《悬浮笔架》——新乡市第十中学物理组科学教育优秀课例展评(五)

悬浮笔架可通过磁力让笔悬浮起来,不直接占用平面空间,能有效增加可用面积,让物品摆放更有序。笔架悬浮在视线容易触及的地方,笔放在其中一目了然,方便随时取用,提高工作和学习效率。悬浮的独特形式打破传统笔筒的单调,能成为书桌的视觉焦点,悬浮笔架的动态效果为生活增添了趣味性,看着笔悬浮在空中,会给孩子们带来新奇和愉悦的感觉,缓解学习压力。
悬浮笔架具有独特的设计,能激发孩子们的创新思维和对科学的兴趣,引导他们主动探索科学奥秘,为进一步学习科学知识打下基础。能锻炼学生动手实践、问题解决、团队协作及创新思维能力,帮助学生更好地理解磁极相互作用、磁力平衡等知识,让科学知识变得更生动有趣。同时响应《义务教育科学课程标准》中“技术与工程领域”的目标,强调“做中学”,贴近课标要求。鼓励利用废旧材料(如纸板、磁铁)进行改造,倡导可持续发展理念。
课程实施目标:
1.知识与技能目标
学生能够理解悬浮笔架的工作原理,熟悉制作悬浮笔架所需的材料和工具;能根据设计方案,准确、熟练地运用材料和工具完成悬浮笔架的制作,提升动手实践能力。
2.过程与方法目标
通过观察、讨论、设计、制作和调试等环节,培养学生的创新思维、问题解决能力以及团队协作精神;引导学生学会在实践中发现问题、分析问题,并尝试运用所学知识解决问题,提高自主学习能力。
3.情感态度与价值观目标
激发学生对科学技术和手工制作的兴趣,培养学生的好奇心和探索精神;让学生在成功制作悬浮笔筒的过程中,获得成就感,增强自信心,培养勇于创新、敢于实践的科学态度。
课程活动实施过程:
(一)准备材料
1.底座:如剪掉易拉罐圆筒底部,高度5厘米为宜,作为笔筒的底座。
2强磁体:钕铁硼磁铁性能较好,可准备一对直径2-3厘米、厚度0.5-1厘米的圆形磁铁,用于笔顶端和支架下方使用,利用异名磁极相吸原理实现悬浮。
3.金属棒或金属丝:如铜棒、铁丝等,直径3-5毫米,长度根据设计确定,用于辅助定位和增强悬浮稳定性。
辅助材料:
1.胶水或热熔胶:用于粘贴和固定部件,如将磁铁固定在笔筒底部和悬浮部件上。
2.颜料或彩纸:用于装饰笔筒,使其更美观,可根据个人喜好选择颜色和图案。此外,还可根据创意和设计准备一些其他材料,如LED灯用于添加照明功能,或一些小饰品用于进一步装饰。
(二)原理讲解
多媒体展示一些创意独特的悬浮物品图片或视频,如悬浮地球仪、悬浮灯具等,引发学生对悬浮现象的兴趣。提问学生:“这些物体为什么能够悬浮在空中呢?”引导学生思考并讨论,激发学生的好奇心和探索欲望。
展示一个已经制作好的悬浮笔架,演示其悬浮效果,提问:“想不想自己动手制作一个这样神奇的悬浮笔架呢?”从而引出本节课的主题——制作悬浮笔架。
知识讲解:悬浮原理介绍,利用多媒体动画,直观地向学生讲解磁悬浮的基本原理,即同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。以悬浮列车为例,详细解释磁悬浮技术在实际生活中的应用,帮助学生理解磁悬浮原理如何使物体克服重力悬浮在空中。
(三)制作步骤
1.处理底座:从易拉罐上截取下端部分,高度约5CM
2.安装金属丝:将金属丝裁剪成合适长度,用胶水或热熔胶把铁丝一端粘贴底座一侧边缘位置,确保粘贴牢固,另一端弯折一小段在底座正上方并保持水平。
3.固定磁体:取一对磁体,用热熔胶将其中一个磁体固定在笔的顶部,另一个磁体固定在水平段铁丝的下方,两个正对的磁极保持相吸,并且要保证磁极正对。
4.测试与调整:将笔放在底座上方,观察悬浮情况。如果悬浮不稳定,小心调整磁体位置,直至笔筒能稳定悬浮。
5.美化外观
通过悬浮笔架的制作过程学习磁悬浮、电磁学、力学平衡等基础物理原理,适合学生作为实践项目。让学生深入理解磁悬浮等科学原理,将抽象知识与实际应用结合,如通过悬浮笔筒理解磁极间相互作用,加强对物理知识的掌握。
可以激发创造力,将抽象的科学原理转化为可见的实用工具,体现“学以致用”的理念。鼓励动手实验,学生在制作悬浮笔筒时,需使用多种工具和材料,如螺丝刀、胶水等,锻炼了手眼协调和精细操作能力,提高实践技能,通过调试悬浮稳定性(如磁铁间距、电磁强度)锻炼问题解决能力。可利用废旧材料(如闲置磁铁、电子元件)制作,倡导资源循环利用。减少传统笔筒对塑料或木材的依赖,体现绿色设计理念。
在制作过程中会遇到悬浮不稳定等问题,学生需分析原因、尝试解决,在实践中提升问题解决能力,积累应对挑战的经验。以小组形式制作,学生需分工合作、交流沟通,培养团队协作精神,提高表达和倾听能力,学会在团队中发挥优势。鼓励学生自主探索,如研究不同磁铁组合对悬浮的影响,激发好奇心和探究欲,使学生主动获取知识、深入研究。
悬浮笔架的神奇效果能激发学生对科学和制作的兴趣,让他们感受科技魅力,从而更积极主动地学习科学知识,参与实践活动。学生在设计和制作中可发挥创意,如添加个性化装饰等,培养创新思维和勇于尝试的精神,为未来创新发展奠定基础。制作时可引导学生利用废旧材料,培养环保意识,让学生学会资源再利用,树立正确的环保观念。
总之,悬浮笔架是一种结合磁悬浮技术和实用功能的创意作品,悬浮笔架不仅是一个工具,更是科学探索与艺术设计的结合体,磁悬浮的视觉效果具有科技感和未来感,制作成功后能带来强烈成就感。
撰稿:王新丽
编辑:潘舒璠
审核:魏艳红
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