【教學(xué)設(shè)計(jì)】我讓雞蛋撞地球_綜合實(shí)踐

1、我讓雞蛋撞地球教學(xué)設(shè)計(jì)一、活動(dòng)背景：雞蛋撞地球”起源于英國，活動(dòng)主要模擬航天飛行器著陸，引導(dǎo)學(xué)生為雞蛋設(shè)計(jì)、制作一個(gè)緩沖減震裝置，使其從高空墜落后不破碎，這是一項(xiàng)集科學(xué)性與趣味性為一體的科技實(shí)踐活動(dòng)，廣受各國大中小學(xué)生的喜愛。2014年，隨著學(xué)校+基地群”實(shí)踐活動(dòng)的廣泛開展，我校學(xué)生參觀了五一三”中國航空航天科技館，對(duì)各種航空航天飛行器產(chǎn)生了濃厚的興趣。同年7年，中國第六屆航模大賽在牟平養(yǎng)馬島舉行，同學(xué)們?nèi)逃^看了同齡孩子們的航模表演，遙不可及的夢想開始啟航，我讓雞蛋撞地球”就是同學(xué)們與自己航天夢想的第一次親密接觸。二、活動(dòng)目標(biāo)1、知識(shí)與能力：了解活動(dòng)相關(guān)的物理學(xué)原理，并能應(yīng)用于創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)踐，

2、能夠從問題出發(fā)，對(duì)活動(dòng)過程和現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和科學(xué)探究能力。在資料收集、合作探究、交流展示等過程中增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作能力。2、過程與方法：通過學(xué)生探究、教師解讀、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、專家揭秘等多種形式由淺入深層層推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)理論上的原理分析。再通過個(gè)人解說、雙向選擇、頭腦風(fēng)暴實(shí)現(xiàn)博采眾長、優(yōu)勢互補(bǔ)的實(shí)踐操作。最后通過世界之最、規(guī)則修改、實(shí)踐應(yīng)用達(dá)成課題的拓展延伸。3、情態(tài)態(tài)度價(jià)值觀：通過把“不可能”變成“現(xiàn)實(shí)”，體驗(yàn)科學(xué)的魅力，增強(qiáng)科技興國的責(zé)任感，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和合作共嬴的團(tuán)隊(duì)概念，通過雙向選擇，滲透民主意識(shí)和權(quán)利概念，實(shí)現(xiàn)公民意識(shí)的培養(yǎng)。三、活動(dòng)時(shí)間及具體安排本課題共分四個(gè)階

3、段，歷時(shí)四個(gè)月：第一階段：確立主題，劃分小組（第第二階段：分頭行動(dòng)，收集資料（第第三階段：集中交流，展示成果（第第四階段：拓展提升，總結(jié)收獲（第四、具體活動(dòng)過程第一階段：確立主題，劃分小組（第（一）關(guān)注學(xué)生興趣，確定主題1-2周）3-9周）10-12周）15-16周）1-2周）微課一活動(dòng)來源、目標(biāo)及方案制定2014年5月，隨著學(xué)校+基地群”實(shí)踐活動(dòng)的廣泛開展，我校學(xué)生參觀了市屬實(shí)踐活動(dòng)基地-五一三”中國航空航天科技館，對(duì)各種航空航天飛行器產(chǎn)生了濃厚的興趣。同年月，全國航模大賽的觀摩激發(fā)起同學(xué)們的信心，遙不可及的航天夢想開始啟航，模擬航天飛行器著陸的雞蛋撞地球”活動(dòng)應(yīng)運(yùn)而生，為雞蛋設(shè)計(jì)、制作一個(gè)

