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開展物理科技制作活動, 叩開學生求知之門——談一個科技小發明的制作過程

作者:admin 更新時間:2018年09月02日 11:40:24

  利用在課堂上所學的杠桿知識,三位學生設計了一個自動滴灌裝置,既能自動澆花,又能節約用水。同時在制作過程中他們更加深入地理解了所學知識,體會到了掌握知識、學以致用的快樂。另外,也提高了團隊協作精神和與人交往的能力和高中學生綜合運用知識解決問題的能力,有利于提高學生的綜合素質。


  關鍵詞:課堂;知識;制作;學以致用;提高;綜合素質;


  作者:段燕芳


  一、選題背景


  家里的幾盆花是爸爸的“寶貝”,平時都是他自己養著,家人都不用操心,只管欣賞就是了。但是一次爸爸出差,家里人上班的上班,上學的上學,都把澆花的事忘到腦后了。等到半月后爸爸出差回來,他心愛的花都蔫頭耷腦的,葉子也黃了,爸爸好一通埋怨大家。于是學生想到,要是有一個自動澆花的東西多好。學生把自己的想法告訴了我,恰逢課堂上剛學了杠桿知識,我鼓勵他們學以致用。


  二、制作過程


  1.他們首次制作的裝置,杠桿1的支點是一個白色的空藥瓶,用幾個鐵釘固定,杠桿1是木板做的,它的右端我們用三個大小不一的石頭作配重。當我們制作好后,在試用過程中發現,花盆中的水蒸發掉后,花盆變輕時,右邊的石塊很難把杠桿1壓起來,另外杠桿2中的水瓶向下澆水時,經常不能全部流入花盆中,撒的地上到處都是水。作為支點的小藥瓶也經常掉下來,總之不盡如人意。


  2.于是他們經過向教師請教,并認真觀察了天平的構造后,經多次修改的裝置如下圖:杠桿1的支點改用金屬桿,使杠桿1懸空放置,杠桿1的材料由木板改為塑鋼板,以減輕杠桿1的自身重力。這樣提高了杠桿1的靈敏度。另外杠桿1的兩邊各放一個花盆提高了裝置的空間利用率。將杠桿2的一個瓶改為兩個瓶,并在瓶蓋上開個小孔,用輸液管連通瓶和花盆,在放置水流到地面的同時,也可以控制流量。用彈簧秤稱量了花盆的重力后,根據杠桿的平衡條件計算出花盆放在杠桿上的大致位置。學生在使用過程中,發現水不容易向下流,又請教教師后才明白是大氣壓在作怪,于是他們在瓶蓋的上側用針扎了個小孔,以便和大氣相通,使水順利地流出來。


  三、數據記錄及分析(見附表)


  數據分析:比平時一次性澆水更節約、方便,采用滴灌使植物更能合理地吸收水分。


  四、發現問題與不足


  1.由于澆水瓶前后有兩個孔,水會由小孔蒸發掉,而且在空氣流速,大陽光照射充足時蒸發更快,為減緩水分蒸發可以把小孔開得再小些。


  2.杠桿1不夠靈活,水澆了之后,偏轉不明顯。支點及杠桿的用料還有待改進。


  3.由于時間緊,收集的數據不夠完整,還需進一步觀察。


  五、收獲


  在制作過程中,學生體會到搞發明創造的不易,因為都是利用業余時間,在不耽誤作業的情況下制作的,所以時間就特別緊。另外平時很少動手,現在每一個釘子都要自己去找,,制作杠桿1所用的塑鋼板是學生到街邊制作塑鋼門窗的小店找的,店主給予了熱情的支持,控制閥門是找村里的大夫要的輸液管。總之,在制作過程中,學生提高了自己的動手能力、交往能力以及團隊協作能力。


  以上小發明在當年的全國青少年科技創新大賽中獲得省級二等獎,從此學生更喜歡上物理課了,不斷地從課本上吸取知識,學以致用,綜合素質突飛猛進。


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