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创新的天地 实践的乐园

科学自由行(科技制作与实验)

序   论

  青岛市育才教学设备有限公司 推出的《科学自由行——身边&个科学小实验》,是专门为中小学的孩子们准备的。其将生活中很多有趣的科学现象设计成小实验,内容涉及感觉、力、温度、光、冷与热、能量、水、运动、声音、空气、电磁、电等科学现象。气动车、模拟照相机、水滴显微镜、变速电扇、动画片等科学原理都可以通过&个小实验得到答案。自己观察、自己思考、自己操作、自己创造,孩子们是活动的主角,在这里他们要根据自己的兴趣选择实验项目,自己亲自选择实验器材,动手操作,独立思考,实验完成后还要把实验器材归位,通过这一系列的“自助”操作过程,激发他们的学习热情,使之产生对于科学的好奇和热爱以及自发学习的能力,同时培养他们良好的做事习惯。 科学自由行活动的设置合理,不但有展板式的理论展示,还有图纸式的操作指导。同学们可以根据几十副展板内容选择感兴趣的小制作和实验探究,通过寻找制作图纸、选取材料、动手制作等步骤增强了孩子的观察、动手、动脑的能力,同时也是对孩子好奇心的正确引导。指导教师为学生的作品进行评分,颁发奖品。 这种教学活动模式已完全冲脱了传统的说教模式,而是一种从理论到实践,让孩子自己去认知、去感受、去触摸的过程。这对孩子的智力开发是非常有利的。孩子们对展板知识和分类材料的选取过程本身就是一个区别与认知的学习过程,例如:垃圾的回收环节是为了树立孩子环保和能源回收,科学再利用意识的过程;精心为孩子们选择的小工具箱是为了培养孩子的材料管理能力;精心设计的托盘上写着:“小朋友别忘了把我收拾干净呀”这样人性化的语言,不但使孩子乐于接受,同时也激发了孩子的诚信品质;而垫纸、工作围裙、工作帽是教育孩子们要养成重安全、讲卫生的好习惯……


简介:“科学自由行---认知体验馆”共分设三个层面


分别是: 1 、科学认知 2 、科学动脑与动手 3 、科学实验与探究
一、科学认知 (科学cognition) 
   
   
天文篇---- 展板、模型
    地理篇---- 展板、模型
     海洋篇---- 展板、模型 

    展板内容实例: 材料 金属也有记忆吗?“水车”的魔力来自哪里?21世纪高新技术的核心——纳米技术 你受到磁性液体的吸引了吗?什么是超导?带你走进玻璃的世界 会发光的材料 什么是稀土材料?它很稀有吗?触摸变色布 防弹衣是如何保护军人和警察的? 你知道光纤为什么躲过了雷达的追踪? 交通 你见过没有轮子的火吗?航空航天 你能说出飞机与火箭飞行原理的差别吗?世界上最昂贵的服装——宇航服 太空飞船 通讯 覆盖全球的魔网——国际互联网 能听、能看的电话——可视电话 有趣的水下通讯 计算机与机器人 你知道机器人是如何诞生的吗? 它们能为我们做些什么? 病毒与黑客 生命科学 你知道什么是人类基因组计划吗? 血液的秘密通道——微循环 血型与遗传 生命诞生探秘——雏鸡孵化 科学原理 透过蜜蜂和鹰的眼睛,你会发现什么?倾斜房间 动物雷达 骑车走钢丝 你清楚电影动车的基本原理吗? 材料的热传导 魔摆·傅科摆 方形轮 全息照片 激光琴 法拉第笼 环境 废水是怎样变清的? 你对垃圾分类丢弃了吗? 古代科技 造纸术的发明和发展 印刷术的发明和发展 火药的发明和发展 指南针的发明和发展 月球漫步 畅游海底世界等等

    注:根据校方要求确定展板的内容,数量
20 块(可悬挂在教室外墙或走廊),同时确定十个模型的种类

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二、 科学动脑与动手—— 快乐动手做

    升降桥 光控电风扇 香水电风扇 液压消防车 风力滑翔机 磁悬浮测风仪 国旗升降台 五球碰撞 挖掘机 双轨怪坡滑轮组架 麦克斯韦滚摆 电动跑车 高空游览车 地震报警仪 双体游艇 纺线车 发条车 秋千 单杠运动 水上发电装置 电动筛子 等等60个小制作

实践案例图纸:

                             升降桥 *
一、简单介绍:
   
著名的英国伦敦桥就是双层升降桥梁 。当有大型轮船在桥下通过时,通过电动升降装置将底层的活动桥板升起,底层桥板的交通暂时中断。中国古时候的城墙都建有一条护城河,城门上安装有升降桥板。 *
二、实验材料:
    
