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《快乐科普》教学设计(全部)

(2015-01-26 08:05:09)
分类: 校本课程教学设计

第一章  走进创造与发明

一、  思维与观念

问三个问题:

1. 你认为自己是具有创新精神的人吗?

2. 你曾经有过自己的小发明吗?

3. 你相信自己也能拥有自己的创造发明专利吗?

介绍爱迪生,一生有2000多项发明

介绍我们学校四年级八班的同学在山东省科技创新大赛上的表现。

他们是怎样发明的?发明是不是有方法?发明的方法是什么?

今天我们一起来探究如何使自己拥有创新发明的意识和能力。

即使我不想搞发明,但我可以通过练习提高自己的学习能力和素质。

测试题

数学题 请给出以下答案:

13+5=

28=+

总结:3+5= 8

   其结果是唯一的,思维方式是逻辑思维

         8=   +   

   其结果有无数个,结果的内容与知识层次有关。思维模式是发散思维。

3+5=      8=  +   

     思维方式是逆向思维。

  

     由此可以看出,改变一下思维方式,思维的结果可能发生重大的变化。这就是思维的魅力,思维的价值所在。

3:计算下列各题(一分钟)

 7+2  =         8÷4  =

 6+11 =         20-10 =

 5×2  =        84  =

 9×3  =        2+2  =

 8÷4  =        6+6  = 

2-1、在下列各题中,(一分钟)

+代表乘,代表除,÷代表加,×代表减。

7+2  =         8÷4  =

 6+11 =         20-10 =

 5×2  =        84  =

 9×3  =        2+2  =

 8÷4  =        6+6  =

答案:

 7+2 = 14        8÷4=12      

 6+11= 66        20-10= 2        

 5×2=3          8-4 = 2    

 9×3=6          2 +2= 4

 8÷4=12         6+6= 36

这个题难吗?

    你的计算速度快吗?

    你的错误出在那里?

    什么原因影响着你的速度?

    什么原因导致你出错?

小测验:说一说你在下一屏中看到了什么?

…………………………

可能的答案:

 1、一条虚线?    2、若干个点?

 3、一条直线      4、一条导轨

 5、一排树        6、一行心型

 7、一排钉子      8、一排陀螺

 9、一条路        10、国界线 

   ------                     

                                           还有吗?

结论:

      有的问题可能有(唯一)标准答案,有的问题根本没有,有的问题的答案与环境,人的认识问题的方式、方法、知识等均有关系,因此,我们必须改变看问题的方式,观念。

不要固化我们的观念,要用于突破我们的思维观念。

当你试着去改变思维,你会发现:创造力人人都有,创造力人恶人可以开发,你也是发明家!

PPT展示学生发明的各种物品。

第二章 创新思维与创新技巧

1节创新思维与观念

一、    教学目标

1.通过数字游戏陷阱改变学生的思维习惯。

2.朗诵科普童话剧改变自己的思维习惯。

3.通过具体的事例练习发散思维。

二、教学重、难点:

改变自己的思维习惯,克服思维定势。

教学过程:

一、必须严格遵守下列原则 :

