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2022.9宋云霞设计和制作一个机械模型设计思路
发布时间:2022-10-28   点击:   来源:原创   作者:梅建芬

跨学科的综合实践活动,需要基于物理学科,打破学科之间的壁垒,加强与其他学科的关联,体验融合的魅力,教会学生学科思维及融通,在真实情境中综合运用多种知识解决实际问题。要跨出物理学科视野,强调综合性与实践性,与日常生活相联系、与工程技术相联系,与社会发展相联系。

1.情境从生活走向物理,从物理走向社会

电影《隐入尘烟》中利用杠杆、定滑轮和斜面来建造房子的视频引入尝试着找出其中的各种机械,并讲述它们的主要功能通过实验探究组合机械的功能,归纳出物理本质,应用于实际生活中的机械,最后播放太空机械臂视频。前呼后应,从生活走向物理,从物理走向社会。

2.设计由简单到复杂,再由复杂到简单

从最原始简陋的机械、学生自制的和生活中的简单机械,到设计和组装较为复杂的机械完成任务,直至生活中的工程车和太空机械臂完成神奇壮举,最后归根结底都是由最简单的机械构成。这个设计由简单到复杂,再由复杂到简单。

3.思维由浅显到深刻再回归本质;

最原始的建造房屋的机械、学生自制的最简单的机械模型到生活中简单机械的应用,到深入探究如何组装机械完成任务,从理论推导到在真实情境中解决实际问题,发现理论与实践矛盾,斜面和轮轴组合拉力大于1N;滑轮组和杠杆组合时,拉力近似于零;三种省力机械组合却不是最省力。分析问题寻找原因,发现绳子直接绕在螺丝上摩擦力很大,绕在定滑轮上拉力就小于1N。在滑轮组和杠杆组合中,滑轮组省力倍数是3,省力杠杆自重1N,省力倍数是2,两种省力倍数乘积大于5,所以拉力为零。而三种省力机械由于机械自重和摩擦的影响很大,不容忽略,反而不是最省力的。所以理论需要在实践中进行检验,在实践中才能考虑全面,学生在纸上谈兵时无法体会机械自重和摩擦的影响,现在才有深刻的领悟。最后进化到最先进的中国太空机械臂,实现了很多神奇壮举,但是归根结底无法离开简单机械的组合。

4.流程从日常生活走向工程技术再迈向社会发展。

从农耕时代那种最原始的建造房子的场景,到生活中的简单机械应用,都与日常生活紧密结合;在设计和组装一个组合机械模型完成任务的过程中,不管设计并优化方案,还是组装实践,以及分析理论与实践不相匹配,都体现了工程技术的设计理念;从最原始的机械到现代复杂机械再到最先进的太空机械臂,无不伴随着科技进步,影响着社会发展的进程。


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