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        “玩”轉(zhuǎn)創(chuàng)新

        2017-12-07 22:17:02劉松
        關(guān)鍵詞:科學課程設(shè)計

        劉松

        現(xiàn)在的學生接觸到的玩具大多是通過購買或簡單組裝獲得。如果學生能通過動手制作玩具、學習其中的科學知識,勢必會達到事半功倍的效果。

        我在科技課教學中融入設(shè)計、制作、分享、推介科學玩具,為學生講解科學玩具背后的科學原理,再引導學生通過創(chuàng)意設(shè)計,利用常見的材料“化腐朽為神奇”。這種形式不失為一種開展創(chuàng)客教學的好方法。

        一、制作科學玩具與創(chuàng)客教育的共同點

        在科技創(chuàng)新課程中,設(shè)計制作科學玩具與創(chuàng)客教育的課程實施有很多共同點。比如二者都要求學以致用,將創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實,都提倡“做中學”,小組合作,注重培養(yǎng)學生的表達能力。

        科學玩具的設(shè)計制作過程往往是綜合運用各種學科知識、工具、材料的過程,比如設(shè)計投石機、機械手臂等,這些與創(chuàng)客教育的跨學科特征別無二致。所以,通過設(shè)計制作科學玩具開展創(chuàng)客教育教學,既是在現(xiàn)有科技創(chuàng)新教育課程基礎(chǔ)上與創(chuàng)客教育課程的結(jié)合,又是教育理念更新、提升的過程。

        二、通過設(shè)計制作科學玩具開展創(chuàng)客教育課程的優(yōu)點

        創(chuàng)客教育課程注重與日常生活結(jié)合,解決生活中遇到的實際問題。將設(shè)計制作科學玩具融入創(chuàng)客教育課程,一是符合瑞士兒童心理學家讓·皮亞杰的認知發(fā)展理論。讓學生在學習科學技術(shù)的同時接觸自己感興趣的科學玩具,能提升學生的學習代入感,使學生有身臨其境的感受。

        二是相對無人機、VR、3D打印、arduino開源硬件、機器人等,科學玩具造價便宜,容易獲得。

        三是教育改革的新趨勢,即用生活化的教具讓學生更容易理解所學內(nèi)容,寓教于樂。

        四是可以利用科學玩具進行各種創(chuàng)意設(shè)計,比如玩具玩法、外觀、結(jié)構(gòu)、功能等。

        三、案例分析

        如何開展創(chuàng)客教育課程?我以錯覺陀螺、回旋紙飛機及紙竹蜻蜓三種科學玩具為例作詳細分析。

        (一)錯覺陀螺

        使用的基本器材有剪刀、熱熔膠槍、光盤、圖紙、玻璃珠、膠水。

        課程目的:1.讓學生通過錯覺陀螺的活動了解錯覺、視覺暫留、旋轉(zhuǎn)平衡等概念。2.設(shè)計出不同的錯覺動畫效果,并演示講解。

        科學原理:首先需了解影片是以“幀”的方式儲存影像,即以固定的時間間隔記錄影像,例如每秒記錄10張或20張等(通常每秒12幀以上)。而眼睛是連續(xù)性地接收影像,與攝影機不同。因此用攝影機拍攝旋轉(zhuǎn)的物體,就會呈現(xiàn)與肉眼看到的不同的現(xiàn)象。

        在錯覺陀螺的設(shè)計圖中,每一層的方塊(即螺旋槳)數(shù)目不同,由內(nèi)到外共六層,分別為15、18、21、24、27以及30個方塊。開始旋轉(zhuǎn)后,在轉(zhuǎn)速逐漸變慢的過程中,每一層的視覺效果都會不一樣。

        課程預定的效果:引起學生對科學的興趣,培養(yǎng)學生動手做實驗的興趣,進而研究其他各種視錯覺玩具的原理,設(shè)計不同的錯覺陀螺效果。

        (二)回旋紙飛機

        使用的材料:A4紙。

        課程目的:1.讓學生通過回旋紙飛機的飛翔了解流體力學伯努利原理。

        2.設(shè)計不同結(jié)構(gòu)的回旋紙飛機,并演示飛行效果。

        3.能夠順利完成回旋紙飛機的各種闖關(guān)游戲。

        科學原理:利用紙飛機的運動,了解流速快、壓力小,流速慢、壓力大的原理。

        課程預定的效果:取材方便,引起學生對科學的興趣,進而設(shè)計不同類型的回旋紙飛機。教學活動簡單易操作,回旋效果明顯。

        (三)紙竹蜻蜓活動

        使用的材料:A4紙。

        課程目的:1.讓學生通過紙竹蜻蜓的活動了解螺旋槳轉(zhuǎn)動的原理。2.設(shè)計類似原理的不同飛行器或創(chuàng)意玩具。

        科學原理:與直升機原理一致,利用槳片的構(gòu)造,軸的兩側(cè)傾斜到固定的一邊,自由下落,槳片受到空氣的升力。空氣阻力給予紙片的作用力垂直于紙片“翅膀”。如圖5所示,此作用力的分力為左右兩個箭頭。其中向上的分力使紙竹蜻蜓的下降速度變慢,另一個分力與“翅膀”左右兩邊的方向相反,使得紙竹蜻蜓旋轉(zhuǎn)。

        課程預定的效果:學生能了解直升機飛行的原理,同時設(shè)計不同的螺旋槳飛行器。

        四、小結(jié)

        環(huán)顧世界各國,莫不重視科學教育,雖然我國每年都會舉辦青少年科技創(chuàng)新大賽,民間也有大量的科技創(chuàng)新類比賽鼓勵青少年動手實踐、科學探究,但學生科學素養(yǎng)的提高,根本上還要依靠學校教師在教學上引入新的方式。

        通過設(shè)計制作科學玩具將創(chuàng)客教育課程的“動手做”理念融入科學課程,可增強學生的動手操作能力,讓學生喜愛科學、熱衷科技創(chuàng)新。endprint

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