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初中不倒翁科学论文

2021-05-04 19:25:48来源:初中不倒翁科学论文编辑:

文章导读
初中不倒翁科学论文初中不倒翁科学论文不倒翁为何不倒?难道只是因为重心低吗?通过引领学生对不倒翁原理的探讨,以及设计与制作,下面小编就帮助学生深入地认识了不倒翁...
初中不倒翁科学论文

初中不倒翁科学论文

  不倒翁为何不倒?难道只是因为重心低吗?通过引领学生对不倒翁原理的探讨,以及设计与制作,下面小编就帮助学生深入地认识了不倒翁不倒的原因。希望对你的学习有所帮助。

初中不倒翁科学论文

  不倒翁是家喻户晓人人皆知的玩具。由于它好玩,能够吸引学生的眼球,所以在通初中不倒翁科学论文用技术课堂教学中也不失为一个良好的载体。然而,从我们对学生的提问来看,他们对不倒翁到底为何不倒认识得很肤浅,大部分学生认为是重心低。问题真的这么简单吗?下面我就以两种不倒翁为例分析其不倒的原因。

  一、不倒翁不倒的原理探析

  让我们先分析鸡蛋壳不倒翁(如图1),然后再分析竹签不倒翁(如图2)。

  鸡蛋壳不倒翁原理:将鸡蛋壳不倒翁倾斜后,它的重心升高,这样它的重力与着地点之间就产生了一个重力力矩。由于重力力矩的作用,使不倒翁摆动,摆动的结果是:不倒翁的重心降低。当重心降到最低点时,重力力矩为零。由于惯性,不倒翁继续摆动,但此时重力力矩又阻碍它摆动,往复运动多次后最终停下来。在物理学中,鸡蛋壳不倒翁是稳定平衡。如图2(a)所示重力的力矩M=FL为零(因为重力力臂为零),此时不倒翁处于平衡状态。如图2(b)所示重力的力矩不为零,使不倒翁绕支点顺时针转动。如图2(c)所示重力的力矩不为零,使不倒翁绕支点逆时针转动。

  竹签不倒翁原理:如图3所示,当竹签不倒翁倾斜时,同样是重心升高,产生的重力力矩,迫使它回到平衡位置,与鸡蛋壳不倒翁原理相似,它仍然是稳定平衡。如图4(a)所示重力的力矩为零M=0(因为重力作用线通过支点使重力力臂为零),不倒翁处于平衡状态。如图4(b)所示重力的力矩不为零,使不倒翁绕支点顺时针转动。如图4(c)所示重力的力矩不为零,使不倒翁绕支点逆时针转动。

  综上所述,不倒翁不倒的原因是:当不倒翁倾斜时,它的重心升高,使之产生一个回到平衡位置的重力力矩,重力力矩使之摆动。在平衡位置时,重力力矩为零。因此确切地说,不倒翁不倒的原因是,不倒翁是一个稳定平衡的物体,即不倒翁倾斜时总能在重力力矩的作用下回到平衡位置。

  二、由不倒翁不倒引发的思考

  在教学中,我先让学生制作一个鸡蛋壳不倒翁,并说明不倒翁不倒的原理。大部分学生给出的答案是:不倒翁的重心低,所以不倒。教师在认同学生的观点后,可以再给学生展示另一种不倒翁——竹签不倒翁。让学生体验制作过程后,教师提出问题:竹签不倒翁为什么不倒?是因为重心低吗?这两种不倒翁原理一样吗?

  学生经过制作与讨论,得出它们的区别:鸡蛋壳不倒翁重心始终在支点的上方,当不倒翁倾斜时,支点发生改变,重力产生一个转动力矩,使之回到平衡位置。而竹签不倒翁重心始终在支点的下方,当不倒翁倾斜时,支点不发生改变,但重力也产生一个转动力矩,使之回到平衡位置。无论哪一种不倒翁,它们都是稳定平衡状态的物体(如图5)。

  两者看似一样,但其实又不完全一样。它们既有共性又有不同。学生通过实际制作,独立思考,才能理解不倒翁不倒的原理。这个过程能够让学生进一步去理解科学与技术,而并不是仅让学生知道一个大概的结论——重心低。

  (一)技术探究的过程比结果更重要

  当然,学生的探究体验,可能会得出不同的结果。但彼此冲突的结果,恰好是生成型的学科资源,在对彼此不同的.分析论证中,使学生平时习得的学科思维方式得到具体的运用。从学习的角度来说,我们认为过程比结果更重要。也就是说,提出问题、解决问题远比知道问题、理解问题更为重要。就一定程度而言,认识世界的目的在于改造世界,并且人们关于世界的认识也是随着改造世界的实践而不断深化的。在探究不倒翁为什么不倒的过程中主要是科学活动,而怎样研究不倒翁原理和怎样制作不倒翁的过程则主要是技术活动。

  (二)技术是与科学同等重要的领域

  目前,国内的基础教育呈现出重科学结论,轻技术方法的现象。家长和教师都愿意把结论直接告诉学生,而不是让学生通过探究得出结论。因为那样花费的时间比较多,况且探究的结果也不一定正确,所以有人会认为这样做会耽误时间。然而,人类认识世界的真实过程,从来就不是一帆风顺的。它是一个充满错误并逐步筛选接近真理的过程。一个正确的科学结论都是经过很多科学家不断努力,经历几十年,甚至几百年得出的。正像牛顿所说的:“我只是站在了巨人的肩膀上。”这个巨人是由伽利略、笛卡尔、胡克、哥白尼、开普勒等许许多多科学家构成的。他们对世界的认识也不是百分之百的正确。而今天,教育的目的都落在了考试上,研究问题的答案是唯一的——标准答案。这样的教育培养的学生只知其然而不知其所以然。在面对陌生环境时,学生无法灵活运用现有的知识解决现实问题。因此面向未来,我们应该教给学生科学的思想以及科学探究中的技术。

  (三)重视技术教育,培养创新人才

  目前,新课程中的通用技术课程实施已有9年,但各省重视程度大不一样。表面上,有些省设立了学业水平考试(形式上重视),有些省设为高考科目(报三本院校的考生考通用技术,一、二本不考),这些省是真的重视技术吗?难道上一、二本院校的学生就不需要学习技术吗?根本问题是很多人还没有认识到:对一个真实的社会生活来说,技术问题无处不在。科学认识世界,技术创造生活。在知识既定的前提下,有怎样的技术就会有怎样的生活。目前,不少人还没有把科学和技术区分开来,认为学了科学就等于学了技术。殊不知科学与技术是相关但不相同的两件事。通过几年的教学实践,我们深刻地认识到:只有重视了技术教育,掌握了技术方法,使每个公民的技术素养得以提高,“钱学森之问”才有可能获得完满的解答。

  技术素养对国家和民族极为重要,它是衡量一个国家综合实力的主要因素。虽然每个公民的工作都需要各种不同的技术,人人都有一定的技术,但是技术是要不断优化和改进的,这就对公民的技术素养提出了更高的要求。由此看来,通用技术课程任重而道远!

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