三节气垫船的拓展课教案
余杭区临平第一小学 杨仁光
离上一次发布气垫船的拓展性课程已经过去一年多了，经历了一番前思后想，尝试以“科学史为情境，以术改进为主线”，重新设计了三节连续的气垫船拓展性课程，锻炼学生的动手能力，培养学生从社会文化的大背景中，更多从经济、技术、成本、节能的角度去思考改进技术的方式，因此发布在论坛，欢迎各位老师提出宝贵的意见，我会再根据意见修改，接下去的一段时间，我们会把这三节课打磨好，到时候再分享。气垫船是怎样腾空起来的
一、教学目标
（一）科学概念
气垫船是利用气流，在船体与水面之间形成一层气垫，进而离开水面，腾空起来的船舶。
（二）过程与方法
1、通过安装测试气垫船模型，了解气垫船腾空的原理。
2、安装气垫船动力套件，锻炼动手能力。
（三）情感、态度、价值观
尝试从气垫船萌芽阶段所处的社会文化背景去思考科学技术问题。
二、教学重难点及教学对象
（一）教学重点：
1、理解气垫船离开桌面腾空起来的原因。
（二）教学难点：
1、安装动力套件并测试
2、从气垫船发明过程中所处的社会文化背景去思考科学技术问题。
（三）教学对象：
五、六年级
三、教学准备
课件、气垫船模型、电动风扇套件、进气孔套件、电源套件
四、教学过程
（一）情境引入（）
1、引导学生浏览介绍飞机、火车、汽车、船舶等几种交通工具行驶速度的表格。
2、提问：从这个表格中你能发现什么信息？（请学生说，得出船舶的航行速度比较慢）
3、提问：为什么船舶航行速度比较慢？（请学生说，船舶航行速度比较慢是因为受到水的阻力）
4、提问：
“有没有一种船舶可以离开水面进而大大减小水对船舶的阻力呢？”引出气垫船。（板书：气垫船）
设计意图：当初英国工程师科克莱尔发明气垫船的原因在于意识到要减小水对船的阻力，才能提高船的航行速度，因而发明了气垫船。引导学生通过对比几种常见交通工具行驶速度，思考减小水对船阻力的方式，进而引出气垫船。利用科技史上真实的社会背景，来创设学生参与科学技术探究的情境，从而使学生在课堂上，在与科技史上那一个时代类似的情境下，尝试着去解决类似的问题。科学史表明，科学发现与科学家的时代背景有着一定的必然联系。通过这样的探讨，就会使学生理解过去的科学家是在当时的社会和历史情境中展开其工作的。[1]）
（二）气垫船是怎样腾空在水面的呢？
1、播放一段气垫船的视频（视频要求能观察到气垫船离开水面航行）
2、提问：气垫船是怎样离开水面腾空起来的呢？（请学生说）
3、如何使气垫船离开桌面，腾空起来
出示气垫船模型实物，如图1。
（1）提问：在肢体不接触以及不使用任何工具的前提下，有什么办法可以让气垫船离开桌面，腾空起来呢？（2）学生小组讨论，并尝试。（学生方法倾向于两种：往模型侧面吹气（失败），往模型中间吹气（成功））
（3）提问：往模型中间吹气的时候，气垫船模型为什么就可以腾空起来呢？
（4）引导：吹进去的空气到哪里去了？
学生描述进入气垫船的气流路径以及气垫船腾空起来的过程。（用画图的形式）
（5）引导：我们把气垫船与桌面之间的这层空气叫做？（气垫）
小结：气垫船就是利用气流，在船体与水面之间形成一层气垫，进而离开水面，腾空起来的
。
2、如何使气垫船长时间腾空在桌面
（1）提问：吹气的方式能让气垫船长时间腾空在桌面上吗？
（2）引导：怎样才能使气垫船长时间腾空在桌面上呢？（学生会想到用气球、电风扇、小马达、吹风机等手段。）
（3）归纳所提出办法的共同特点：持续往模型中间补充空气。
（4）出示准备好的电动风扇套件，如图2。指导学生正确安装，如图3为正确安装方式。
（5）测试
引导：你们发现了什么问题
生：气垫船并没有腾空起来
（6）提问：有没有办法可以使气垫船更好的腾空起来呢？下一节课，我们继续研究。
设计意图：早在科克莱尔发明气垫船之前的1716年，一位瑞典的发明家，就设计了一个类似于气垫船的飞行器，他在裹着帆布的平台上，凿了一个孔，然后让一个人拿着扇子往孔中扇风，以期使飞行器离地而起，但是失败了。也许我们现在看起来，这种做法非常可笑，但是这其中孕育着的有关气垫船萌芽的思想却是难能可贵的。因而往模型中间吹气这一活动的设计，就源自这一历史素材。在教学过程中还发现，这种简化的模型在教学中比较直观，也便于学生观察、分析、解释和提出改进方式。本节课的所有活动也基于这一简化的模型。
第二课 如何让气垫船腾空效果更好
一、教学目标
（一）科学概念
对气垫船的重量，进气孔和转速进行改进可以改进气垫船的腾空效果。
（二）过程与方法
做重量、进气孔、转速（风力）与气垫船腾空效果关系的实验，验证自己的推测。
（三）情感、态度、价值观
尝试从气垫船发明过程中所处的社会文化背景去思考科学技术问题。
二、教学重难点及教学对象
（一）教学重点：