4、緩沖減震裝置，使其從高空墜落后不破碎，這項(xiàng)集科學(xué)性與趣味性為一體的科技實(shí)踐活動(dòng)，成為同學(xué)們與自己航天夢想的第一次親密接觸。（二）歸納問題，確立子課題，劃分小組主題確立后，同學(xué)們圍繞主題展開了激烈的討論，提出了很多的問題，依照“科學(xué)性、實(shí)用性、可行性”三條原則，篩選優(yōu)化，形成了以下四個(gè)子課題并劃分了小組：1、追根溯源一一理論探究組，2、立學(xué)篤行一一實(shí)踐操作組3、百家爭鳴一一大賽籌備組4、高瞻遠(yuǎn)矚一一拓展延伸組（三）分工合作制定方案子課題確立后，同學(xué)們根據(jù)自己的興趣、愛好、特長自由組合成組，通過“毛遂自薦”和“同學(xué)選舉”兩種方式確定了本組組長，圍繞本組的任務(wù)展開了激烈的討論，形成具體的活動(dòng)方案。并

5、齊心協(xié)力，做好了相關(guān)活動(dòng)準(zhǔn)備。第二階段：分頭行動(dòng)，收集資料（第3-9周）（一）追根溯源一一理論探究組1、活動(dòng)目標(biāo)：主要圍繞高空墜蛋“為什么會(huì)碎”“如何保證不碎”等問題展開資料收集，通過與現(xiàn)有物理知識(shí)的運(yùn)用及相關(guān)物理學(xué)原理的拓展，從理論角度解析“雞蛋撞地球”不碎的秘訣。2、活動(dòng)方式：學(xué)生奔赴圖書館查閱資料，上網(wǎng)搜索，采訪物理和數(shù)學(xué)教師。3、教師指導(dǎo)：建議學(xué)生采用視頻、圖形、文字、數(shù)據(jù)等多種形式來展示理論探究成果；指導(dǎo)學(xué)生采訪專業(yè)教師之前，做好相關(guān)采訪知識(shí)、技巧、器材等相關(guān)準(zhǔn)備，做好采訪提綱等;指導(dǎo)學(xué)生整理匯報(bào)材料、研究表述技巧。（二）立學(xué)篤行一一實(shí)踐操作組1、活動(dòng)目標(biāo)：在了解保障雞蛋不碎的相關(guān)理

6、論知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)運(yùn)用何種原料，通過哪種方式達(dá)成雞蛋不碎的目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)和實(shí)踐操作。分工合作，多角度、多途徑創(chuàng)意設(shè)計(jì)并制作出作品。2、活動(dòng)方式：上網(wǎng)搜索、分工合作、咨詢專家、求助家長、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作。3、教師指導(dǎo)：進(jìn)行安全教育，注意制作過程中安全操作；提醒注意保存活動(dòng)過程性資料，可求教老師或?qū)で蠹议L幫助；總結(jié)歸納創(chuàng)意設(shè)計(jì)的原理，準(zhǔn)備交流展示材料。（三）百家爭鳴一一大賽籌備組1、活動(dòng)任務(wù)：制定“雞蛋撞地球”大賽方案及評(píng)分細(xì)則，與學(xué)生會(huì)或?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)落實(shí)比賽組織具體事宜（如時(shí)間，場地，參觀人員、服務(wù)人員、評(píng)委的選定，媒體邀約等）。并做好相關(guān)的器材準(zhǔn)備。2、活動(dòng)方式：上網(wǎng)搜索，走訪領(lǐng)導(dǎo)、教師、

7、學(xué)生會(huì)干部，邀約媒體。3、教師指導(dǎo)：注重分工合作，分頭行動(dòng)，及時(shí)交流總結(jié)，提高工作效率；權(quán)責(zé)明確，注意落實(shí)，確保比賽組織萬無一失；走訪邀約注意禮貌。（四）高瞻遠(yuǎn)矚一一拓展延伸組1、活動(dòng)目標(biāo)：了解世界各國“雞蛋撞地球”活動(dòng)的世界紀(jì)錄（數(shù)據(jù)及圖片等）；準(zhǔn)備相關(guān)問卷，收集同學(xué)們對(duì)活動(dòng)參與及比賽的意見和建議；對(duì)活動(dòng)宣傳推廣出謀劃策并第二屆雞蛋撞地球比賽做好準(zhǔn)備。2、活動(dòng)方式：上網(wǎng)搜索，設(shè)計(jì)、發(fā)放、統(tǒng)計(jì)“調(diào)查問卷”，宣傳推廣等。3、教師指導(dǎo)：注重資料收集的科學(xué)性和權(quán)威性；調(diào)查問卷設(shè)計(jì)科學(xué)具體；宣傳推廣注重多角度、多渠道，提升宣傳效果。第三階段：集中交流，展示成果（第10-12周）微課二成果交流展示經(jīng)過幾

