第二课堂方案 王冠玉

第二课堂 王冠玉 第二课堂方案-王冠玉 2011年09月08日 第二课堂方案 物理与电信工程学院20082301178王冠玉 一、活动主 体验物理，学会探究 二、活动的意义及目的 新课程对高中物理提出的新理念:“提高全体学生的科学素养”，“注重共同基础，体现选择性”，“体现课程的时代性，基础性和选择性”，“注重自主学习，提倡教学方式的多样化”，“更新评价观念，促进学生发展” 。第二课堂活动体现了新课程的要求，丰富学生课外活动，促进学生全面的成长和发展。 1. 第二课堂活动能培养科学兴趣、拓宽视野、丰富知识，能激发学生的求知欲和对科 学的好奇心，能点燃学生的科学热情之火; 2. 第二课堂活动是课堂教学的延伸、巩固和发展，是教学全过程的一个重要组成部分; 3. 开展第二课堂活动能提高学生的实践动手能力、创造性地分析问题和解决问题的能力; 4. 开展第二课堂活动是发展学生个性、发掘学生创造性潜能和培养创新人才的一条重要 途径。 三、活动遵从的原则 1、实践性和创造性想结合的原则 第二课堂活动重在培养学生的综合能力，要让学生在活动中动脑筋， 多思考，多想象，多动口，勤动手，注重教师对学生的引导，鼓励学生勇于实践，大胆创新，独立思考，培养观察、思考和解决问题的能力。 2、自立性和导向性相结合的原则 教师要认真安排活动内容，有目的、有计划指导好学生，让学生学有所得，学有所获。 3、趣味性和实效性相结合的原则 第二课堂活动就是让学生感兴趣，重视开发学生的智力，提高学生的能力、素质。培养学生爱学、自觉学、乐于学的好习惯和增强教师自身素质相结合。 四、活动形式及安排: 1. 活动形式:物理知识评比; 2. 活动对象:高一某班全体学生，五到六人一组; 3. 活动时间、地点:课外、不限; 4. 评比时间、地点:课室、待定。 五、活动具体实施内容: 鸡蛋撞地球 评分标准:A=mt/h ，A越小越好，美观可加分 在一定高度，将鸡蛋往下抛。要使鸡蛋不破裂，为成功。鸡蛋可加防护装置。 (一)设计分析 1、降落伞型: 降落伞型，顾名思义，就是利用降落伞，增大空气阻力，以使鸡蛋连同整个装置平稳落地。 这种方案最容易想到，因为跳伞、宇宙飞船减速，都运用了这个方法，效果很好。安全性极高，使整个装置达到较小的速度即可匀速下落。装置的重量也不会很重。唯一的缺点就是:受大气扰动影响太厉害，会使实验装置飘忽不定，准确性较差，往往不能落到指定位置，从而影响了比赛成绩。 2、外包装型: 外包装型，就是用较多的减震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来。比如泡沫、棉花、各种填充材料等。通过这些材料的缓冲作用，达到保护鸡蛋的目的。 这种方案也较容易想到。平常生活中用各种填充材料保护贵重用品的方法相信大家都见到过。这的确是一个有效的方法。这种方案由于受空气阻力影响很小，所以准确性较高。由于所使用的材料都是密度极小的，所以可将整个装置的重量降到最低。但美中不足的是:整个装置是自由下落状态，到达地面时的速度较大，因而对装置的坚固度和缓冲效果要求较高，安全性稍差一点。 3、不倒翁型: 不倒翁型，就是使整个装置像不倒翁一样，把重心尽可能降低，使得装置下落时能保持稳定状态，确保始终让一个面着地。那么保护工作只需要在这一个面做好就行了，从而节省了材料。 这种方案充分考虑到了上一种方案可能出现在空中翻滚现象，经过改进形成的。其可靠性远远高于第一种方案，材料更节省，准确性更高。美中不 足的就是为了确保装置的重心降低，势必要在底部放上一个质量较大的物体，这就大大加重整个装置，将影响比赛成绩。 4、多面体型: 多面体型，就是把整个装置制作成一个多面体，将鸡蛋用结实的绳子固定在多面体的中央，使整个鸡蛋悬空。装置落地后，不论哪个面着地，鸡蛋都不会着地，鸡蛋就完好无损了。 