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系统2:系统,向上,向上,远离!

材料

  • 空的电影罐(那种与内部密封盖子——通常是明确的)
  • 施工图纸
  • 纸板
  • 磁带
  • 剪刀
  • 小苏打
  • 学生日记(用于记笔记)
系统2:系统,向上,向上,远离!图片来源:Clipart.com

目的

设计和测试火箭来确定需要哪些变量来优化系统使其发挥最佳功能。


上下文

本课是系统系列两课中的第二课。学生应该理解一个系统如何能够发挥作用取决于零件的数量和类型以及它们是如何组装的。研究还表明,学生倾向于检查系统内物体的独立性质,而不是看到物体之间的交互作用。学生需要开始理解一个系统实际上是各部分的相互作用。他们需要摆脱“系统的属性属于单个部件”的概念。

小学生倾向于认为一个系统必须做一些事情才能成为一个系统,或者一个失去了自身一部分的系统仍然是同一个系统。此外,学生们倾向于通过注意独立物体的性质来解释现象,而不是通过看到系统各部分之间的相互作用来解释。孩子们不明白,部分组成的整体具有部分所没有的特性。对孩子来说,整体就像他们的部分。(科学素养基准,355 - 356页。)

在系统1:简单的机器,学生仔细看看各种简单的硬件设备。学生通过实践和互联网探索观察设备元素之间的交互。开发系统的概念有助于建立一个框架,了解与几乎所有其他基准主题相关的想法。

系统2:系统,向上,向上,远离!旨在让学生探索变化的部分或数量将如何影响一个系统的属性。具体来说,学生们将探索薄膜筒火箭个体特征的变化将如何影响其性能。


提前计划

教师应提前确定学生应该工作的团体的规模。组的数量将确定需要多少胶卷罐。从照片开发商店免费提供电影罐很容易获得。如果您提前几天请求他们,很容易获取渔民。在学生想要设计不同类型的火箭或修改他们的初始设计时,请务必提供额外的罐头。


注意:火箭需要在外面发射。


动机

首先询问学生:

  • 你见过火箭发射到外太空吗?
  • 你有没有想过他们如何使它工作?
  • 火箭的部分是什么?
  • 你认为将所有这些部分以某种方式组合在一起很重要吗?

与他们讨论学生的回应。然后,告诉学生他们的工作是设计火箭,并测试他们的火箭的部件如何影响它将如何飞行。它们都将使用相同的基本结构,但允许修改。


发展

让学生去空间班车ThinkQuest网站。这个页面为学生提供关于航天飞机的基本信息。指导学生密切关注航天飞机的各个部分,以及它们如何发挥作用,使之成为一个整体。他们应该研究目前美国宇航局航天飞机的不同部分。

把学生分成小组(小组越小越好……最好是让学生单独学习)。向他们解释,他们将使用空的胶卷罐、建筑纸、纸板、胶带、剪刀、小苏打和醋作为他们的原料。

给每组薄膜罐。让学生设置罐子,以便盖子在底部。然后,学生应该在它周围滚动一块施工纸,使其形成一个长管并将其粘合到位。

询问学生,因为他们正在建造他们的火箭:

  • 你认为我们需要所有的材料吗?为什么或为什么不?
  • 如果我们离开鼻子,你认为会发生什么?
  • 如果我们离开鳍,你认为会发生什么?
  • 你觉得我们需要尸体吗?

接下来,学生应该从施工纸上切出一个圆圈。它们应该切割成圆的中心并卷曲纸以制作锥形。让学生确保锥体适合管道。如果没有,那么它们应该调整圆圈的大小或锥体直到它。学生应该把锥体粘贴在一起。确保提醒学生使用的磁带量可能会影响火箭的飞行。学生应该把它们的锥形带到管子里。

如果学生选择,他们可能会在火箭底部添加四个翅片。

让学生提前决定多少醋和小苏打它们将用作燃料。他们应该把小苏打包装到罐里。它们可以使用0到2茶匙的醋。让每个小组在科学期刊中记录这些金额。

要发射火箭,让学生把他们的火箭带到外面的开阔区域。他们应该把火箭设置成45度角。你可能想花点时间给每一枚火箭分配一个数字,这样学生们就可以在科学期刊上记录每枚火箭的飞行距离。

火箭队应该一次推出一个。每次发射后,衡量每个火箭能够旅行的距离,让学生记录他们的科学期刊中的距离。学生应与同学进行比较他们的结果。他们应该寻找使用的醋量的趋势,并且距离旅行。

问学生:

  • 哪个火箭最远的火箭?
  • 哪个火箭距离最低距离?
  • 你认为是什么影响了起飞?
  • 为什么你这么想?
  • 如果我们占用最好的公式并增加醋或小苏打,您认为会发生什么?
  • 如果我们让身体变短或变长会发生什么?
  • 如果我们减少或增加鱼鳍的数量会怎样?
  • 你认为将所有这些部分以某种方式组合在一起很重要吗?

允许学生花十五分钟复习他们的火箭。

对学生说:现在您有机会启动火箭并比较数据。允许您对火箭进行一次修改。您必须记录该修订版。您可以选择所做的一些事情是:使火箭体更短或更长,改变翅片的数量,改变醋的数量,或改变小苏打的量。

重新发射火箭,比较飞行距离。

问学生:

  • 你在火箭的设计中修改了什么?
  • 你为什么要改变这种变化?
  • 一旦你改变了,是火箭是同样的火箭或不同的火箭?为什么或为什么不?
  • 你想对火箭做什么新的改变?为什么?

评估

对学生说:我们花了一些时间来研究火箭的起飞以及设计和燃料量对火箭飞行的影响。你要写一篇描述,解释你发现的最佳设计。画一个火箭的图表,并回答以下问题:

  • 火箭的各个部件需要让火箭工作吗?
  • 各部件是否能够单独运作?为什么或为什么不?
  • 为什么需要火箭的身体?
  • 为什么需要电影罐?
  • 您认为天气会影响火箭的飞行吗?
  • 你认为将所有这些部分以某种方式组合在一起很重要吗?为什么或为什么不?
  • 航天飞机的飞行经常被推迟。为什么你认为让所有的设备处于完美的工作状态很重要?

延期

为学生提供制作的方向航天飞机模型,建立航天飞机模型的动手活动。让它们颜色,切割和组装空间班车。

问学生:

  • 航天飞机的所有部件都用来制造它了吗?
  • 我们是不是漏掉了模型的一部分?为什么或为什么不?
  • 如果我们剪错了其中一部分会发生什么?
  • 如果我们把其中一块放在错误的位置会怎样?

你发现这个资源有用吗?

课程细节

成绩 主题 2061项目的基准

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