简易机械搭建基础

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1、西觅亚科技 简单机械基础搭建简单机械基础搭建 适合小学适合小学1-2年级年级 前言前言: 知识是逐步“建构”起来的，不是“灌入”脑子的。知识的组建是由手、眼、脑互动而成，可以是通过 一个机械组合、编写电脑程序，或是一种艺术设计来组建。真正的知识是在解决问题的过程中学到的。 知识是逐步“建构”起来的，不是“灌入”脑子的。知识的组建是由手、眼、脑互动而成，可以是通过 一个机械组合、编写电脑程序，或是一种艺术设计来组建。真正的知识是在解决问题的过程中学到的。 美国麻省理工大学Dr. Seymour Papert 问题与思考 设计与搭建 评估与检测 帮助与挑战 问题与思考 设计与搭建 评估与检测 帮助

2、与挑战 活动过程活动过程 捕获家禽18 搬运水源17 获取水源16 救援灯塔15 瓢泼的小船14 救援飞机13 孤岛探险车12 交流 合作 解决问题 主题活动: 孤岛生存 建造房屋11 利用轮轴解决问题 小车测试10 探索轮轴轮轴 神奇小车9 利用滑轮解决问题 照相机8 探索滑轮滑轮 升旗仪式7 利用齿轮解决问题 小熊芭蕾6 探索齿轮齿轮 小丑表演5 利用杠杆解决问题 哪个最重4 探索杠杆杠杆 疯狂的翘翘板3 利用结构解决问题 货仓改进2 探索结构结构 奇特的形状1 活动目标活动目标活动单元活动单元活动名称活动名称 看看生活中，你可以在哪里见到一些特殊的形状？ 比如，在最常见的建筑上这些形状都

3、有什么特殊功能吗？ 什么样的形状可以保证一个建筑物体非常地坚固呢？ 奇特的形状奇特的形状 我们最常见也是我们最熟悉的形状是三角形和 四边形它们有什么不同的地方呢？ 搭建一个三角形：搭建一个三角形： 你可以在哪里看到三角形？ 2.再搭建一个四边形：2.再搭建一个四边形： 三角形和四边形,你更喜欢哪一个? 为什么? 你又可以在哪里看到四边形? 1.试着把三角形的边往里推，会发生什么情况？ 它的现状改变了吗? 让我们一起来探究一下,三角形和四边形都有什么不同的功能: 再去推推四边形的边,它的形状发生改变了吗? 想办法让你的四边形模型变得更加坚固些,你有什么好办法? 当你推或者三角形的任意两边，第三边

4、都会撑住它们之间的夹角，阻止它 发生变化。这就是说这个形状不会发生变化。我们称三角形是坚固的结构。 我们通过推或者四边形上的任意相对的两个角，就可以很容易的改变它的形 状。它的形状可以从矩形变成平行四边形和直线。每有任何的边撑住了夹角。 因此矩形不是坚固的结构。 当我们在四边形上添加上三角形之后,我们再推或者拉模型上相对的两个 角，交叉的梁会阻止模型的形状发生变化。 纵观你周围的刚性结构。桥梁，高塔以及大厦都是典型的结构。在大多数 刚性结构的框架（构架）中，你都会发现三角形。这是因为三角形是一种非常 坚固的形状，也就是说，三角形结构即便在外力的推或者拉的情况下，亦能保 持其自身的稳定。 矩形不

5、象三角形那样，它不是坚固的。这是因为在外力推或拉的作用下，它会 改变形状。比如，可调式家具，敞篷车，吊桥等。 学校的墙壁上需要为同学们设计一个可以挂衣服 的装置,方便同学们可以把自己带来的多的东西挂 在上面,你会如何设计? 试试,千万别让一些重的物体挂上去之后掉下来. 仓库的货物都堆满了,需要一个可 以合理来摆放货物的货架来堆放 这些货物. 可以去超级市场或者一些离家附近的大卖场看看,那里是如何摆放大量的货物的. 货架除了超市之外,还可以用在哪里呢? 一个合理的货架的要求是什么? 大家可以讨论一下,把它列出来: _ _ _ _ _ _ _ _ 货仓改进货仓改进 把你所要设计的货架先记录下来:

6、(在下面画出设计图) 参考搭建方案: 测试一下,你的货架上面,可以堆放多少重物? 如何改进你的货架,使它 可以堆放更多的重物呢? 块重积木 货架的设计,需要的是空间.要形成空间,自然需要一个结构 来形成这个空间,要形成空间,就必须要将一根梁给竖立起来. 而要将梁竖立起来的方法,就是采用梁上的孔和销的连接来 达到. 在形成一个结构的同时,需要注意能够最合理地使用材料. 越少的材料,但是达到了目地,那越是说明设计是合理的. 可以比较一下,哪种方式 最合理地使用了材料? 如果现在的货仓的面积越来越小 了,但还是有同样多的货物要去放. 你可以有什么好的办法? 只剩下一根梁竖立的空间了,你的 货架还可以

7、吗? 改进你的设计,并且测试一下,看 看是否能够承重. 有没有玩过公园里的翘翘板? 小明和小红就特别喜欢玩. 大家讨论,互相交流一下,玩翘翘板的方法和经验. 疯狂的翘翘板疯狂的翘翘板 现在我们不能去公园玩,我们可以 设计出一个翘翘板来玩一玩: 搭建一个翘翘板搭建一个翘翘板: 一个至少10厘米长的简易跷跷板。他们能让跷跷板保持平衡 吗？他们是否能把跷跷板做得更长？ 把你所要设计的翘翘板先记录下来: (在下面画出设计图) 玩翘翘板是有一定的小窍门的,让我们一起和小红,小明来 探究一下,到底有什么窍门: 哪一种翘翘板抬起重物更容易? 哪一种翘翘板把可以提升得更远? 为什么? 下面哪种翘翘板可以抬起重

8、物更加容易? 想想为什么? 杠杆是在拉力或推力的作用下，绕着一个点转动的杆。这个点叫作支点。推力 或拉力叫作用力。生活中常见的杠杆有：跷跷板、剪刀、扫帚。杠杆被经常用 来提升负载。让我们来探索一下杠杆的工作原理。 我们生活中,应该有很多类似的经验,力离开支点越远,使用力就越轻松,玩翘翘板也是同样的 道理. 你还能说出生活中,哪些是使用杠杆的例子吗? 利用杠杆原理设计一根可以钓到大鱼的 鱼钩,全班来一个钓鱼比赛. 在动物王国里面正在进行一长体重比赛,结果,小 老鼠比小猪重,小狗比老虎种. 你同意这个结果吗? 如果不同意,你感觉问题出在哪里? 你有什么好办法来解决动物 之间的体重之争呢? 你感觉需

9、要一样什么工具才 能更好地找出结果? 你有什么好办法来解决动物 之间的体重之争呢? 你感觉需要一样什么工具才 能更好地找出结果? 哪个最重哪个最重 把你所要设计的天平秤先记录下来: (在下面画出设计图) 参考搭建方案: 注意,天平的拖盘是不能够任意摇晃的. 必须始终保持水平. 天平除了可以象翘翘板一样,作为比较 重量的的工具,也可以成为一种测量重 量的工具. 检测一下你的天平的结构是否坚固,能否用来测量较大的物体? 使用套装中的不同零件组合,看哪组能够找到不同的三种平衡配对. 杠杆是一种简单的机械装置。我们用杠杆来移动物体或是增加微小移动的距离。 杠杆对力和位移有一种转换作用。不论是使用哪种类

10、型的杠杆，都有以下两条规 则可以遵循： 为了使负载更容易被移动，a.要把支点放在离负载最近的地方;b.在离支点最 远的地方对杠杆施力。 为把负载移动地更远，应把负载放得离支点越远越好。可是这样却增大了用 来移动负载的力。 杠杆可以通过一个共同的支点相连，产生出许多有用的工具和机械装置，例如剪刀，坚 果钳和镊子。还有很多精巧的此类连接被用在各种装置中，例如汽车挡风玻璃上的刮雨器。 O A B 三人为一组,一个做支点(支点是在杠杆不能移动 的),另外两个做力,围绕支点旋转一个角度.观察一 下,在纸面上留下的轨迹.你能够得出一个什么结论? 可以拿尺测量一下轨迹的长度. 马戏团的小丑为什么总是那么吸引

11、人,可以让 我们捧俯大笑? 他最多的是使用身体上哪个部位来进行表演的? 有没有发现小丑的手是他使用最多的部位, 对小丑的表演也是起到很重要的作用. 小丑表演小丑表演 小丑的手的方向和节奏总是变来变去的.我们有什么 方法也可以制造出一个来吗? 认识一下,各种不同的齿轮零件? 说说它们都有什么共同的地方和不同的地方! 把两个齿轮互相啮合在一起, 观察一下:它们的转动的方向是相同还是相反? 看看,两个大小不一样的齿轮互相啮合在一 起,转动其中一个齿轮,另外一个齿轮的速度 是变快还是变慢了? 大齿轮带动小齿轮 小齿轮带动大齿轮 数一数数一数: 转动一个齿轮一圈,另 一个齿轮转动多少圈? 齿轮的转动如同