这种方案无需额外的材料，只需要制作多面体的骨架和几根线即可，用料极其节省，因而重量会大大降低。因受空气阻力较小，所以稳定性较好。但这种方案也有一个大的缺点就是多面体不易扎制，结实程度不高，落地后可能会散架，鸡蛋也就岌岌可危了。 5、双气球型: 双气球型，就是将鸡蛋放在一个气球中，充入一定量空气，在外面再套一个气球，充入适量空气。这样两层气球之间就会形成一个气垫，会使鸡蛋免受地面的冲击。 这种方案所用材料应该是所有方案中最省的，重量只是两个气球的重量，几乎可以忽略不计。但这种方案有一个致命的缺点就是两层气球之间有一块是紧密接触的，没有气垫的保护，如果此面着地，一切都完了。另外，由于重量太轻，受空气扰动影响，其稳定性也不是很好。 6、螺旋桨型: 螺旋桨型，就是在整个装置上方安置一个螺旋桨，靠流动的空气推动或遥控，使螺旋桨旋转起来，以提高安全性和准确度。这极像直升飞机的飞行原理。 这种方案因螺旋桨的转动而减小了装置下落的速度，安全性更高。如果是遥控，准确性也会很高。问题是如何保证螺旋桨始终朝上，螺旋桨一旦不朝上，准确性将无从谈起。如何保证螺旋桨平稳旋转也是一个问题。 7、滑翔机型: 滑翔机型，顾名思义，就是将鸡蛋悬挂在滑翔机下方，整个装置就会在空气中滑翔，最后会平稳地降落。 这种方案准确性极差，降落地点不确定。如果不限制落地点的话，这无疑是一个好方案，安全性较高。在这种比赛规则下，不提倡这种方法。 8、盐水型: 盐水型，就是配一个密度很大的氯化钠溶液，让鸡蛋漂浮在上面，落地后盐水就充当了缓冲材料，保证鸡蛋不破。 这种方案新颖独特，用盐水作缓冲，安全性较高，受到空气阻力影响很小，准确性较高。但装置不易控制，如果装置在空中翻滚，盐水洒出，就起不到保护作用了，因此，一定要保证装置重心要稳，并且尽可能降低。这种装的重量问题也是不容忽视的，毕竟，盐水的密度要比泡沫大得多。 置 9、吸管组型: 吸管组型，用几根吸管绑在一起做成吸管组，将几组吸管组搭成金字塔形，将鸡蛋夹在中间，用胶条固定。吸管由于是中空的，可以起到缓冲作用。 这种方案材料来源广泛，重量轻，体积小，因而准确性较好。至于安全性嘛，可能要差一点，吸管的缓冲作用毕竟有限。 10、综合型: 综合型，就是将几种保护结合起来使用，造出的装置也是五花八门。 综合型装置的安全性肯定会大大提高，这是毫无疑问的。准确性很难说究竟是提高了还是降低了。不过有一点可以确定，那就是装置的总重量大大增加，可能会影响比赛成绩。 „„ 上面大体介绍了十种方案。其实还有很多方案，就不一一列举了。不难看出，这十种方案各有利弊，很难找出一个十全十美的方案。而且，各种方案的偶然性较大。以上仅是从理论层面对各种方案进行了分析，实际操作中会 有各种意想不到的事情发生。 比赛时当时的天气状况、场地情况、装置制作情况、鸡蛋的大小和形状等，都会对比赛结果产生一定影响。 1、天气状况的影响: 天气状况对这种比赛的影响可以说是非常大的。主要影响是风力的大小。理想的天气状况应该是几乎没有风，这样才能保证一些需要借助空气阻力来减速的装置能够平稳降落。如果风太大，那么降落伞型、螺旋桨型、双气球 就会在风中摇摆不定，准确性会很差，安全性也会大大降型等类型的实验装置 低。 2、场地情况的影响: 场地情况的好坏直接影响了比赛成绩。这里的场地场地主要是指装置落地的场地。理想的场地应该平坦、松软，这样会大大增加成功的几率。这次比赛场地是大理石水平地面，坚硬无比，这就要求我们的装置一定要结实，缓冲效果要好。 3、装置制作情况的影响: 装置制作的好坏具有很大的不确定性。试验时试验成功并不代着在正式比赛中会成功。因为试验时整个装置从十几米高的地方落下，会造成装置整体或局部的损坏，如果再用试验过的装置去比赛，这些损坏造成的影响便会显现出来。会让认为安全可靠的装置出现意外情况。如果再制作一个新的装置，即使原理跟试验时的装置一模一样也无法保证制作得和试验时的装置没有差别，问题往往就出现在这细小的差别上。 