办学特色建设是新时代教育发展的内在要求,我校校经过多年的积极探索,形成了“科技创新教育、心理健康教育、综合实践教育、中华优秀传统文教育和外语特色教学”为特色,以课程建设、学生项目式学习探究为导引,以选修课教学为抓手,以科创社团为支撑的发展模式,提升了学校全面特色化发展的水平。
我校科技创新工作经过多年的积淀,积累了丰富的实践经验,获得了丰硕的成果,多次赢得国家、省、市级表彰,相继涌现出侯先槐、王毓峰、杨秀亨、高晓燕、周俊山、路伟、郑永成等一大批科技创新优秀指导教师。为持续促进学校特色发展,我校采用了“校内发力、校外借力”的方式进行科技师资培训,每年派出大量教师外出学习先进理论,借鉴外部经验指导自我实践。近期,科技创新团队指导教师杨秀亨老师带领他的学习团队就“理想斜面”项目,展开了项目式学习探究活动,制作出了“理想斜面演示仪”,受到了业内人士的认可。
理想斜面实验是物理教学中一个非常重要的实验。杨秀亨老师带领他的团队对实验进行了相关改进和创新。本实验要求斜面无摩擦、斜面无限长。为解决斜面无摩擦的问题,尽可能减少斜面的摩擦,团队做了下列项目式学习探究实践活动。
活动探究一
若形成两个对接的斜面,且第二个斜面的倾角可任意改变。如果采用拼接的方式,将第一个斜槽固定,第二个斜槽在改变倾角时必须更换轨道,这样在两个槽的对接处就会不可避免地出现缝隙和高低不平的现象,小球经过缝隙时能量的损失比较大,实验效果会大打折扣。如果让两个斜槽平滑连接,又会出现问第二个斜槽的角度无法改变、达不到实验要求的问题。经过师生反复实验论证,形成了下列解决方案。
解决方案:
对接的斜面给小球提供一个运动载体,可以用斜槽来替代,木工板的封边条恰好能做斜槽使用,并且封边条的材质为塑料,利用热风机对需要打弯的地方加热可实现大的形变,这样就有了两个无缝对接的斜面。
如何任意改变第二个斜面的倾角?将第一个斜槽用热熔胶固定在竖直模板上,第二个斜槽可在竖直面内自由转动,然后在预定轨道的木板上钉上钉子,作为轨道的承重——问题得到完美解决。
活动探究二
如何改变轨道的粗糙程度,让观察者直观感受到轨道越光滑、小球越接近原来的登高位置,进一步推理出:“如果绝对光滑,小球将上升到释放点等高的地方”。
解决方案:
制作与轨道等宽的由不同材料制成的接触面,经过实验对比,小球与棉布条之间的摩擦要大于小球与亚麻布条之间的摩擦,大于小球与轨道之间的摩擦。于是,先铺设棉布条,然后改铺设亚麻条,最后撤去布条,对比实验非常明显,达到实验要求。
活动探究三
如何保证小球每次从同一高度下落?
解决方案:
借鉴“探究平抛运动实验”中利用固定的铁夹来保证小球每次从同一高度下落,自制了铁夹,并且为了更加便于观察,在竖直板上画了等高线。
问题探究四
如何保证木板在竖直面内,小球在运动过程中避免与轨道有摩擦?
解决方案:
必须保证竖直板的底座要水平,在竖直板与水平轨道的结合时,保证竖直板与底座垂直。涉及到木工的结合技术,所以,必须反复练习木工操作要领,掌握制作技术。
本项目式学习探究活动,为了让每位同学都有亲手实践的机会,团队按照项目需求进行了科学分组。第一实践小组刘冰琪、刘力恺、范超锋、郭天嘉、王晋华和梁欣儿六位同学进行等高线绘制,其他小组同学进行观察评价,提出修改意见。第二实践小组康凯、边渭渊、武瑞婷、杨钰婷、王烁宇、徐硕斌和李治坤七位同学设定轨道路径,达到任意改变第二个斜面的倾角。而第三个实践小组史辰源、高秉正、高平楠、高旭晟和王靖夫四位同学负责利用热风机对轨道材料进行加热,实现无缝对接。在指导教师杨秀亨老师的组织下,各小组在演示仪成型前,对各自负责的项目进行了项目展示和经验交流。经过大家的组装成型后,项目式学习实践活动小组的负责人又进行了成果展示和经验总结,为下一期项目的开展积累了丰富的实践经验。
本次“理想斜面演示仪”项目式学习探究活动虽然结束了,但它点燃了师生科技创新的热情。相信我校科技创新团队会在今后的项目式学习探究活动中会产生更多的成果!
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