1.禁止批评和评论,也不要自谦。对别人提出的任何想法都不能批判、不得阻拦。

2.目标集中,追求设想数量,越多越好。

3.鼓励巧妙地利用和改善他人的设想。

4.所有人员一律平等,各种设想全部记录下来。

5.主张独立思考,不允许私下交谈,以免干扰别人思维;。

6.提倡自由发言,畅所欲言,任意思考。

7.不强调个人的成绩,应以小组的整体利益为重,注意和理解别人的贡献,人人创造民主环境,不以多数人的意见阻碍个人新的观点的产生,激发个人追求更多更好的主意。

二、与思维习惯做斗争

1.数字陷井游戏。

开火车数数,遇到7的倍数不能说出来这个数,要用拍手的方式代替,说错者出局,连续玩很长时间,最终留下一名冠军。

2.思维定势

思维定势也叫思维惯性,是指过去思维对当前思维的影响。

思维定势的正面作用:是人们能够驾轻就熟而迅速的解决相似的问题。

思维定势的负面作用:在创新活动中,它是影响创新思维的主要思维障碍。

思维定势的正面作用:是人们能够驾轻就熟而迅速的解决相似的问题。

思维定势的负面作用:在创新活动中,它是影响创新思维的主要思维障碍。

3.与思维习惯做斗争

4.以最快的速度,按照扑克牌代表的数字和运算符号,计算出结果。

扑克牌  大王表示加,小王表示减。随机抽取三张扑克牌,学生列算式并计算结果。

5.创新思维

1.     发散思维

2.     想象思维

3.     联想思维

4.     逆向思维

总结:3+5= 8

   其结果是唯一的,思维方式是逻辑思维

         8=   +   

         其结果有无数个,结果的内容与知识层次有关。思维模式是发散思维。

3+5=      8=  +  

     思维方式是逆向思维。

小测验:说出在下图中,你看到了什么?

………………

合作探究:

1.     目前我们的书包有哪些缺点?

2.     泥怎样改变书包的特点?

你希望自己的书包是什么样的?它要有什么功能?

2   创造技法()   组合法的学习与应用

必须严格遵守下列原则 :

1.禁止批评和评论,也不要自谦。对别人提出的任何想法都不能批判、不得阻拦。

2.目标集中,追求设想数量,越多越好。 

3.鼓励巧妙地利用和改善他人的设想。

4.所有人员一律平等,各种设想全部记录下来。

5.主张独立思考,不允许私下交谈,以免干扰别人思维;。

6.提倡自由发言,畅所欲言,任意思考。

7.不强调个人的成绩,应以小组的整体利益为重,注意和理解别人的贡献,人人创造民主环境,不以多数人的意见阻碍个人新的观点的产生,激发个人追求更多更好的主意。

组合法的概念:

      组合法:是指从两种或两种以上事物或产品中抽取合适的要素重新组织,构成新的事物或新的产品的创造技法。         

      即将多个独立的技术要素(现象、原理、材料、工艺、方法、物品、零部件等)进行重新组合,以获得新产品、新材料、新工艺等,或使原有产品的功能更全面、工艺更先进。

      如橡皮和铅笔的组合,有了带橡皮的铅笔。火箭和飞机的组合,产生了航天飞机。

创造技法------组合

1) 主体添加法 以某事物为主体,再添加另外的附属事物的实现组合创造技法,如磁化杯,就是在普通杯上加上2块磁铁;照相机加闪光灯。

2) 同物自组法 就是将2个或2个以上的同一事物进行组合,如情侣表、双层列车;三联插座

3) 异类组合法 将两种或两种以上的不同种类的事物组合,如电视电话是电话与电视的组合; 日历式笔架;  CT扫描仪(X射线+计算机)

4) 重组组合法 有目的地改变事物内部结构要素的次序并按新的方式进行重新组合,以促使事物的功能或性能发生变革,如微晶玻璃复合板。

下面列出的物品中,你可组合出哪些有意义、有价值的东西?

计算机、咖啡机、百合花、太阳镜、门前的擦鞋棕垫、浴缸、手机、防晒液、卧室、电视、切片机、雕塑、吊床、呼机、窗户、真空吸尘器、汽车、票、苏打罐、驱虫剂

 

 

结构设计

展示各种图片,激发学生的创造激情

必须严格遵守下列原则 :