20cm方木条2根、12cm方木条4根、10cm方木条4根、5cm方木条4根、3cm方木条4根、10cm圆木条1根、8cm圆木条5根、4cm圆木条1根、4cm冰糕棒4根、三角纸片29个、圆形带孔木轮1个、皮垫12个、滑轮4个、卡纸2张、线绳3根、螺丝圈2个 丙烯颜料、白乳胶、细砂纸等酌情取用 样品图


三、制作步骤:
   
同学们! 你们能自己设计出一套最佳的制作方案吗?赶快拿出纸和笔来,尝试一下,制定一个“动手制作流程”,先做什么后做什么,才能做的最快、最合理。
    友情小提示: 1、桥架应粘接方正牢固,不可歪斜扭曲。 2、升降桥板和滑轮应装配的活动灵活自如。 3、升降拉绳的一端要与曲柄轴粘接固定牢固,不能松动。 4、曲柄滑轮升降装置应装配合理,保证两个桥板同时升降。 *
四、调试与探究:
   
1、升降桥用的材料较多,怎样锯截下料才能最节省材料? 2、锯截之前如何将木质材料用砂布打磨光滑? 3、制定一个合理的制作流程计划,先做什么后做什么,才能做的最快? 4、摇动曲柄装置,观察升降桥板如何运动? 5、如果升降桥板不能正常升降,怎样进行调整试验? 6、您能将升降桥改进和装饰得更加漂亮吗? *
五、原理探究
    升降桥是根据滑轮传动原理设计制造的一种特殊结构桥梁。 *

六、完璧归赵:
   
将剩下的材料放回原位容器,把工具放回原处。 *
七、清理台面:
   
用抹布将锯割打磨产生的木屑和桌面的粉尘擦拭干净。 *
八、知识小贴士:
   
世界上最早的升降桥是1894年建成的跨度40米的美国芝加哥的一座城市桥,名叫南霍尔斯特德街桥。目前,跨度最大的升降桥是美国纽约州斯塔滕岛和新泽西州伊丽莎白之间的奥瑟基尔(Authur Kill)桥,跨度170米(558英尺),为单线铁路桥,建于1959年。中国天津市于1985年11月建成塘沽海门升降桥,在塘沽区中心河北路南端跨越海河。 正桥为5孔简支下承式栓焊桁架梁,分跨为48+48+64+48+48米,其中间64米桥跨为升降孔。放置升降用机、电装置和平衡重的两座塔楼高约45米。

操作步骤图实例:

具体编号:

001
秋千
016
投篮器
002
单杠运动
017
魔术箱
003
钟摆
018
起重机
004
三轮车
019
国旗升降台
005
小木屋
020
升降桥
006
跷跷板
021
喷气车
007
双人舞蹈
022
电动跑车
008
战斗机
023
发条车
009
滑轮组架
024
方程式赛车
010
啄木鸟
025
风帆车
011
独轮手推车
026
阶梯爬行车
012
斜拉桥
027
太阳能风扇
013
五 球碰摆
028
光控电风扇
014
双轨怪坡
029
落地电风扇
015
麦克斯韦滚摆
030
磁悬浮旋转风扇

 

031
红绿灯口
046
电动筛子
032
路灯
047
电动水轮
033
手摇发电机
048
拖拉机
034
磁悬浮测风仪
049
欢乐转盘
035
发报机
050
高空游览车
036
水力发电机
051
纺线车
037
地震报警仪
052
织布机
038
电热切割器
053
推土机
039
辘轳井
054
大风车
040
打夯机
055
变速风车
041
液压消防车
056
风力滑翔机
042
气压自卸车
057
串并联直流电路
043
水打磨房
058
压路机
044
双体游艇
059
抓竿运动
045
空中摇篮
060
逍遥摆椅

    注:其中 021 气动车被选为 2010 年全国第五届青少年创新大赛的初中组比赛项目


三、科学实验与探究(科学 experiment exploration )

