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融入真情景,开展真实践 ——以《轻舟怎过万重山——独木舟改进... [复制链接]

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   本项目以改进独木舟为大项目构建,6个子项目推进的方式,让项目组成员经历了浮的材料造船——木排,沉的材料造船——橡皮泥和铝箔,探索船的载重量和什么有关,如何让船动起来,并最终设计和制作、测试、改进小船,综合运用科学、数学和工程技术的知识,从而让迭代更进的“独木舟“实现“轻舟已过万重山”。

       本项目的驱动性问题是:船是人类的伟大发明,它的历史也是源远流长。独木舟是最早的船,但是稳定性不好,载重量不大,如何改进独木舟,提高稳定性和载重量,并拥有持续的动力呢?

   本项目分为多个子项目进行,最终制作成载重量和稳定性较好,并具有一定动力的小船,持续改进独木舟,实现“轻舟已过万重山”。
最后编辑陆国萍 最后编辑于 2023-02-12 15:11:54
本主题由 生态维护者 徐玉红 于 2023/3/3 19:42:25 执行 设置精华/取消 操作
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项目1:如何改进独木舟,增加载重量和稳定性?

材料:独木舟3只,胶带,水槽,垫圈若干。

  项目小组成员在测试了独木舟之后,发现独木舟不够稳定,容易左右晃动,并且承载的重物——即垫圈较少,想到可以将独木舟拼接到一起,于是制作了双独木舟和三层独木舟,测试如下。

                        
  

  

载重量(垫圈数量)

稳定性

  

独木舟

  

  

  

6个垫圈

  

  

较差

  

  

双独木舟

  

  

27个垫圈

  

较好

  

三独木舟

  

  

44个垫圈

  

  制作和测试后发现,独木舟拼接的数量越多,船体越大,底部越宽阔平坦,载重量和稳定性都大大提高。但是需要的材料比较多,可不可以用较少的材料达到目的呢?

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项目2:如何用较少的材料制作小船,增加载重量和稳定性?项目小组成员八且石布想到家乡有用竹筏载物,提议可以制作一个像竹筏那样的船,材料会减少很多。所需材料:木条7根,胶带,水槽。绘制设计图,制作并测试如下

                  
     

载重量(垫圈数量)

稳定性

  独木舟  

6个垫圈

较差

  木排  

21个垫圈

测试过程中成员发现,木排的载重量和稳定性果然增加了,但是木排不能确保乘船者或者货物保持干燥,跟三拼接独木舟相比载重量还不够大。怎么解决这些问题呢?成员吴晶晶带来家里的船模和木排对比观察,发现船模更大,并且刷上了油漆,能够防水。是否还能用其他材料造船呢?

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项目3:用橡皮泥和铝箔造一艘可以装载20个垫圈的船。

  独木舟和竹筏是用木头和竹子做的,这些材料可以浮在水面上,那在水中下沉的材料也可以来造船吗?成员们想到现在的船就是钢铁造的。

怎么让钢铁造的船浮在水上呢?利用橡皮泥和铝箔这些同样会下沉的材料尝试造船,并且能载重20个垫圈。

材料:橡皮泥一块,铝箔纸一张,垫圈若干,水槽

绘制设计图,测试并改进,最终载重20个垫圈以上。

  测试和改进中发现,同样的橡皮泥船,造得越大,载重量越多;同样的铝箔纸,也是造得越大,载重量越多。载重量跟什么有关呢?是底面积越大,载重量越大;还是船舷越高,载重量越大呢?

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项目4:船的载重量和什么有关?

材料:三张边长12厘米的铝箔纸,垫圈若干,弹珠若干,水槽,尺子,笔,记录表。

绘制设计图,制作并测试。

分析数据,成员们发现,船的载重量和体积有关,体积越大,载重量越大,而不是只看底面积或船舷高度。

同时货物放置的位置也会影响载重量。货物均匀分散在船底能装载更多。但是弹珠放上去后会滚动,导致船体不平衡,降低稳定性。需要改装船舱,使船舱分隔。

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项目5:如何让船动起来?

我们已经用不同的材料造了船,如何让船动起来呢?

  材料:模型船,竹棒,卡纸,风扇,小马达,电池盒,蒸汽装置,打火机,舵,水槽,双面胶,记录单

成员们根据材料给模型船装上不同的动力系统。绘制设计草图,安装动力系统,进行测试。

测试中发现,船不能直行,如何让船的行驶保持一定的方向呢?我们需要给船装上船舵。

通过安装动力装置,成员们发现随着人类社会的不断发展,对船的动力需求也会不断发展,同时科学技术也不断发展了。

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项目6:造一艘自己的小船

  在前5个子项目中,成员们已经对船的材料,结构特点,载重量,动力系统等有了比较充分的了解,同时在探究中已经积累了一些动手“造船”经验,接下来成员们根据造船的要求和材料,设计方案,修正完善,制作与测试小船。

  材料:泡沫板,KT板,小电动机,小风扇,电池盒,木条,纸张,钩码,塑料瓶,记录单。设计小船,要求载重200g,有自己的动力系统,能航行1米远。  

  制作与测试小船

  通过造一艘小船,成员们经历了明确问题,设计方案,动手制作,不断改进的过程,体验了产品发明的过程,发展了实践能力和工程思维,实现了独木舟的步步改进,使“轻舟已过万重山”

最后编辑陆国萍 最后编辑于 2023-02-12 15:22:37
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成员八且石布提问,我们中国的造船技术在世界上的排名怎么样呢?成员们利用课外书籍,上网查找等方式查阅资料,发现我国的造船技术曾长期居于世界领先位置,并对后世产生了巨大的影响,明朝郑和七次下西洋,在沿途经过的亚非30多个国家和地区,传播了中国的文化和友谊,展示了中国人高超的造船技术和航海本领。但是清朝时不重视科学技术,导致造船技术没落。不过新中国成立后,国家重视科学技术,20世纪末,中国造船技术有了突飞猛进的发展,各造船厂陆续生产高技术船舶。现在,我们已经能够建造符合国际规范,航行于任何海域的船舶。可是和国外更为先进的技术相比,我们还是有一定差距。所以作为祖国的未来,我们一定要学好知识和本领,因为少年强则国强,少年雄于地球,则国雄于地球!
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本项目的设计,符合五年级学生的兴趣、动手能力等水平特征,贴近五年级学生的最近发展区。学生在一个个子项目的实践性学习中,获得了丰富的感性认识,提升了动手能力。本项目依托船的发展史,组合成了工程设计的完整过程,为学生提供了“产生问题——设计作品——完善改进“的活动经验,有利于学生养成运用综合所学的各方面知识来解决问题的习惯。本项目的材料简便易得,易于操作,学生也能完成产品的制作,大大增加了获得感和成就感。

本项目在推进过程中对一些材料考虑不周,没有提供更为多样的材料。教师对学生的设计图多有直接指出不足,缺少让学生对设计图进行确切的分析,自己发现存在的问题,进行更好地改进。学生在制作时对设计图有改动,没有让他们把改动的地方标示出来。

同时提供的水池较小,装上船舵后短距离的航行并不能很好的体现船舵的功能。设计时还可以让学生发散思维,考虑天气,风浪等因素该如何应对。

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活动设计环节递进关系清晰。
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