四年级科技小制作简单又漂亮,科技手工简单小制作
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小工艺制作简单美观(小工艺手工制作)
前几天用一个简单的塑料瓶做了一个水火箭,发射了一个L 空的视频屏幕。如何用塑料瓶制作二次水火箭?这枚火箭背后隐藏着怎样的科技教育理念?
并图/记者通讯员/朱
图形/陈永杰
“三,二,一!”随着全校400多名师生齐声倒计时,三枚水火箭同时发射,在天空中划出一道美丽的弧线空。
这是浙江安吉兰润天使外国语实验学校水火箭比赛的精彩一幕。其中,一位科学老师在发射者和学生之间不断检查指导,确保比赛顺利进行。
这位老师是王银,一位最近受欢迎的科学老师。目前在教一四年级的理科班,也是四年级的班主任。
火星探测器-1着陆的那天,他在自己的视频号“王”上发布了一段用塑料瓶做成的水火箭发射空的视频。短短半天播放量突破1300万,被人民日报、央视新闻等媒体转载。
视频中的火箭可以实现两级分离,每一级都可以自动打开降落伞,让箭体安全着陆。巧妙的设计引起了在场同学的欢呼,并在评论区引起了众多网友的共鸣。
如何用塑料瓶制作二次水火箭?这枚火箭背后隐藏着怎样的科技教育理念?近日,北京科技报记者专程来到浙江安吉兰润天使外国语实验学校,为大家揭秘网络名人的“水火箭”。
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第二级降落伞水火箭背后的“谜团”
在学校的木工房里,各种材料和工具摆放整齐,工艺感和仪式感迎面而来。这就是视频中网络名人水火箭“天使二号”诞生的地方。在谈到设计这款水火箭的灵感时,王银说,一切都来自校本课程的主题实践课。本课程每学期有一个主题,全校围绕主题进行跨学科、跨年级的综学习。
“这学期正好赶上中国火星探测器-1的发射,所以学校制定了“Tai 空探索与人类文明”的主题,设置了“火星生存”“火箭运输”等科学课题。根据这个主题,我决定在科学手册课上开设水火箭课程,并设定了带领学生制作两级分离式水火箭的目标。”王银说。
与单级水火箭相比,两级分离水火箭的制造主要有两大难点:一是实现两级的自动分离,二是两级火箭的自动开启。
为了分离两级火箭,王银通过一段软管、一段硬管和一个单向阀制造了一个特殊的分离器。当两级火箭密封对接时,气体通过两个管道和单向阀供给两级火箭。火箭发射前,软管受到高压,内部的硬管被紧紧“托住”,强大的摩擦力使一级箭和二级箭结在一起。随着火箭上升空,级箭内压力会随着不断漏水而降低。软硬管之间的摩擦力不足以束缚上面的二级箭,二级箭会在后坐力的作用下脱离一级箭。
“我们之所以选择制造两级分离式水火箭,是为了更模拟真实的火箭发射;另一方面,火箭分离后,二级火箭会因为重量减轻而以更大的速度前进,学生在观察后会对相关科学原理有更深刻的理解。”王银说。
二级火箭的自动开伞是另一个难题。要抓住机会打开降落伞,不能太早,也不能太晚。在尝试了多种不同的方式后,王银最终采用了最稳定的“侧开伞”方案,通过玩具上的延时发条控制伞舱的开启,使得视频中的二级火箭具备了开伞功能。
王银表示,视频中看到的水火箭并不是“完整版”,未来还会有更多的改进。“我们会根据不同的需求定制不同版本的水火箭。比如为了让它飞得更远,可以改进导轨和尾翼的设计;为了让火箭垂直降落,我们将研发制造多伞火箭。先开一把导伞,初步降低下降速度,再从顶部打开大伞,这样会使降落位置更准确,使垂直降落成为可能。”
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锻炼能力
让孩子展示不同的自己。
据王银介绍,本学期开设了自己主导的科学手册课程,目前仍在探索和完善中。因为相关的系统课程很少,他收集了国内外的相关经验,结自己做手工的学习经验,一步步设计了一套校本课程内容。从使用最基本的工具,一直到做一些比较复杂的小设计和小发明,都可以锻炼学生的综能力。
谈及开设科学手工艺课程的原因,王银承认,他发现不同的学生在教学中接受不同类型信息的能力有很大的差异。有些学生对阅读、听课等方式不够敏感,缺乏学习效率,但往往动手实践能力强,从小到大都能举一反三。开设科学手册课程为这些学生提供了一个差异化的学习平台。
王银说,他敏锐地捕捉到了这一点,因为他从小就是一个热爱动手实践的人,在动手的过程中,他获得了更多的感悟和经验,甚超过了课本上学到的东西。在学校的木工房里,王银向记者展示了他和学生们制作的作品,包括可以连续行进数百米的手推车、可以特定方式打开的风琴盒、可以放大手机镜头焦距实现微距摄影的相机、相机辅助工具等。制作它们的初衷是为了个人兴趣和教育意义。
▲王银制造的手机模具,放置手机即可实现微距拍摄(左)和微距拍摄(右)。
“通过手工制作,我感受到了与自然的亲密交流,所以我认为这样,会更有说服力地学生感受和理解科学,能够从心底激发学生对自然的好奇和探索。因此,虽然我的手工课以严格著称,但它仍然很受同学们的欢迎。”王银说。
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手工是综能力。
属于“磨刀不误砍柴”
但与学生的一致好评不同,目前部分家长对科学手工课持观望或犹豫态度,甚有家长担心做手工的科学教育效率太低,难以把握重点,影响学习效率。对此,王银表示,理科手工艺课并不像很多家长想的那样只是“玩”,而是实际上是为了培养学生解决问题的实践能力和终身成长,而不是单纯学习课本知识。
“比如我们之前设计了很多版本的水火箭的降落伞打开方案。虽然理论上没有问题,但确实是具体到发射。由于火箭处于高速运动状态,在设计中会导致各种意想不到的情况。视频中成功发射的背后可能有8-9枚破碎的火箭。这种克服困难的宝贵经验,只有通过亲身经历才能感受到。”王银说,“所以,手工课可以让孩子进入深度探索的状态,自发地感受科学探索的过程,激发他们的原始能力,而不是浪费时间。”
甚在学习科学知识方面,王银也认为参加科学手工课很有意义,属于“磨刀不误砍柴”。通过课程中的动手和观察,大量的科学现象以情感的方式进入了孩子的记忆。当孩子进入科学理论的学习时,速度会远远超过没有亲身经历过的孩子。
“我在小学二年级做的一些手工,可能要等到大学二年级才能学会原理,但童年时那些模糊的印象可以让我一点点学会,这是我的亲身经历。从事教育工作后,学习了英国教育家怀特海提出的‘浪漫--综’三阶段循环理论,进一步印证了我的理解。因此,我认为在小学开展科学手工课是符科学教育规律的。”王银动情地说。
通过科学手工课,王银正在一步步地将“从传授科学知识到提高学习能力”的教育理念付诸实践。他表示,未来将继续推动包括水火箭制造在内的科技课程的进一步发展,并将其总结成有计划、有规律的课程,为新时代的科技教育贡献力量。
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