8、個(gè)月的努力，學(xué)生掌握了相關(guān)理論知識(shí)，制作了形式多樣的作品，準(zhǔn)備好了比賽的相關(guān)事宜，并進(jìn)行了班級(jí)內(nèi)的首輪淘汰，2015年3月20日，我校舉辦了第一屆“雞蛋撞地球”大賽，以現(xiàn)場比賽的形式進(jìn)行了活動(dòng)成果的交流展示。16名學(xué)生躋身校級(jí)決賽，五百多名師生現(xiàn)場觀看。牟平電視臺(tái)全程跟蹤采訪并在牟平新聞報(bào)道。第四階段：成果提升，總結(jié)收獲（第15-16周）課題確立后，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好自由組合成組，分頭行動(dòng)收集資料，然后以比賽的形式進(jìn)行了交流展示。本課題的主課展示的是活動(dòng)的第四階段：成果提升，總結(jié)收獲。課堂實(shí)錄我讓雞蛋撞地球成果提升總結(jié)收獲【活動(dòng)準(zhǔn)備】1、學(xué)生準(zhǔn)備：比賽裝置、筆、記錄本2、教師準(zhǔn)備：相關(guān)課件

9、，生雞蛋68個(gè)，塑料碗一個(gè)，制作模型的器具（膠帶、剪刀、小刀、一次性筷子、鐵絲、乒乓球（替代雞蛋）、細(xì)線、大小汽球、拖盤等6套，泡沫若干）【實(shí)施過程】導(dǎo)入：古人常用“雞蛋碰石頭”來形容“自不量力”，那么雞蛋撞地球會(huì)怎么樣呢？前段時(shí)間，我們實(shí)驗(yàn)中學(xué)的同學(xué)們向這個(gè)項(xiàng)目發(fā)起了挑戰(zhàn)，首先讓我們回顧一下活動(dòng)中的精彩瞬間。（播放課件）16人參賽，14人成功著陸?！拔易岆u蛋撞地球”，如此不可思議的事情同學(xué)們是如何做到的呢？這節(jié)課我們就一起分享一下這些優(yōu)秀作品的創(chuàng)作精髓?？纯此麄兊膭?chuàng)意源自哪里？有何可取之處？又有何改進(jìn)空間？也就是我們的課題第四階段-拓展延伸總結(jié)收獲。（一）追根溯源（原理分析）從規(guī)則中不難看出

10、，“雞蛋撞地球”最重要的就是要保證雞蛋不碎，雞蛋高空墜落為什么會(huì)碎呢？用你們所學(xué)的物理學(xué)知識(shí)來解釋一下吧！小組討論中1、學(xué)生探究：為何會(huì)碎（1）雞蛋為何為碎因?yàn)榈厍蛞Γu蛋受重力作用，因?yàn)榧铀俣?，雞蛋到達(dá)地面時(shí)的速度會(huì)很快，所以沖力很大，雞蛋給地球一個(gè)很大的壓力，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，所以地球也?huì)給雞蛋相同的力，因?yàn)殡u蛋與地球的接觸面積較小，壓強(qiáng)大，所以雞蛋會(huì)碎。（2）加裝裝置后為何雞蛋還會(huì)碎慣性，一切物體都具有慣性。高空墜蛋著地時(shí)，裝置停止運(yùn)動(dòng)，而雞蛋由于慣性，還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)就會(huì)造成與裝置之間的碰撞和擠壓，如果雞蛋和裝置之間的緩沖不到位，雞蛋就會(huì)碎。2、教師解讀：動(dòng)量定理今天，我非常幸