1.禁止批评和评论,也不要自谦。对别人提出的任何想法都不能批判、不得阻拦。

2.目标集中,追求设想数量,越多越好。 

3.鼓励巧妙地利用和改善他人的设想。

4.所有人员一律平等,各种设想全部记录下来。

5.主张独立思考,不允许私下交谈,以免干扰别人思维;。

6.提倡自由发言,畅所欲言,任意思考。

7.不强调个人的成绩,应以小组的整体利益为重,注意和理解别人的贡献,人人创造民主环境,不以多数人的意见阻碍个人新的观点的产生,激发个人追求更多更好的主意。

创造技法------组合

1) 主体添加法 以某事物为主体,再添加另外的附属事物的实现组合创造技法,如磁化杯,就是在普通杯上加上2块磁铁;照相机加闪光灯。

产品

组合成分

组合后的产品

童车

秋千、音乐、玩具、画板、笔、伞……

摇椅功能童车、听音乐儿歌的童车、带玩具的童车、能玩能画画的童车、边听边玩的摇椅童车、边听音乐边画画的摇椅童车、带遮阳遮雨功能的童车……

多种笔、印章、橡皮、放大镜、尺、计时器、表、U……

铅笔圆珠笔组合笔、多头彩笔、带印章的笔、带橡皮的铅笔、带放大镜的笔、有刻度的方形笔、带计时器的笔、带时钟的笔、时钟计时器功能笔、U盘笔、U盘计时笔……

水果汁、花、中药、黄金

葡萄酒、苹果酒、枸杞酒、桂花酒、菊花酒、玫瑰酒、人参酒、虎骨酒、鹿茸酒、龟寿酒、劲酒、黄金酒……

2) 同物自组法 就是将2个或2个以上的同一事物进行组合,如情侣表、双层列车;三联插座

3) 异类组合法 将两种或两种以上的不同种类的事物组合,如电视电话是电话与电视的组合; 日历式笔架;  CT扫描仪(X射线+计算机)

5) 组合创造法 :是一种通过不同原理、不同技术、不同方法、不同产品和不同现象的组合而产生创新的成果。由组合求发展,以组合促创新。

下面列出的物品中,你可组合出哪些有意义、有价值的东西?

计算机、咖啡机、百合花、太阳镜、门前的擦鞋棕垫、浴缸、手机、防晒液、卧室、电视、切片机、雕塑、吊床、呼机、窗户、真空吸尘器、汽车、票、苏打罐、驱虫剂

科普剧剧本《丰盛的晚餐》

时间 周五傍晚   地点 家中   人物  小胖  妈妈  芹菜  土豆  茄子  猪肉

剧情

(小胖拿着篮球满头大汗地回到家中,妈妈正在厨房准备晚饭。)

小胖:(进了家门,走向卧室。)累死我了,妈,今天晚上吃什么?我都快饿死了。

妈妈:(正忙着准备饭菜。)今天的菜可丰盛了,有芹菜,土豆,茄子。你累了就休息一下吧,一会儿饭菜好了我叫你。

小胖:(放下篮球,一下子躺在了床上。)妈,有猪肉吗?

妈妈:有。

小胖:(小胖一听,从床上跳起来,直奔厨房。)太好了,今天又有肉吃了。(看到菜里的几片猪肉,小胖撅起嘴。)就这几片猪肉都不够我塞牙缝的,还说是丰盛的晚餐,简直是垃圾饭。

(小胖说完气呼呼地回到自己的卧室,关上门,躺在床上开始睡觉。妈妈来到小胖卧室门口敲了敲门。)

妈妈:小胖,出了一身臭汗,快去洗个澡吧。一会儿爸爸回来我再让他去给你买猪肉。

小胖:(在床上翻了个身,不耐烦地)知道了。

妈妈:(摇了摇头)唉,这孩子。都胖成这样了,还要肉吃。

(妈妈说完走向厨房。)

小胖:(从床上坐起来自言自语)今天打了一个小时的篮球,累的我腿肚子都抽筋了。(犹豫了一下)算了,不洗澡了,先睡一觉再说。

(小胖躺在床上一会儿就进入了梦乡。这时,有人在敲门。小胖开了门,猪肉、芹菜、土豆和茄子拥了进来。)

小胖:(上去抓住猪肉,高兴地)猪肉!这下我有猪肉吃了。

(小胖说着就要吃。)

猪肉:(用手推着小胖)哎,哎,别着急。我知道你喜欢我,可也得等我被煮熟了再吃吧。吃了生猪肉要生病的。

土豆:小胖,你还吃猪肉啊,看看你这不正常的块头,就知道是个猪肉的受害者。

小胖:哼,是不是因为我不喜欢你,你嫉妒猪肉啊。

猪肉:对,他就是嫉妒我。我的体内有丰富的维他命B1,吃了我可以补充体内不足的维他命B1,使身体有力气。你这么强壮,可是我的功劳啊。

(小胖弯起胳膊做了个强壮的姿势,点了点头。)

