資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
投石問路——投石機的設計
【跨學科概念和核心概念】
跨學科概念：結構與功能 物質與能量
核心概念：3.物質的運動與相互作用
12.技術、工程與社會
13.工程設計與物化
【核心素養目標】
科學觀念：通過設計投石機，了解杠桿的基本原理和應用，理解投石機的工作原理和杠桿的關系，認識到杠桿在生產和生活中的重要應用。
科學思維：運用分析與綜合的思維方法，設計和制作一個具有投擲功能的投石機模型。在制作投石機的過程中，運用比較與分類、抽象與概括的思維方法，總結投石機的工作原理和杠桿原理的應用。運用歸納與演繹的思維方法，從已知的事實或前提推導出投石機的性能指標和優化方法。
探究實踐：通過探究投石機的基本原理，知道杠桿上支點位置和高度的不同會影響它的作用效果。能通過實驗，觀察等方式獲取證據，并能根據獲得的證據分析投石機的基本原理。
態度責任：通過設計和制作投石機，培養對古代科技和現代科技的興趣。培養團隊合作和交流能力，解決問題和創新的精神，提高對科技應用于生活的認識和理解。
項目介紹：投石機是一種古代的攻城武器，可以拋射巨石或火藥彈丸等物體，對敵方的城墻和城內進行破壞。在這個項目中，學生將通過設計和制作一個投石機模型，了解和掌握投石機的工作原理和制作過程。同時，學生還將通過實驗和探究，了解投石機的性能指標和優化方法，提高自身的實踐能力和科學思維能力。
項目背景
建安五年（公元200年），曹操與袁紹之間爆發了官渡之戰。《三國志》對此有詳細的記載。當時，曹軍初戰失利，不得不退守。袁紹構筑樓櫓，堆土如山，用箭俯射曹營。謀士劉曄給曹操獻了一個設計圖……
任務一：明確問題，創意設計
子任務一：設計一個投石機模型
投石機中的主要科學原理：在下圖中標出支點、用力點、阻力點
使用以下材料設計一個用一根皮筋驅動的投石機(一次性筷子，皮筋）
子任務二：探究投石機中的基本原理
你還能提出一個有關于投石機的什么問題？
根據你提出的問題可以怎么設計我們的實驗來探究？
我的發現：
子任務三：改進設計
要求：用不同顏色的筆在原設計圖中進行修改。
子任務四：展示評價
我的收獲和不足：
【板書設計】
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共13張PPT)
建安五年（公元200年），曹操與袁紹之間爆發了官渡之戰。《三國志》對此有詳細的記載。當時，曹軍初戰失利，不得不退守。袁紹構筑樓櫓，堆土如山，用箭俯射曹營。謀士劉曄給曹操獻了一個設計圖……
01
投石問路之設計
任務一：設計我們的投石機模型
要求：
1.具備一定的投射能力
（用一根皮筋驅動）
投石機必須保持站立
節約材料，控制成本
清晰準確
創新性和實用性
任務二：探究投石機中的基本原理
實驗材料
拉壓測力器
小木塊
木條
大石塊
任務二：探究投石機中的基本原理
注意：
任務二：探究投石機中的基本原理
要求：
1.小組合作
2.記錄規范
3.及時整理
4.倒計時結束，開始匯報
任務三：改進設計
小組合作
修改我們的設計圖：用不同顏色的筆在原設計圖中進行修改
任務四：展示評價
內容 要求 分值 自評 他評
設計圖 具有創新性和實用性，設計圖清晰準確（0-10）
實驗探究 能夠根據要求，設計實驗并進行探究。在實驗過程中，能夠積極思考、觀察、記錄數據（0-10）
展示評價 能夠清晰地展示和講解自己的作品，自信、表達流暢（0-10）
團隊合作 積極參與團隊討論和活動，能與團隊成員有效合作，共同完成任務（0-10）
我的收獲和不足：中小學教育資源及組卷應用平臺
投石問路任務單
小組：
組長： 操作員1： 操作員2： 記錄員：
任務一：設計一個投石機模型
投石機中的主要科學原理
在下圖中標出支點、用力點、阻力點
使用以下材料設計一個用一根皮筋驅動的投石機
(一次性筷子，皮筋）
任務二：探究投石機中的基本原理
支點位置 用力大小（N） 判斷省力情況 （在括號里打“√”）
3次數據 取中間值
A點 費力（ ） 省力（ ）
B點 費力（ ） 省力（ ）
C點 費力（ ） 省力（ ）
D點 費力（ ） 省力（ ）
我們 發現 用一句簡單的話表達： 我們發現：
你還能提出一個有關于投石機的什么問題？
根據你提出的問題可以怎么設計我們的實驗來探究？
任務三：改進設計
要求：用不同顏色的筆在原設計圖中進行修改。
任務四：展示評價
內容 要求 分值
自評 他評
創意設計 設計圖清晰準確，具有創新性和實用性（0-10）
實驗探究 能夠根據要求，設計實驗并進行探究。在實驗過程中，能夠積極思考、觀察、記錄數據（0-10）
展示評價 能夠清晰地展示和講解自己的作品，自信、表達流暢（0-10）
團隊合作 積極參與團隊討論和活動，能與團隊成員有效合作，共同完成任務（0-10）
我的收獲和不足：
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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