11、運(yùn)地請(qǐng)到了我們專業(yè)的物理老師一一王海濤老師，和我共同執(zhí)講這節(jié)課，同學(xué)們你們歡迎嗎？下面讓我們專業(yè)的物理老師為我們揭密一下雞蛋不碎的秘訣。物理教師：要想雞蛋撞地球不碎，有很多種方法，但都要用到一個(gè)物理學(xué)上非常重要的定理一一動(dòng)量定理：（板書）p=Ft,4p指的是動(dòng)量的變化，F(xiàn)指的是沖力的大小，t指的是力的作用時(shí)間。p和下落時(shí)的高度有關(guān)，投放點(diǎn)在同一樓層，p就是一個(gè)定值。所以要想雞蛋不碎，就要從兩個(gè)方面入手，一是減小雞蛋下落撞擊地面的瞬時(shí)速度，減小沖擊力，既減速。二是延長雞蛋與地面的相互碰撞的持續(xù)時(shí)間從而達(dá)到減少?zèng)_擊力，也就是緩沖。從這兩個(gè)方面入手都可以達(dá)到減小著地時(shí)的沖擊力的作用，保護(hù)雞蛋不碎。3

12、、游戲驗(yàn)證：手握雞蛋比賽(1)教師出示“握雞蛋比賽”要求(出示課件)每組選派一名代表參加比賽，規(guī)定時(shí)間內(nèi)最先握碎雞蛋者勝出。(2)比賽進(jìn)行時(shí)(3)教師總結(jié)引導(dǎo)：輕輕一磕就碎的雞蛋為什么用那么大的力卻握不碎呢？(4)學(xué)生討論回答，教師補(bǔ)充。4、專家揭秘：特殊均壓情境(1)專家揭秘南京航空航天大學(xué)的力學(xué)鄧教授為我們提供了一種特殊情境，他說比較科學(xué)的方法應(yīng)該是做一個(gè)安全氣囊，里面充滿氣，氣壓能夠維持到把雞蛋浮在中間，這樣當(dāng)雞蛋下落的時(shí)候，氣體膨脹，在密封的狀態(tài)下雞蛋就會(huì)三面均勻受壓，不會(huì)碎。”鄧教授用強(qiáng)度原理來解釋這一現(xiàn)象：雞蛋在沖擊地面的過程中，動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)換成應(yīng)變能，應(yīng)變能越大，表示沖擊動(dòng)應(yīng)力越大。

13、根據(jù)強(qiáng)度理論，當(dāng)沖擊引起的相當(dāng)動(dòng)應(yīng)力超過雞蛋的許可應(yīng)力，雞蛋就會(huì)破碎。但有一種情況例外，如果物體三面均勻受壓，雖然動(dòng)應(yīng)力大，但相當(dāng)動(dòng)應(yīng)力小，所以，不論沖擊動(dòng)應(yīng)力多大，都不會(huì)對(duì)雞蛋產(chǎn)生破壞?！边@就是保護(hù)雞蛋不碎的的第三種解決途徑一一均壓。2、教師演示替代方案用氣壓讓雞蛋懸浮在密閉容器的中間，這個(gè)理論上可行，但實(shí)際上以我們現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)條件很難，我和你們物理老師研究了很長時(shí)間，想出了一替代方案，我用模型來說明(出示模型)，在密閉容器中，雞蛋在中間，上下左右墊上充氣的汽球，這樣裝置在與地球碰撞時(shí)，周圍的汽球互相擠壓，給雞蛋各部位的力相同，效果和我們剛才所說的均壓的情景差不多?，F(xiàn)在這只是一種設(shè)想，需要同學(xué)