芹菜:猪肉,你真是狡猾。你忘了自己的致命弱点了吗?吃你越多,就越想吃东西。小胖本来没有这么胖的,就是因为经常吃你才变成了今天这个样子。小胖,你可不能再吃他了。

小胖:不吃他,吃什么?你看你,都瘦成什么样子了,一看就是营养不良。

茄子:小胖,你可不要小看她。她的体内营养可丰富了。蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素、维生素、矿物质等宝贝样样俱全。

土豆:还有钙、磷、铁,芹菜妹妹体内的含量比我们其他蔬菜兄弟要多的多。

茄子:你们不知道吧。芹菜妹妹可是个多面手,连医生都佩服她的功能呢。谁要是得了高血压或者是高血压引起的疾病,我们的芹菜妹妹都能解决。

芹菜:吃了我,老年人不会血管硬化,小朋友们不得佝偻病。特别是正在长身体的小朋友,我可以给你们提供丰富的铁和钙,让你们食欲大增,消化通畅,身体强壮。

小胖:(对芹菜)你真的有这么多功能吗?

芹菜:当然了。

土豆:我们还会骗你吗?你看我,虽然其貌不扬,可一样有热心肠。淀粉、蛋白质、脂肪、粗纤维、钙、磷、铁、钾等矿物质样样不少,而且维生素C、维生素AB族类维生素也很丰富。为此,人们还给了我一个昵称呢。

小胖:什么昵称?

土豆:“地下人参”啊。

芹菜:对,他不但营养多,而且含热量低于谷类粮食,吃了他还能减肥呢。小胖,要是你以后多吃土豆就能减肥了。

小胖:(疑惑地对土豆)真能减肥吗?

土豆:(拍着胸脯)没问题,一定能让你变的身材苗条。

小胖:(高兴地)太好了。以后我一定要多吃你。等我变瘦了,看班上哪个同学再喊我“肥猪”。

芹菜:(笑着)土豆大哥可是我们蔬菜类的老大哥,我还听说有人叫他“植物之王”“第二面包”呢。他体内的蛋白质和维生素C,是苹果的10倍,维生素B1B2、铁和磷含量也比苹果高得多。土豆大哥很辛苦,猪肉引起的许多疾病我们土豆大哥都要去解决。

茄子:土豆大哥的工作我也参加了。小胖,你不想了解一下我吗?

小胖:你?你的功能比他们多吗?

芹菜:小胖,你可不要小瞧了茄子大哥,他也是个多面手。蛋白质、脂肪、糖、铁、钙以及维生素A、维生素B、维生素C等,他的身上一样都不少。

茄子:猪肉引起的高血压和动脉硬化我都可以防治。(转向猪肉)猪肉,你的脂肪与胆固醇含量太高了,人们吃多了一点好处都没有。

猪肉:这能怪我吗?很多小朋友的爸爸妈妈天天给他们吃我,我想躲都躲不了。我也知道自己的毛病,可是,我有什么办法?(转向小胖)小胖,对不起,都是我害得你成了这样,以后我还是离你远点吧。

(猪肉说完走出了卧室。小胖去追,一下子撞在了门上,疼的哎呦一声醒了过来,原来是做了一场梦。他不由地摸了摸自己的额头。这时妈妈端着菜放到了餐桌上,又来到了小胖的卧室门前。)

妈妈:(敲了敲门)小胖,吃饭了。

(小胖从床上起来,到了餐厅,看到了妈妈做的土豆、茄子还有芹菜,坐下来又想起刚才梦里的情景。)

妈妈:(从厨房端出了一盘肉)小胖,刚才爸爸给你捎回来一块回锅肉,可好吃了,快点吃吧。

小胖:(摇了摇头)妈妈,以后我要吃很多菜,不要给我买肉吃了。

(说完,小胖拿起筷子吃起了菜。)

妈妈:(一愣,脸上又露出了笑容。)我家的小胖长大了。菜好吃吗?