4、鸡蛋的大小和形状的影响: 也许你会问:鸡蛋的大小和形状还对试验效果有影响吗,回答是肯定的。如将大小不等的一筐鸡蛋晃几晃，你会发现:大的鸡蛋先破，小的鸡蛋后破。由此可以得知:小的鸡蛋更结实一点。如果拿两个蛋壳厚薄不同不一样的鸡蛋相碰，一定是蛋壳薄的鸡蛋先破。由此可以得知:蛋壳厚的鸡蛋更结实一点。另外，形状规则的鸡蛋由于受力均匀，会比不规则的鸡蛋结实。因此，所用鸡蛋太长、太圆、太扁或鼓出一块、凹下一块都不行。选择鸡蛋的时候一定要注意 由此可以看出，这种比赛中许多不确定因素都是人们难以预料的。对于前两种影响，对每一个参赛者都是公平的。条件好对大家都好，条件不好对大家都不好。对于后两种影响，要求我们一定要细心，力求将装置调试得完美无缺，比赛时才能确保万无一失。 (二)方案的构思和确定 经过上述的分析，根据实际情况，我们构思了以下几种方案，分别见如下草图: A 多面体型 (1)长方体泡沫外壳 (2)柔性填充物 (3)减速塑料袋 (4)细线 (5)防弹海绵双面胶 B 热气球型 (1)可乐瓶外壳 (2)固定鸡蛋塑料袋 (3)缓冲、固定网状海绵套袋 (4)减速塑料袋 (5)细线 (6)防弹海绵双面胶 以上两种方案所用结构简单、取材容易、制作成功率高，由于方案A是一种传统式普及型的方案，而方案B是一种新型的结构，也许是一种首创的设计方案。因此我决定选用方案B来制作。 (三)制作模型 1、绘制图样 “鸡蛋撞地球”的设计图样 2、制作步骤 (1)所用材料:鸡蛋一个、可乐瓶一个、透明塑料袋大小各一个，套苹果用的网状海绵套一个、细线、海绵双面胶一个，双面胶一个。 (2)工具:剪刀 (3)按设计图样划线 按设计图样的高度在可乐瓶上划线，把网状海绵套按三等分划线， (4) 按要求剪切、钻孔 用剪刀把可乐瓶按划线处剪切，然后在上开口下约1厘米处沿相互垂直的对角线处的壳体上穿四个小孔，把网状海绵套剪成三等分，剪两条约20厘米的细线， (6)装配 先把鸡蛋装在小塑料袋里，使鸡蛋两端沿竖直方向放置，可用双面胶把鸡蛋和塑料袋固定，再沿鸡蛋体的最大直径处套上三层海绵套(用双面胶固定)，使这个装置刚好能放进可乐瓶，然后把塑料袋贴在塑料袋的上端开口处，使鸡蛋按规定位置固定。 把细线在四个小孔分两边系好，线的上端分别分别和大塑料袋的两边系好。 在塑料瓶的底部按塑料瓶的底部大小贴上海绵双面胶。 (四)测试、评估及优化 测试时，首先，一定要将自己的装置对准投掷点。再次，投放时使落地面朝下，确保重心稳定，装置的这种姿态一定要求重心最低，才会避免装置在空中翻滚、摇摆、抖动。最后，尽量将装置置于所允许高度的最低点，这样下落高度就会降低，装置落地时的速度就会降低，增加了安全性。 由于现在是冬季时节，装置下降时受风的影响较大，在装置不会翻转的情况下，尽量减小充气塑料袋的大小，由于可乐瓶是圆的，着地时，因弹性而反弹，使塑料瓶在地上转动而远离中心点，影响比赛成绩，因此可以增加装的底部跟地面的接触面积。 置 (五)装置的保存、使用说明 法一:用钻子把一个方形铁的容器的四个角打个孔.然后用塑料网兜(或者是很牢固的线)把鸡蛋缠绕起来.注意一定要紧.保证鸡蛋不会脱落.然后把线头拖出来.就是缠绕得确保以为中心鸡蛋从四个方向拖出4条线.然后再把这四根线穿过上面提到的铁容器的四个孔.打结.确保鸡蛋悬空在这个容器的中央.线都是紧的. 明白我的意思了吧.这种做法比那什么包软的东西要有创意多了.而且从理论上说.如果你做得够好.没有什么捆绑上的问题.那么这个鸡蛋是绝对不会破的!因为无论怎样落地它都是悬空在容器的中央.本身是完全没有撞击的!!! 法二:目前世界上最强的纪录，是由香港科技大学教授方明保持的， 他设计了一个漏斗型的缓冲装置，鸡蛋跟地面接触部位用了弹性材料(类似于 厨房里排气塑料波纹管)，整个装置仅 1.2克，目前无人能及