                       —— 身边 & 个 科学小实验

1 、水:液体的浮力、怎样能浮在水上、奇怪的圆片、迷你喷泉、喷雾吸水。
2 、声音:自制听诊器、龙宫之音、共振实验、声音的反射、变音水笛。
3 、光:虚像绘画、水滴显微镜、自制潜望镜、人造彩虹、水杯放大镜、光的直线传播、小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像、透镜的汇聚作用、绿叶上的小黄斑、凸透镜取火。
4 、空气:大气压力量、一纸托水、纸人潜水、口吹水枪,能不能吹开纸条、飞机为什么会飞。
5 、电:变速电扇、电动车、 螺旋浆 电动车、水下螺旋桨电动船、空气螺旋桨电动船。
6 、电磁:弯曲的水流、简易验电器、自制验电器、制作电磁铁。
7 、力:难舍难分、气动车、蛋壳 汽动船 、蜡烛跷跷板、落弹击鼓、没有齿的锯。
8 、运动:惯性实验、自由落体、看得见的分子运动、热的对流与传导。
9 、能量:弹性势能、风力发电、黑衣与白衣、太阳能热水器、汇聚阳光、热风轮。
10 、温度:空气热对流、开水中的冰块、冰与水的原理、水蒸气的液化、蒸发降温、沸点上升、冰点下降、纸锅煮水、在水面下燃烧的火、火焰透不过的网、怎样获得高温。
11 、冷与热:什么材料容易传热、是冷还是热、热胀冷缩、热胀冷缩还是冷胀热缩、气体的膨胀。
12 、传承:动画片的原理、七彩陀螺。等等 80 个小实验

                              科学小实验实例: 蜡烛跷跷板

具体编号:

061
气动车
081
看得见的分子运动
062
蛋壳汽动
082
温度与分子运动
063
蜡烛跷跷板
083
“龙宫”之音
064
落弹击鼓
084
共振实验
065
弹性势能
085
声音的反射
066
势能风车
086
热的对流与传导
067
大气压力量
087
空气热对流
068
一纸托水
088
冰与水
069
纸人潜水
089
水蒸气的液化
070
口吹水枪
090
蒸发降温
071
怎样能浮在水上
091
沸点上升
072
液体的浮力
092
纸锅煮水
073
虹吸现象
093
什么材料容易传热
074
奇怪的圆片
094
是冷还是热
075
迷你喷泉
095
热胀冷缩
076
喷雾吸水
096
冷胀热缩
077
能不能吹开纸条
097
火焰透不过的网
078
飞机为什么会飞
098
怎样获得高温
079
自制听诊器
099
黑衣与白衣
080
变音水笛
100
太阳能热水器

 

101
汇集阳光
21
蜡烛抽水机
102
热风轮
122
蜡烛吹不灭
103
弯曲的水流
123
瓶内吹气球
104
简易验电器
124
纸杯旋转灯
105
自制验电器
125
神奇的牙签
106
制作磁铁
126
手绢的秘密
107
水杯放大镜
127
漂浮的针
108
小孔成像
128
瓶子瘪了
109
平面镜成像
129
飞行的塑料袋
110
凸透镜成像
130
有孔 纸片托水
111
绿叶上的小黄斑
131
会吸水的杯子
112
凸透镜取火
132
可爱的浮水印
113
七彩陀螺
133
能抓住气球的杯子
114
动画片
134
自己会走路的杯子
115
筷子的神力
135
会吹泡泡的瓶子
116
瓶子赛跑
136
会吃鸡蛋的瓶子
117
带电的报纸
137
掉不下去的塑料垫板
118
带电的气球
138
胡椒粉与盐巴的分离
119
分合的水流
139
没有齿的锯
120
空气的质量
140
冰点下降


二、科学自由行项目的教学配套用品:

1
、教学实验材料、材料摆放架和工具
1 )必备材料 1 套(约 200 种)

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2 )必备工具 1 套(约 25 种)

3 )材料摆放架 铝合金框架配鸭蛋绿色玻璃隔板 蓝色效果灯光

1 )铝合金烤漆底座(长 1.0 宽× 0.45 ×高 0.50 )2 )全套组合框架
3 )材料名称小展板( 0.25 × 0.30 )4 )材料摆放盒 5 )材料摆放 架说明板 (长 1.0 宽× 0.35 )


2
、学生操作图纸 50 套 (200 张 / 套 4 连页 / 张 )

例 一 : “身边 & 个 科学小实验”的操作图纸

例二:“快乐动手做”的操作图纸

3、学校课程化模式辅助用品

( 1 )、清 洁 巾 100 个
( 2 )、学生档案管理盒 60 个(每期使用一个)
( 3 )、许 愿 卡 200 个
( 4 )、安全帽—— 100 个
( 5 )、安全防护围裙—— 100 条
( 6 )一次性口罩—— 100 个


4
、项目的必备设备:


1 、展板( 72 块)

1 )、高档铝合金弹簧边框 600 × 1100 双面写真喷绘 70 块
2 )、高档铝合金弹簧边框 700 × 1200 单面写真喷绘(理念展板) 2 块


2 、固定展板背景板 (铝塑板封面 实木旋转条 - 可使展板 180 度转动)

图纸自助摆放架( 2 个木制烤漆板 1.6m × 2m )

3 、图纸资料袋(有机玻璃 衬 写真喷绘 pvc 板 200 个)

 

5 、回收材料摆放架 (人造大理石台面烤漆板、喷绘写真、不锈钢封边)(以下尺寸为参考值)
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