小胖:(嘴里满满的)好吃。

妈妈:(故作严肃)小胖,这可是垃圾饭啊。

小胖:(咽下嘴里的菜)妈妈,我知道错了。您做了这么多菜都是为了我。如果早听妈妈的话,我就不会像今天这么胖了。今天的晚餐真的很丰盛,我一定要大吃一顿。(说着夹起一块土豆)我要把你都吃下去。(说完一下塞进了嘴里,)

妈妈:(故做生气的样子。)小胖,出了一身臭汗不洗澡,难道饭前也不洗手吗?

小胖:(朝妈妈笑了笑,转身去洗手。)妈妈,芹菜和茄子留给我,回锅肉你留着和爸爸吃吧。

承重结构创新设计

2014年国际青少年创新大赛

命题背景:

南极,是人类最后到达的大陆,也叫第七大陆。位于地球最南端,土地几乎都在南极圈内,四周濒太平洋印度洋大西洋。是世界上地理纬度最高的一个洲。南极洲仅有一些来自其它大陆的科学考查人员和捕鲸队,无定居居民。

由于海拔高,空气稀薄,再加上冰雪表面对太阳辐射的反射等,使得南极大陆成为世界上最为寒冷的地区,其平均气温比北极要低20℃。南极大陆的年平均气温为-25℃。南极沿海地区的年平均温度为-17-20℃左右;而内陆地区的年平均温度则为-40-50℃;东南极高原地区最为寒冷,年平均气温低达-57℃。地球上观测到的最低气温为摄氏-89.6℃,这是19837月俄罗斯在南极设立的东方站记录到的,在这样的低温下,普通的钢铁会变得像玻璃一般脆;如果把一杯水泼向空中,落下来的竟然是一片冰晶。

南极不仅是世界最冷的地方,也是世界上风力最大的地区。那里平均每年8级以上的大风有300天,年平均风速19.4/秒。在南极,12级以上的暴风却是家常便饭。1972年澳大利亚莫森站观测到的最大风速为82/秒。法国迪尔维尔站曾观测到风速达100/秒的飓风,这相当于12级台风的3倍,是迄今世界上记录到的最大风速。

科学考察站:

南极大陆丰富资源的开发利用,已经为世界各国关注。各国政府耗资巨大地支持南极探险和考察,其重要目的之一就在于跻身南极,为未来着眼。

   科学考察基地,这些众多的考察站,根据其功能大体可分为:常年科学考察站、夏季科学考察站、无人自动观测站三类。其中,常年科学考察站有50多个,中国南极长城站中山站是常年科学考察站;夏季科学考察站在南极洲大约有100多个,经常使用的有7080个左右,中国昆仑站为夏季科学考察站。

伊丽莎白公主研究站
      
建于2009年,以绿色环保闻名,完全依靠风力和太阳能,作为被动式建筑的典范,这个建筑完全不需要任何内部加热设施。

冰山生活基地
      这个建筑还纯粹是丹麦MAP建筑师的构想而已,不过也值得提到。它挖空一个冰山内部,把研究人员、设备放在里面。但很多人会问,那它不会融化掉吗?不过这就是设计的精髓所在,建成7~10年后,这玩意就会消失。所以考察团不需要再花精力清理不需要的设备、研究站了。

结构设计

【赛题概述】

本届竞赛的题目考虑到可操作性,以杠铃片模拟积雪,压结构模型的顶部,结构模型由参赛各队在赛前独立完成。模型承受的竖向荷载由附加配重钢板或配重铅块实现。主办方提供结构制作材料,并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。

【得分重点】 

设计制作一个结构,结合南极恶劣的自然环境、所用材料必须从大赛规定材料中选择 

绘制所设计结构的机械加工图或正等轴测图

使用常用的创新方法来构思和形成方案 

结构将接受稳定性和强度测试 

利用结构所用的材料来制作一件道具或戏服 

表演一个7分钟的故事,故事内容必须有一个意想不到的转折或是令人惊讶的突变。

【比赛规则】

本届大赛以团队为单位,每支团队由7人组成,大赛分初赛和决赛两个阶段,赛题主要由三个部分构成(即结构设计、艺术设计、创新挑战)。

1、赛题构成

A结构设计——设计、制作结构(100分)

