【教学设计】我让鸡蛋撞地球_综合实践

《我让鸡蛋撞地球》教学设计一、活动背景：“鸡蛋撞地球”起源于英国，活动主要模拟航天飞行器着陆，引导学生为鸡蛋设计、制作一个缓冲减震装置，使其从高空坠落后不破碎，这是一项集科学性与趣味性为一体的科技实践活动，广受各国大中小学生的喜爱。

2014年，随着“学校+基地群”实践活动的广泛开展，我校学生参观了“五一三”中国航空航天科技馆，对各种航空航天飞行器产生了浓厚的兴趣。

同年7年，中国第六届航模大赛在牟平养马岛举行，同学们全程观看了同龄孩子们的航模表演，遥不可及的梦想开始启航，“我让鸡蛋撞地球”就是同学们与自己航天梦想的第一次亲密接触。

二、活动目标1、知识与能力：了解活动相关的物理学原理，并能应用于创意设计实践，能够从问题出发，对活动过程和现象进行综合分析，培养创造性思维和科学探究能力。

在资料收集、合作探究、交流展示等过程中增强团队意识和协作能力。

2、过程与方法：通过学生探究、教师解读、实验验证、专家揭秘等多种形式由浅入深层层推进，实现理论上的原理分析。

再通过个人解说、双向选择、头脑风暴实现博采众长、优势互补的实践操作。

最后通过世界之最、规则修改、实践应用达成课题的拓展延伸。

3、情态态度价值观：通过把“不可能”变成“现实”，体验科学的魅力，增强科技兴国的责任感，培养严谨、务实的学习态度和合作共嬴的团队概念，通过双向选择，渗透民主意识和权利概念，实现公民意识的培养。

三、活动时间及具体安排本课题共分四个阶段，历时四个月：第一阶段：确立主题，划分小组（第1-2周）第二阶段：分头行动，收集资料（第3-9周）第三阶段：集中交流，展示成果（第10-12周）第四阶段：拓展提升，总结收获（第15-16周）四、具体活动过程第一阶段：确立主题，划分小组（第1-2周）微课一《活动来源、目标及方案制定》（一）关注学生兴趣，确定主题2014年5月，随着“学校+基地群”实践活动的广泛开展，我校学生参观了市属实践活动基地－－“五一三”中国航空航天科技馆，对各种航空航天飞行器产生了浓厚的兴趣。

同年7月，全国航模大赛的观摩激发起同学们的信心，遥不可及的航天梦想开始启航，模拟航天飞行器着陆的“鸡蛋撞地球”活动应运而生，为鸡蛋设计、制作一个缓冲减震装置，使其从高空坠落后不破碎，这项集科学性与趣味性为一体的科技实践活动，成为同学们与自己航天梦想的第一次亲密接触。

（二）归纳问题，确立子课题，划分小组主题确立后，同学们围绕主题展开了激烈的讨论，提出了很多的问题，依照“科学性、实用性、可行性”三条原则，筛选优化，形成了以下四个子课题并划分了小组：1、追根溯源――理论探究组，2、立学笃行――实践操作组3、百家争鸣――大赛筹备组4、高瞻远瞩――拓展延伸组（三）分工合作制定方案子课题确立后，同学们根据自己的兴趣、爱好、特长自由组合成组，通过“毛遂自荐”和“同学选举”两种方式确定了本组组长，围绕本组的任务展开了激烈的讨论，形成具体的活动方案。

并齐心协力，做好了相关活动准备。

第二阶段：分头行动，收集资料（第3-9周）（一）追根溯源――理论探究组1、活动目标：主要围绕高空坠蛋“为什么会碎”“如何保证不碎”等问题展开资料收集，通过与现有物理知识的运用及相关物理学原理的拓展，从理论角度解析“鸡蛋撞地球”不碎的秘诀。

2、活动方式：学生奔赴图书馆查阅资料，上网搜索，采访物理和数学教师。

3、教师指导：建议学生采用视频、图形、文字、数据等多种形式来展示理论探究成果；指导学生采访专业教师之前，做好相关采访知识、技巧、器材等相关准备，做好采访提纲等；指导学生整理汇报材料、研究表述技巧。

