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(科学小发明小制作)-初中物理小制作100个
水火,火箭,科学(科学小发明小制作)-初中物理小制作100个
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
科学小发明小制作（初中物理小制作100个）
日前，一段用简易塑料瓶制作水火箭并发射升空的视频刷屏。塑料瓶如何做出二级水火箭？这枚火箭背后又隐藏着怎样的科技教育理念？
“三、二、一！”随着全校四百多名师生的齐声倒数，三枚水火箭同时发射，在天空中划出了优美的弧线。
▲蓝润天使外国语实验学校水火箭比赛
这是浙江安吉蓝润天使外国语实验学校水火箭比赛现场的精彩一幕。其中，一位科学老师在往返于发射架和学生之间，不断地进行检查和指导，以保证比赛的顺利进行。
这位老师就是最近在走红的科学老师——王印，他目前教一年级至四年级的科学课，还是四年级的班主任。
“天问一号”火星探测器登陆当天，他在自己的视频号“王主君”上发布了一段用塑料瓶制作的水火箭升空视频，仅半天播放量就突破1300万，并且被人民日报、央视新闻等媒体转载。
视频中的火箭可以实现二级分离，而且每一级都能自动打开降落伞让箭体安全降落，巧妙的设计引起在场学生们的欢呼，也引起评论区许多网友的共鸣。
塑料瓶如何做出二级水火箭？这枚火箭背后又隐藏着怎样的科技教育理念？近日，北京科技报记者专程来到位于浙江安吉的蓝润天使外国语实验学校，为你揭秘网红老师的“水火箭”。
▲王印在学校木工房
01
二级降落伞水火箭背后的“玄机”
在学校的木工房，各类材料、工具被归置得整整齐齐，工艺气息和仪式感迎面而来，这里就是视频中的网红水火箭“天使二号”诞生的地方。谈起设计这款水火箭灵感的时候，王印说，一切都来源于校本课程的主题实践课。该课程每学期制定一个主题，全校围绕主题进行跨学科跨年级的综合学习。
“本学期正好赶上我国的火星探测器天问一号发射，所以学校制定了‘太空探索与人类文明’的主题，开设了‘火星生存’‘火箭运输’等科学课题。根据这个主题，我决定在科学手工课中设置水火箭课程，并且制定了带领学生们制作两级分离式水火箭的目标。”王印介绍说。
和单级水火箭相比，制作两级分离式水火箭的难点主要有两个，：一是实现两级的自动分离，二是二级火箭的自动开伞。
为了实现两级火箭的分离，王印通过一段软管、一段硬管和一个单向阀制作了专门的分离器。在两级火箭密封对接的情况下，气体通过两段管子和单向阀向二级火箭送气。在火箭发射之前，软管周围承受高压，紧紧地“握”住里面的硬管，强大的摩擦力使一二级箭体结合在一起。随着火箭升空，一级箭体内的压力会随着水流不断外泄而减小，软硬管之间的摩擦力不足以束缚住上面的二级箭体，二级箭体便会在反冲力的作用下跟一级箭体实现分离。
▲两级分离式水火箭的分离器
“之所以选择制作两级分离式水火箭，一方面是更加模拟真实的火箭发射；另一方面火箭分离后，二级火箭因为重量减轻，会以更大的速度前进，同学在观测之后，对相关科学原理会有更深刻的认识。”王印说。
二级火箭的自动开伞是另一个难题，开伞需要把握时机，不能太早，也不能太晚。在尝试用多种不同的方式后，王印最终还是采用了最稳定的“侧开伞”的方案，通过玩具上的延时发条来控制伞舱的打开，这才有了视频中的二级火箭的开伞功能。
▲二级火箭开伞延时工具（左）原理和是玩具上的延时发条（右）类似
▲二级火箭采取侧开伞的设计
王印表示，视频中看到的水火箭并不是“完全版”，未来还将进行更多改进。“我们会根据不同的需要，定制不同版本的水火箭。比如为了让它的飞行距离更远，我们可以完善导轨和尾翼的设计；为了让火箭能够垂直降落，我们会研发制作多伞火箭，先打开一个引导伞初步降低下降速度，再从顶部打开大伞，这样会让落地的位置更精确，让垂直落地成为可能。”
02
锻炼动手能力
能让孩子展现不同的自我
王印介绍，自己主导的科学手工课开设于本学期，目前还在不断探索完善中。由于相关成体系的课程比较少，他搜集借鉴国内外相关经验，结合自己做手工的学习经历，设计了一套循序渐进的校本课程内容。从最基础的工具使用开始，直到制作一些相对复杂的小设计、小发明，用来锻炼学生的综合能力。
▲王印指导学生制作的手工车
谈到开设科学手工课的原因，王印坦言，自己在教学中发现不同学生对不同类型信息的接受能力有很大差异。有的学生对阅读、听课等方式不够敏感，缺乏学习效率，但往往在动手实操的能力很强，而且还能够举一反三，由小见大。开设科学手工课正是给这部分学生提供一个差异化的学习平台。
王印表示，他之所以敏锐地捕捉到了这点，是由于自己从小就是一个热爱动手实践的人，在动手的过程中收获的感悟和体会，甚至比课本上学习到的还要多。在学校的木工房里，王印向记者展示了他和学生们制作的作品，其中有能够持续行进上百米的手工车，用特定方式才能打开的机关盒，能够放大手机镜头焦距从而实现微距摄影的相机、摄影机辅助工具等等，而制作它们的初衷，则是出于个人兴趣和教育的意义。
▲王印制作的手机模具，将手机置入可以实现微距摄影（左）和微距摄像（右）
“通过手工制作，我感受到的是与大自然的亲密交流，所以我认为通过这样的方式，带领学生们去感受科学、理解科学，会更有说服力，能够从心底激发学生对大自然的好奇心和探索欲。所以我的手工课尽管以严格著称，仍然很受同学们的欢迎。”王印说。
03
手工制作提升的是综合能力
属于“磨刀不误砍柴工”
然而，与同学们的一致好评不同，目前部分家长对于科学手工课持观望或者犹豫的态度，甚至有个别家长还担心通过做手工来进行科学教育效率太低，难以抓住重点，影响学习效率。对此，王印表示，科学手工课并不像很多家长想象的那样只是“玩”，它其实是培养学生解决问题的实际能力以及终身成长的能力，而非简单地学习课本知识。
“比如水火箭的开伞方案，我们之前设计了非常多的版本，虽然从理论上来说都没有问题，但真的到具体到发射中，因为火箭处在一种高速运动的状态，所以就会衍生出各种各样设计时无法预料的突发状况。视频中的那次发射成功，背后可能是8-9个摔坏的火箭，这种克服困难的宝贵经验，只有通过亲身体验才能感觉到。”王印说，“所以，手工课不仅不是浪费时间，反而可以让孩子们进入一种深入探究的状态，自发地感受科学探索过程，激发孩子的原创能力。”
即便是在学习科学知识方面，王印认为参与科学手工课也能起到不小的辅助作用，属于“磨刀不误砍柴工”。通过课程中的动手和观察，大量科学现象以一种感性的方式进入孩子的记忆，等到孩子接触到相关科学理论时，学习速度会远超没有亲身体验的孩子。
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