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船为什么能够浮在水面?看小学生如何利用“船舶智造”巧学物理知识!
 
作者: | 发布时间:2017-11-08 | 来源:青岛市妇女儿童活动中心 
    在青岛市妇女儿童活动中心创未来创客中心开设的学期课程【X空间3.0计划】中,《船舶工程师》这一项目便是通过“浮与沉”这一生活中常见的现象,通过分析物体与物体之间的相互作用,在学生面前揭开「力」这个概念的神秘面纱,并且让学生定性地了解力的方向、大小等特性。
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    上周日,学期课的小创客们在青蜂侠Elaine老师的带领下,进行了《船舶工程师》第二次课程——“STEM专题活动”的学习,探究了船为什么会浮在水面上,并学习了物体的运动和力的作用。最后通过船舶承重挑战带领大家探索了船舶设计的奥秘。


                             STEP 1.发现问题


    工程设计的第一步就是发现问题。想要设计船舶,首先需要解决的问题是如何让船浮起来?

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那么到底什么才是浮力?Elaine老师让每一位同学把手伸入水中,“在用手推动水的过程中会感受到一种向上的阻力,这就是浮力……”重力把小船拉低,浮力把小船推高。如果重力小于浮力,小船就会漂浮。


                            STEP 2.做计划,画图纸


    知道了船能够浮在水面上的原因,接下来就要开始造船啦!什么样的材料能够保护船舶不会被水浸湿?什么形状的船能够在水中承重更多?你的船是用来做什么的?面对这一系列疑问,同学们并没有被难倒,杨晓芳菲同学所在的小组想要设计一个双体船,他们认为双体船面积较大,并且可以保持左右平衡。而马彬瀚同学则想设计一个独一无二的圆体船舶,它的螺旋桨可以360度旋转,以此来控制方向。

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                             STEP 3.选择材料


    计划做完之后要根据自己的计划选择制作材料。Elaine老师为同学们提供了海报板、蜡纸、铝箔、保鲜膜、塑料杯、泡沫板等二十多种材料,不同的材料有着不同的功能,同学们需要学习这些材料的不同用法,并且挑选适合自己设计方案的材料。闫羽同学所在的小组挑选了铝箔、雪糕棍、塑料膜等材料,他们认为这些材料比较轻而且能够浮在水面。而单一凌同学所在小组则选用了大量的雪糕棍和雪弗板,想要制作一艘既能承重又美观的船舶。


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                              TEP 4.制作并测试


材料选好后,大家纷纷化身成为魔法工程师,开启了自己的船舶智造计划。量尺寸、裁模块,包蜡纸,加铝箔,忙的不亦乐乎。但是当他们开启第一次下水测试时,却涌出了各种各样的问题,船体不平衡,材料漏水,载重太小……虽然问题层出不穷,但Elaine老师告诉大家,在真正的工程设计中,一些小失利是无可避免的,只有经过多次尝试,把每一个漏洞都想办法解决,你们的设计才会成功。

于是,同学们纷纷开启了船舶改造计划。船体不够稳就换底板,把船体与水面的接触面积撑大;材料漏水就加固材料。


防水蜡纸、铝箔、保鲜膜、胶带,矫荣智同学前后利用了二十多种材料包裹了自己的单体船,改造之后的船舶成功载重两块雕塑泥,相当于5个苹果的重量。而黄路家、赵志远等同学也经过多次测试和修改最终顺利完成载重。


                              STEP 5.展示并分享


承重挑战完成之后,还有很重要的一个任务:把自己的模型和探究结果进行展示并分享。


同学们要站在路演舞台上,大胆的展示自己或成功或失败的模型,并且告诉大家自己在实验过程中都遇到了哪些问题,是怎样解决的?

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