（二）立学笃行――实践操作组1、活动目标：在了解保障鸡蛋不碎的相关理论知识的基础上，对运用何种原料，通过哪种方式达成鸡蛋不碎的目标进行创意设计和实践操作。

分工合作，多角度、多途径创意设计并制作出作品。

2、活动方式：上网搜索、分工合作、咨询专家、求助家长、创意设计、动手制作。

3、教师指导：进行安全教育，注意制作过程中安全操作；提醒注意保存活动过程性资料，可求教老师或寻求家长帮助；总结归纳创意设计的原理，准备交流展示材料。

（三）百家争鸣――大赛筹备组1、活动任务：制定“鸡蛋撞地球”大赛方案及评分细则，与学生会或学校领导协调落实比赛组织具体事宜（如时间，场地，参观人员、服务人员、评委的选定，媒体邀约等）。

并做好相关的器材准备。

2、活动方式：上网搜索，走访领导、教师、学生会干部，邀约媒体。

3、教师指导：注重分工合作，分头行动，及时交流总结，提高工作效率；权责明确，注意落实，确保比赛组织万无一失；走访邀约注意礼貌。

（四）高瞻远瞩――拓展延伸组1、活动目标：了解世界各国“鸡蛋撞地球”活动的世界纪录（数据及图片等）；准备相关问卷，收集同学们对活动参与及比赛的意见和建议；对活动宣传推广出谋划策并第二届鸡蛋撞地球比赛做好准备。

2、活动方式：上网搜索，设计、发放、统计“调查问卷”，宣传推广等。

3、教师指导：注重资料收集的科学性和权威性；调查问卷设计科学具体；宣传推广注重多角度、多渠道，提升宣传效果。

第三阶段：集中交流，展示成果（第10-12周）微课二《成果交流展示》经过几个月的努力，学生掌握了相关理论知识，制作了形式多样的作品，准备好了比赛的相关事宜，并进行了班级内的首轮淘汰，2015年3月20日，我校举办了第一届“鸡蛋撞地球”大赛，以现场比赛的形式进行了活动成果的交流展示。

16名学生跻身校级决赛，五百多名师生现场观看。

牟平电视台全程跟踪采访并在《牟平新闻》报道。

第四阶段：成果提升，总结收获（第15-16周）课题确立后，学生根据自己的兴趣爱好自由组合成组，分头行动收集资料，然后以比赛的形式进行了交流展示。

本课题的主课展示的是活动的第四阶段：成果提升,总结收获。

课堂实录《我让鸡蛋撞地球》――成果提升总结收获【活动准备】1、学生准备：比赛装置、笔、记录本2、教师准备：相关课件，生鸡蛋6－8个，塑料碗一个，制作模型的器具（胶带、剪刀、小刀、一次性筷子、铁丝、乒乓球（替代鸡蛋）、细线、大小汽球、拖盘等6套，泡沫若干）【实施过程】导入：古人常用“鸡蛋碰石头”来形容“自不量力”，那么鸡蛋撞地球会怎么样呢？前段时间，我们实验中学的同学们向这个项目发起了挑战，首先让我们回顾一下活动中的精彩瞬间。

（播放课件）16人参赛，14人成功着陆。

“我让鸡蛋撞地球”，如此不可思议的事情同学们是如何做到的呢？这节课我们就一起分享一下这些优秀作品的创作精髓。

看看他们的创意源自哪里？有何可取之处？又有何改进空间？也就是我们的课题第四阶段－拓展延伸总结收获。

（一）追根溯源（原理分析）从规则中不难看出，“鸡蛋撞地球”最重要的就是要保证鸡蛋不碎，鸡蛋高空坠落为什么会碎呢？用你们所学的物理学知识来解释一下吧！小组讨论中……1、学生探究：为何会碎（1）鸡蛋为何为碎因为地球引力，鸡蛋受重力作用，因为加速度，鸡蛋到达地面时的速度会很快，所以冲力很大，鸡蛋给地球一个很大的压力，因为力的作用是相互的，所以地球也会给鸡蛋相同的力，因为鸡蛋与地球的接触面积较小，压强大，所以鸡蛋会碎。

（2）加装装置后为何鸡蛋还会碎惯性，一切物体都具有惯性。

高空坠蛋着地时，装置停止运动，而鸡蛋由于惯性，还会继续运动，这时就会造成与装置之间的碰撞和挤压，如果鸡蛋和装置之间的缓冲不到位，鸡蛋就会碎。

2、教师解读：动量定理今天，我非常幸运地请到了我们专业的物理老师――王海涛老师，和我共同执讲这节课，同学们你们欢迎吗？下面让我们专业的物理老师为我们揭密一下鸡蛋不碎的秘诀。

