蔡菁

學(xué)習(xí)目標(biāo)

科學(xué)（S）：探索伯努利原理在風(fēng)箏中的應(yīng)用，能想辦法使風(fēng)箏結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，體會(huì)不同材料的性能與用途的關(guān)系。

技術(shù)（T）：能夠具有基本的設(shè)計(jì)能力和工程繪圖能力，能夠用身邊的材料完成風(fēng)箏的工程設(shè)計(jì)。

工程（E）：能夠完整地按照設(shè)計(jì)圖紙完成風(fēng)箏的制作，并在制作研究過程中針對(duì)遇到的問題調(diào)整改進(jìn)，能夠在制作完成后正確測(cè)試風(fēng)箏的飛行效果。

數(shù)學(xué)（M）：認(rèn)識(shí)到風(fēng)箏面與地面夾角與風(fēng)箏升力間的關(guān)系。

材料清單

易耗品：各種粗細(xì)不同的木棍、竹篾、塑料吸管，報(bào)紙，風(fēng)箏紙，塑料袋，雙面膠，棉線。

非易耗品：剪刀，美工刀，乒乓球，漏斗，直尺，各種形狀的風(fēng)箏實(shí)物。

教學(xué)過程

1.任務(wù)引入

（1）出示國(guó)際風(fēng)箏節(jié)天空中放飛各種各樣風(fēng)箏的視頻，感受放風(fēng)箏的奇妙樂趣，引發(fā)學(xué)生思考如何制作風(fēng)箏并成功放飛。

（2）學(xué)生自由分組，組建自己的工程小組，商討完成這一任務(wù)的計(jì)劃。

（要點(diǎn)：如果要很好地完成制作并放飛一架風(fēng)箏的任務(wù)，我們可以制訂怎樣的計(jì)劃呢？在面對(duì)復(fù)雜任務(wù)時(shí)，學(xué)生要具有將任務(wù)分解為若干簡(jiǎn)單任務(wù)并制訂研究計(jì)劃的能力。）

（3）小組匯報(bào)研究計(jì)劃，教師引導(dǎo)學(xué)生明確主要研究任務(wù)：風(fēng)箏的結(jié)構(gòu)探究、材料性能探究、風(fēng)箏飛行原理探究、設(shè)計(jì)制作風(fēng)箏、測(cè)試改進(jìn)等。

（4）引導(dǎo)學(xué)生思考如何評(píng)價(jià)一個(gè)小組完成任務(wù)的水平，從而修正本組的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，使學(xué)生在討論中樹立起對(duì)成本、工程、功能的全面評(píng)價(jià)觀念，提升科學(xué)原理、探究能力、科學(xué)態(tài)度、工程素養(yǎng)等多方面的科學(xué)素養(yǎng)。

（要點(diǎn)：在這一活動(dòng)中，什么樣的小組算是表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，可以獲得我們的一致好評(píng)呢？）

2.探究活動(dòng)一：風(fēng)箏的結(jié)構(gòu)研究

（1）將各種各樣的風(fēng)箏實(shí)物掛在教室里，學(xué)生觀察、討論、發(fā)現(xiàn)風(fēng)箏的基本結(jié)構(gòu)。

（要點(diǎn)：你見過哪些類型的風(fēng)箏？這些風(fēng)箏有什么相同之處？有什么不同？）

（2）引導(dǎo)學(xué)生思考風(fēng)箏的各個(gè)部件，小組查閱資料，弄清各個(gè)部件的用途。

（要點(diǎn)：要制作一架簡(jiǎn)易的風(fēng)箏，有哪些必不可少的結(jié)構(gòu)？這些結(jié)構(gòu)的用途分別是什么？引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到，風(fēng)箏主要由骨架、箏面、鞍繩、飄帶等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。除了有地面風(fēng)提供給風(fēng)箏升力以外，風(fēng)箏還遵循著墜重平衡和橫桿對(duì)稱平衡的原理，因此我們?cè)谟^察研究中發(fā)現(xiàn)平衡非常重要，無論是支架的結(jié)構(gòu)還是飄帶的設(shè)計(jì)，都是為了使風(fēng)箏在空中更好地實(shí)現(xiàn)平衡。）

3.探究活動(dòng)二：材料性能探究

（1）引導(dǎo)學(xué)生探究風(fēng)箏骨架材料的性能。

（要點(diǎn)：我們可以使用哪些材料來制作風(fēng)箏的骨架？它們有什么優(yōu)缺點(diǎn)？你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明？對(duì)于一架風(fēng)箏來說，制作風(fēng)箏的材料性能和風(fēng)箏的結(jié)構(gòu)一樣重要，不同的材料制作出來的風(fēng)箏飛行效果也有很大不同。這一環(huán)節(jié)的目的，是為了讓學(xué)生在具體的情境中認(rèn)識(shí)不同材料的特性。）