14、們?cè)诂F(xiàn)實(shí)操作過程中驗(yàn)證。(二)立學(xué)篤行(實(shí)踐操作)緩沖、減速、均壓，理論上我們總結(jié)出三條途徑，那現(xiàn)實(shí)中同學(xué)們又是用什么具體的辦法來解決的呢！我們將采用“雙向選擇”的方式重新分組，優(yōu)化小組組合。1、優(yōu)化分組(1)分組方法6位組長，按照比賽的成績，由低到高依次展示作品，說明作品的創(chuàng)意來源、設(shè)計(jì)原理、優(yōu)點(diǎn)和不足。同學(xué)們根據(jù)他們的解說及對(duì)其裝置的興趣選擇組長，組成新的攻關(guān)小組，與志同道合的同學(xué)一起頭腦風(fēng)暴，改進(jìn)裝置。(2)雙向選擇每組6人，超過6人跟隨你，組長有選擇權(quán)，從中挑選自己喜歡的組員，不足6人，可以從全班范圍人任意挑選，無論選中誰，都要無條件的，全力以赴地協(xié)助你們的組長完成挑戰(zhàn)。（3）解說、分

15、組進(jìn)行時(shí)各攻關(guān)小組的組長，一組周新程；二組李泉德；三組蘇雨航；四組李逢時(shí)；五組曲美翰；六組杜藝琳。組長依次上臺(tái)解說裝置，學(xué)生舉手表達(dá)要加入的小組，教師組織引導(dǎo)完成分組。2、頭腦風(fēng)暴頭腦風(fēng)暴，看看我們集體的智慧能碰撞出什么樣的靈感火花？看看哪個(gè)小組的作品最有創(chuàng)意、最切實(shí)可行。十分鐘內(nèi)，打造出一個(gè)升級(jí)版來。（課件出示具體要求）（1）活動(dòng)要求：（課件出示）活動(dòng)內(nèi)容：小組合作改進(jìn)裝置活動(dòng)時(shí)間：十分鐘（都完成了我們會(huì)提前結(jié)束）具體方法：討論修改方案，合作完成簡易模型（或在原有模型上改裝，以能說清改裝意圖為準(zhǔn)。）評(píng)比辦法：解說各自升級(jí)版裝置，集體投票選出最佳創(chuàng)意作品，所在小組為最佳創(chuàng)意小組。（每人一次投票

16、機(jī)會(huì)，不投自己）（2）討論制作（兩位教師巡回指導(dǎo)）（3）解說評(píng)比解說完畢后集體投票，每人一次投票機(jī)會(huì)，舉手示意，教師匯總，選出最佳作品并發(fā)獎(jiǎng)，（若出現(xiàn)相同票數(shù)則教師加投）說起來容易做起來難，“想到”只是走好了成功的第一步，“做到”才是我們的最終目的，而他們之間的橋梁是一一實(shí)踐，希望同學(xué)們利用課余時(shí)間完成作品，為我們的第二屆“雞蛋撞地球”大賽做好準(zhǔn)備。（三）高瞻遠(yuǎn)矚（拓展延伸）1、世界之最看了同學(xué)們剛才的創(chuàng)意，老師感覺真的很棒！但是同學(xué)們，你知道雞蛋撞地球目前的“世界之最”是多少嗎？（同步出示課件）（1）世界最高：152米，什么概念？43樓。（2）世界最輕：是由香港科技大學(xué)教授方明保持的，一個(gè)漏斗型的緩沖裝置，整個(gè)裝置僅重1.2克。相當(dāng)于一張A4紙一一的1/4。雞蛋撞地球，創(chuàng)意無極限，同學(xué)們，我們還可以飛得更高，做的更好，是嗎？2、規(guī)則修改為了更好的組織我們的第二屆“雞蛋撞地球”大賽，需要我們這些過來人總結(jié)一下經(jīng)驗(yàn)。出謀劃策，在活動(dòng)組織和規(guī)則修改上提出建設(shè)性意見。這個(gè)我們?cè)谡n后認(rèn)真考慮，形成方案后我們?cè)儆懻摗?、應(yīng)用推廣雞蛋撞地球，之所以風(fēng)靡世界，只是因?yàn)樗芎猛鎲?？我們?cè)O(shè)計(jì)這些裝置，僅僅是為了保護(hù)雞蛋嗎？同學(xué)們思考一下。它在我們的現(xiàn)實(shí)生活中還有什么意義呢？我們的裝置可以應(yīng)用在哪些