B艺术设计——故事表演、才艺展示、道具设计(50分)

承重结构设计比赛活动

比赛方式:

组队以团队的方式,每个队在限定时间内制作出符合要求的承重结构,每个队设计出至少2承重结构,最终测试以最高成绩代表本队的成绩。

各队为自己的队取一个队名,在3个字以内。制作完成后在承重结构上标出班级、队名以及成员姓名。

制作材料:

胶带; 黏胶、饮料吸管;

比赛规则:

1. 各队必须设计制作一个结构,使用规定的至少三种材料,结构必须稳定。

2. 设计的结构必须能够放置在结构测试器里。首先放置承重板在结构上,再将杠铃片叠放在承重板上,以测试结构能承受多少重量。

3.结构总重量不得超过20克,结构高度必须至少16cm,不得超过 20cm

 4.结构必须是一个单一个体,必须能放入结构测试器里,可以贯穿一根外围直径5.0cm的圆柱。

承重结构比赛活动:

    评分方式 :

1、称出承重结构的重量。

2、评分方式:承重分由承重比值计算,承重比=承受重物的质量÷自身重量。这个比值越高承重分越高,承重分由高到底依次为 100分,95分,90分,85……依次类推,0分为止。

 

团队协作

吸管接力赛

规则:用口咬住一根吸管,用吸管的另一端进行接力,把钥匙扣从第一个人传递到最后一个人,最后再传到老师的手指上。所用时间最短的队获胜。

成功队:452

战神队:333

必胜队:295

飞虎队:110

无敌风火轮

规则:每个队利用报纸和胶带制作一个封闭式大圆环,大圆环立起来以后可以容纳全部团队成员站在大圆环内,边走边滚动大圆环。最先到达目的地的队获胜。

 

大气王国旅行家

同学们大家好!很高兴能和大家一起关注气候变化这个热点。提到气候,你首先想到了什么呢? 我想就像大家说起天气怎么样时会忍不住抬头看看天空一样,当我们说起气候变化,我们会很自然地想到天空,想到我们呼吸的大气。我们对它了解多少呢? 全球变暖,温室气体增多,大气有什么变化吗?所以首先就让我们来了解一下大气。我们这次课的题目是大气王国旅行家。

空气的组成

   空气是由很多气体组成的

   主要由氮气(78%)和氧气(21%)组成

   叠层岩是最原始的生命形式,大约出现在30亿年前。之所以说叠层岩是有生命其实是因为它表面的蓝藻可以进行光合作用,放出氧气。

   生命的出现逐渐改变了大气的成分,同时,大气中氧气的增加也促进了生命的进化,大气和生命的关系是最神奇的事情。

   视频来源:BBC 片段,228秒,按“叠层岩”打开链接。

为什么大气i分为五层呢?

大气并不是均一的,它的属性随着高度而改变。

根据温度、成分、电荷等物理性质,同时考虑大气垂直运动的情况,将大气分为对流层、平流层、中间层、增温层、外逸层等5个层次,即为大气的垂直分层。

我们来看看每一层吧!

对流层

   对流层是最接近地球的大气层

   高度范围:0-16km

   所有的天气现象都发生在对流层

   超过一半的空气存在于这一层

   随着高度增加气温下降

   有害的臭氧层 OZONE光化学烟雾 SMOG

平流层

      又叫同温层

      高度范围:16-50km

      气温随高度上升而升高

      喷气机在这一层飞行

      顶层有保护性的臭氧层(保护我们不被来自太阳的紫外线强烈照射)

      50-90km,是平流层顶到90km之间的大气层

      温度随高度增加而降低

      大气最冷的一层,低至-90

      流星燃烧

外逸层

      温度随高度增加而升高

      环绕地球的卫星

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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