（2）你希望在你的風(fēng)箏中使用哪種材料制作骨架？

（要點(diǎn)：我們可以使用哪些材料來制作風(fēng)箏的箏面？它們有什么優(yōu)缺點(diǎn)？你能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明？在真實(shí)情境中，往往很難找到完美的材料，每一種材料都有著自己的不同特性，有著自己的優(yōu)缺點(diǎn)，關(guān)鍵是教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何根據(jù)自己的設(shè)計(jì)選擇合適的材料。）

4.探究活動(dòng)三：風(fēng)箏飛行原理探究

（1）探究風(fēng)箏在天空中是如何獲得升力的？

（要點(diǎn)：風(fēng)箏在天空中受到哪些力的作用？水平方向吹來的風(fēng)是如何讓風(fēng)箏獲得向上的升力的？學(xué)生在思考過程中會(huì)提出各自的想法，這一環(huán)節(jié)關(guān)鍵是讓他們思考風(fēng)箏的受力情況，讓他們學(xué)會(huì)用定性的方法去思考力與物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。不管學(xué)生表現(xiàn)出哪一種前概念，教師都需要尊重它，在他們不斷表達(dá)、思考、辨析的過程中，才能聚焦到氣流與物體的運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系上。）

（2）利用吹紙條實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究伯努利原理。

（要點(diǎn)：如圖1所示，當(dāng)氣流經(jīng)過時(shí)，紙條的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)改變嗎？紙條受力的方向和氣流的位置有什么關(guān)系？）

（3）利用吹漏斗中的乒乓球?qū)嶒?yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究伯努利原理。

（要點(diǎn)：如圖2所示，用力向漏斗頸部快速吹氣，乒乓球會(huì)被吹走嗎？你感受到乒乓球受到了指向什么方向的力？向乒乓球的什么位置輕輕吹氣，可以將乒乓球從漏斗中趕出呢？）

5.探究活動(dòng)四：設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、改進(jìn)風(fēng)箏

本活動(dòng)為該課程的主體部分，這一活動(dòng)至少花費(fèi)兩課時(shí)的時(shí)間。在這一活動(dòng)中，學(xué)生根據(jù)前面幾個(gè)活動(dòng)所學(xué)，正式開展風(fēng)箏的設(shè)計(jì)與制作。但這又是一個(gè)不斷迭代的過程，在制作中，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)對(duì)原本方案的再設(shè)計(jì)，在測(cè)試后也會(huì)出現(xiàn)再設(shè)計(jì)、再制作，正是這樣一個(gè)有一定復(fù)雜性的活動(dòng)，充分提升學(xué)生的思維品質(zhì)與動(dòng)手能力。

（1）明確活動(dòng)任務(wù)，了解做風(fēng)箏活動(dòng)的評(píng)價(jià)要求，通過評(píng)價(jià)要求指導(dǎo)本組的設(shè)計(jì)。

（要點(diǎn)：填寫材料清單，如有使用某項(xiàng)材料，則注明名稱和數(shù)量。）

（2）明確評(píng)價(jià)要求，建立評(píng)價(jià)量表。

（要點(diǎn)：在大家開始討論設(shè)計(jì)方案之前，認(rèn)真閱讀評(píng)價(jià)量表，用量表中的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)去指導(dǎo)自己的設(shè)計(jì)。見表1。）

（3）學(xué)生討論設(shè)計(jì)與制作，測(cè)試飛行性能。

（要點(diǎn)：繪制風(fēng)箏設(shè)計(jì)圖。按照設(shè)計(jì)圖紙自備材料開展制作。在制作完成后測(cè)試飛行性能。測(cè)試結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期？如何改進(jìn)？）

6.展示與評(píng)價(jià)

像放風(fēng)箏這樣的基于任務(wù)解決的整合活動(dòng)一定有著多元的評(píng)價(jià)方式。本活動(dòng)的設(shè)計(jì)目的是引導(dǎo)學(xué)生在問題解決的過程中形成對(duì)風(fēng)箏結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、工程制作準(zhǔn)確性的整體評(píng)價(jià)，形成對(duì)完成一項(xiàng)工程任務(wù)的全面認(rèn)識(shí)，提高對(duì)科學(xué)探究的興趣與信心。

（1）演講匯報(bào)。

（要點(diǎn)：每組有三分鐘的時(shí)間進(jìn)行演講匯報(bào)，其他小組認(rèn)真傾聽，所有小組匯報(bào)完畢后每組填寫評(píng)價(jià)單?，F(xiàn)場(chǎng)唱票，并將得分結(jié)果填入該組評(píng)價(jià)量表中。）

（2）放風(fēng)箏比賽。

（要點(diǎn)：各小組在操場(chǎng)上放飛本組的風(fēng)箏，比較在一節(jié)課中哪個(gè)小組的風(fēng)箏飛得高、飛得穩(wěn)。）

（3）學(xué)生作品分享。