物理教师：要想鸡蛋撞地球不碎，有很多种方法，但都要用到一个物理学上非常重要的定理――动量定理：（板书）△p =Ft，△p指的是动量的变化，F指的是冲力的大小，t指的是力的作用时间。

△p和下落时的高度有关，投放点在同一楼层，△p就是一个定值。

所以要想鸡蛋不碎，就要从两个方面入手，一是减小鸡蛋下落撞击地面的瞬时速度，减小冲击力，既减速。

二是延长鸡蛋与地面的相互碰撞的持续时间从而达到减少冲击力，也就是缓冲。

从这两个方面入手都可以达到减小着地时的冲击力的作用，保护鸡蛋不碎。

3、游戏验证：手握鸡蛋比赛（1）教师出示“握鸡蛋比赛”要求（出示课件）每组选派一名代表参加比赛，规定时间内最先握碎鸡蛋者胜出。

（2）比赛进行时……（3）教师总结引导：轻轻一磕就碎的鸡蛋为什么用那么大的力却握不碎呢？（4）学生讨论回答，教师补充。

4、专家揭秘：特殊均压情境（1）专家揭秘南京航空航天大学的力学邓教授为我们提供了一种特殊情境，他说“比较科学的方法应该是做一个安全气囊，里面充满气，气压能够维持到把鸡蛋浮在中间，这样当鸡蛋下落的时候，气体膨胀，在密封的状态下鸡蛋就会三面均匀受压，不会碎。

”邓教授用强度原理来解释这一现象：鸡蛋在冲击地面的过程中，动能会转换成应变能，应变能越大，表示冲击动应力越大。

根据强度理论，当冲击引起的相当动应力超过鸡蛋的许可应力，鸡蛋就会破碎。

但有一种情况例外，“如果物体三面均匀受压，虽然动应力大，但相当动应力小，所以，不论冲击动应力多大，都不会对鸡蛋产生破坏。

”这就是保护鸡蛋不碎的的第三种解决途径――均压。

2、教师演示替代方案用气压让鸡蛋悬浮在密闭容器的中间，这个理论上可行，但实际上以我们现在的实验条件很难，我和你们物理老师研究了很长时间，想出了一替代方案，我用模型来说明（出示模型），在密闭容器中，鸡蛋在中间，上下左右垫上充气的汽球，这样装置在与地球碰撞时，周围的汽球互相挤压，给鸡蛋各部位的力相同，效果和我们刚才所说的均压的情景差不多。

现在这只是一种设想，需要同学们在现实操作过程中验证。

（二）立学笃行(实践操作)缓冲、减速、均压，理论上我们总结出三条途径，那现实中同学们又是用什么具体的办法来解决的呢！我们将采用“双向选择”的方式重新分组，优化小组组合。

1、优化分组（1）分组方法6位组长，按照比赛的成绩，由低到高依次展示作品，说明作品的创意来源、设计原理、优点和不足。

同学们根据他们的解说及对其装置的兴趣选择组长，组成新的攻关小组，与志同道合的同学一起头脑风暴，改进装置。

（2）双向选择每组6人，超过6人跟随你，组长有选择权，从中挑选自己喜欢的组员，不足6人，可以从全班范围人任意挑选，无论选中谁，都要无条件的，全力以赴地协助你们的组长完成挑战。

（3）解说、分组进行时各攻关小组的组长，一组周新程；二组李泉德；三组苏雨航；四组李逢时；五组曲美翰；六组杜艺琳。

组长依次上台解说装置，学生举手表达要加入的小组，教师组织引导完成分组。

2、头脑风暴头脑风暴，看看我们集体的智慧能碰撞出什么样的灵感火花？看看哪个小组的作品最有创意、最切实可行。

十分钟内，打造出一个升级版来。

（课件出示具体要求）（1）活动要求：（课件出示）活动内容：小组合作改进装置活动时间：十分钟（都完成了我们会提前结束）具体方法：讨论修改方案，合作完成简易模型（或在原有模型上改装，以能说清改装意图为准。