磁鐵的下方，線圈與電路板連接，由太陽能電池供電給電路板，通過電路板內(nèi)的控制電路控制線圈的磁性，使線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)形成相互作用力，同名磁極互相排斥，驅(qū)使擺動(dòng)件擺動(dòng)。科學(xué)玩具在物理實(shí)驗(yàn)開發(fā)中的直接應(yīng)用

開發(fā)演示實(shí)驗(yàn)

一些玩具本身就是一件精美的物理儀器或教具，在教學(xué)上應(yīng)用玩具可以先利用玩具的趣味性來吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步利用玩具的操作來說明一些科學(xué)原理或現(xiàn)象，把玩具作為科學(xué)探究的對(duì)象。只要教師加以適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)，就能使學(xué)生從單純的感興趣到進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)探究?？茖W(xué)玩具在物理實(shí)驗(yàn)開發(fā)中的技術(shù)移用

開發(fā)演示實(shí)驗(yàn)

科學(xué)玩具在物理實(shí)驗(yàn)開發(fā)中的一器多用

開發(fā)演示實(shí)驗(yàn)

氣球激光筆編寫物理習(xí)題

假設(shè)橫截面為圓形的光纖，直徑為D，普通塑料如聚苯乙烯折射率為n=1.4，將其彎曲成如圖所示形狀，彎曲部分可視為半圓，其半徑為R，一束平行光從光纖直線部分的橫截面A垂直地射入，要使光能夠全部從光纖另一端B射出，則R與D的比值至少多少？R與D的比值至少為2.5編寫物理習(xí)題

強(qiáng)強(qiáng)的媽媽給他買了一支水槍，與原有的水槍相比個(gè)頭更大，仔細(xì)分析其原理是充氣后依靠氣壓將水射出，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，由于家里空間太小，不容易用實(shí)驗(yàn)的辦法測(cè)出水槍的最大射程。請(qǐng)你想辦法利用一些物理規(guī)律幫強(qiáng)強(qiáng)估算充氣水槍的射程。（以下測(cè)得數(shù)據(jù)供選擇：水槍蓄水容器的容積約為0.3升，現(xiàn)已充水達(dá)0.2升，槍殼前端的充氣裝置每次壓入常壓下的氣體約0.015升，每次射擊前充氣20次，出水管口徑0.5cm，水的密度為1×103kg/m3，當(dāng)天氣壓約為1×105Pa，持槍時(shí)槍離地面高度為1m，不計(jì)水在水管中所受阻力。）v=20m/ss≈8.9m

編寫物理習(xí)題

物理量的測(cè)量的方法：

m：電動(dòng)飛鴿的質(zhì)量，用配重進(jìn)行改變，用天平進(jìn)行測(cè)量；ω：用秒表記錄飛行30圈的總時(shí)間

t，然后算出周期T=t/30，再由ω=2π/T求得；

R:

采用投影法，用激光筆將飛鴿的影子豎直投射到塑料透明尺上，便可讀得影子到懸點(diǎn)的間距r。設(shè)計(jì)課外活動(dòng)

探究性制作活動(dòng)玩具敲打琴發(fā)音原理紙飛機(jī)機(jī)翼角度和飛行時(shí)間的關(guān)系平衡鳥制作設(shè)計(jì)課外活動(dòng)

創(chuàng)造性發(fā)明活動(dòng)

雙（多）人滑板車回形針的創(chuàng)新作品活動(dòng)報(bào)導(dǎo)中國科學(xué)院、中國工程院和國家自然科學(xué)基金委員會(huì)聯(lián)合主辦

活動(dòng)報(bào)導(dǎo)中學(xué)物理教學(xué)專業(yè)雜志《物理通報(bào)》于2009年第2期對(duì)本課題研究活動(dòng)的報(bào)道——活動(dòng)報(bào)導(dǎo)《浙中新報(bào)》2009年3月2日對(duì)本課題研究活動(dòng)進(jìn)行報(bào)道校本課程原理分析與設(shè)計(jì)“重心類”玩具“飛行類”玩具“離心類”玩具“磁性類”玩具“光學(xué)類”玩具“電擊類”玩具“氣壓類”玩具“傳感類”玩具“振動(dòng)類”玩具“浮力類”玩具物理原理分析設(shè)計(jì)亮點(diǎn)討論創(chuàng)意作品設(shè)計(jì)實(shí)物模型制作自制玩具比賽相關(guān)玩具介紹作品展覽評(píng)價(jià)教案

講義校本課程Mail:ywykjizhuo@懇請(qǐng)各位同行批評(píng)指正，謝謝！科學(xué)（science）是對(duì)各種事物和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分類、歸納、演藝、分析、推理、計(jì)算和試驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。技術(shù)（technology）則是人類為滿足自身的需求和愿望對(duì)大自然的利用和改造。科