1、理解气垫船离开桌面腾空起来的原因。
2、通过实验验证自己的猜测。
（二）教学难点：
1、自己尝试设计对比实验，验证猜想。
2、从气垫船发明过程中所处的社会文化背景去思考科学技术问题。
（三）教学对象：
五、六年级
三、教学准备
课件、气垫船模型、电动风扇套件、进气孔套件、电源套件
四、教学过程
（一）引入
1、引导：我们在模型上安装了电动机之后，气垫船并没有腾空起来，那么，有没有办法可以使气垫船更好的腾空起来，也就是提高气垫船的腾空效果？（板书“腾空效果更好”）
（二）如何使气垫船更好地腾空起来（30min）
1、大胆猜测
（1）预设：
①减轻重量
②提高转速（增大风力）
③缩小进气孔
……（板书：重量轻、转速（风力）大、进气孔小）
2、探讨方案、实验探究
（1）引导：现在你们提出了可以通过减轻重量、提高转速、缩小进气孔这三种方法，是不是这三种方法都可行呢？怎样用实验来说明？
（2）学生讨论，完成三个实验计划（三个表）
（5）提问：还有提高转速和小进气孔两个办法，又该怎么去研究呢？（4）教师演示减轻重量对气垫船腾空效果的影响。
（6）学生讨论。同时在相应的环节出示“进气孔套件”，如图4。“电源套件（转速）”，如图5。正确的安装如图6、图7所示。
3、实验、记录（1）学生实验，探究进气孔、转速对气垫船腾空效果的影响，教师巡视指导。
（2）根据实验结果进行探讨。
（3）小结：减轻重量、缩小进气孔、提高转速都可以使气垫船的腾空效果更好。
4、从不同角度对比提高气垫船腾空效果的方法
（1）提问：这三种方式都可以提高气垫船的腾空效果，如果这是一个真实的气垫船，需要运送乘客或者物资，那么你会选择什么方式来提高气垫船的腾空效果呢？
（2）学生讨论、并阐述理由
（3）引导：如果我们从制造成本、节约资源的角度来看，你更愿意选择哪一种方式呢？
设计意图：
1、科学史上没有一蹴而就的成功，许多重要的发现和发明都是集聚了许多科学家的辛勤努力才成功的。因而设置了安装电动风扇后，气垫船腾空不起来这一环节，激发学生提出改进的措施。学生设计实验、验证猜想这一环节则跟《我们的小缆车》一节非常相似了。
2、技术的选择本身存在着很多的局限。提出让学生选择改进气垫船的方式，是从社会文化的大背景中，更多从经济、技术、成本、节能的角度去思考改进技术的方式。科学的目的在于了解世界，而技术的目的在于改变世界以满足人们的需求，为了理解科学、技术以及社会三者之间的关系，应该在更广泛的社会文化背景下去思考，这样可以使学生更清晰的感受到科学技术历程中进步的艰辛和所受到的局限。
5、引出气垫船的旋转问题
我们打开气垫船的开关，除了观察到气垫船漂浮在桌面的现象之外，还观察到了什么现象？
第三课 如何让气垫船沿直线运行
一、教学目标
（一）科学概念
技术设计具有一定的流程
技术设计需要运用科学概念、相互交流和执行程序
（二）过程与方法
设计制作沿直线运行的气垫船
（三）情感、态度、价值观
日常生活中的一些现象具有相同的科学规律
发展对技术设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。
二、教学重难点及教学对象
（一）教学重点：
设计制作气垫船
（二）教学难点：
设计气垫船
（三）教学对象：
五、六年级
三、教学准备
课件、气垫船模型、电动风扇套件、进气孔套件、电源套件
四、教学过程
（一）引入（1min）
1、我们打开气垫船的开关，除了观察到气垫船漂浮在桌面的现象之外，还观察到了什么现象？
预设：气垫船会旋转
（二）气垫船为什么会旋转？
1、引出问题：气垫船为什么会旋转呢？
2、引导：我们生活中有没有哪些物体是利用螺旋桨朝下吹动空气，进而离开地面的？（预设：直升机）
提问：直升机除了上部螺旋桨之外，在尾部还有一个螺旋桨，那么尾部螺旋桨有什么作用呢？预设：控制方向
提问：假如直升机没有了尾翼处的螺旋桨，会出现什么状况呢？（预设：旋转）
3、一起观看美国电影《黑鹰坠落》中的一个片段，看一下失去尾翼的直升机会旋转吗？
4、提示引导：请注意直升机机体的旋转与上部螺旋桨的旋转方向相同吗？（预设：相反）
5、师：我们再来看看桌面的气垫船，从上往下，观察螺旋浆与气垫船船体的旋转方向相同，还是相反？
生：相反。
师：看来我们生活中的一些现象有着某些共同的规律.
（三）怎样让气垫船沿直线行走
1、直升机通过尾部螺旋桨来控制直升机的旋转，那么你会如何去解决气垫船旋转的问题呢？如果再给你提供一个电动风扇，你能让气垫船能沿直线行驶吗？
2、先设计方案，再交流
3、接下去我们就开始分小组制作我们的气垫船，看看那一小组沿直线运行得最快。
（准备好跑道）
4、比赛
设计意图：通过新的现象、新的任务来激发学生进一步学习的热情