12、小丑的手的转动,设计一 个可以转动得最飞快的齿轮传动的方法. 齿轮利用它的齿去带动另一齿轮。为了能带动另一个齿轮，两个齿轮必须紧捱着，这 样它们的齿才能啮合。当一个齿轮转动时，它的齿推动了与它相邻另一齿轮的齿，从而使 另一个齿轮转动。 齿轮就是周围带齿的轮子(如齿轮,嵌齿轮)，他们啮合在一起进行传动。 生活中有很多机械装置和工具里都有齿轮。比如，自行车，小汽车以及开罐器。 齿轮可以起到以下作用： 改变旋转运动的位置(有时,也被称为从远处施加旋转力)。 改变旋转的方向。 加快或减慢旋转的速度。 增加旋转力(有时也叫作扭距)。 设计一个小丑,小丑在表演的时候需要用到他的头部和 手部. 头部和手部都

13、是需要转动的. 而且两只手转动的方向必须一致.头部和手部的转动方 向需要相反.用这个方法来表演一个节目! 这样需要如何来传动齿轮呢? 把你的小丑设计完整,画上鬼脸和眼睛. 让它来表演一个节目! 马戏团的下一个节目是小熊芭蕾舞. 一群小熊站成一排,一起跳起了芭蕾舞来. 什么样的芭蕾舞会跳得更加让人感觉可爱呢? 芭蕾舞最重要的动作就是转腰. 如何可以让一排小熊一起整齐地转腰呢? 小熊很笨! 你可以帮它们安排一下位置吗? 利用齿轮设计一个舞台,让所有小熊站在上面,一起转动! 小熊芭蕾小熊芭蕾 先想想,如何来给小熊们设计舞台,如何来利用齿轮 安排小熊的转动? 把舞台的构思画在下面, 利用齿轮之间的互相

14、啮合之后的传动来使小 芭蕾演员转动身体. 注意要让演员们站好位置,一个齿轮上站 一个芭蕾演员! 如何来装扮你的小熊芭蕾演员? 可以用纸等其它材料来装扮一下! 看看小观众们最喜欢哪个演员的装扮! 小熊跳完芭蕾之后,所有的马戏团的动物都想要来跳 这个舞蹈. 你的舞台有它们的位置吗? 都有哪些动物会来到你的舞台上? 如何可以让站在舞台上的所有的动物在 跳芭蕾的时候转身的节奏是不一样的? 齿轮的传动的速度快慢只需要看转动轮和从动轮,简单的说就是转动哪个轮 子,和被转动的那个齿轮. 将一排齿轮连在一起,我们称为齿轮系,齿轮越多不一定就转动得更快了,只 需要看第一个齿轮和最后一个齿轮的大小.当中的齿轮其实

15、只起到了传递的作用 和改变转动方向的作用. 例如,转动一个40齿的齿轮,后面跟着转动了一个24齿的齿轮和一个8齿齿轮.那8齿齿 轮的转动的速度等于一个40齿齿轮直接与8齿齿轮传动.当中的24齿齿轮只起到一个 传递的作用,并且它将两个齿轮的转动调整成一个方向. 这个放在两个传动齿轮之间的齿轮,我们称为”惰轮”! 惰轮不起到改变传动速度的作用. 精彩的芭蕾舞在于演员之间 舞蹈节奏的互动性. 能否让一个芭蕾舞演员围绕 着另一个演员转?同时两个 演员都在自己不断地转身. 类似月亮围绕地球公转,同时 月球自转. 每组派代表上来表演你们的芭 蕾舞,看哪组的表演最精彩! 可以自己找音乐伴奏! 学校每周一是不是有生旗仪式? 还记得升旗仪式的过程吗? 国旗是怎么被升到高空的? 有时候由于下雨,所以升旗仪 式没有办法正常举行,就必须 在教室中举行. 但教室中是没有办法升旗的. 你有什么好主意吗? 在教室中设计一根可以升旗的旗杆! 那以后下雨天也可以在教室中进行升旗仪式了! 升旗仪式升旗仪式 设计你的旗杆,想想如何可以将旗升到上面去? 可以去观察一下学校的升旗仪式! 把你的旗杆搭建出来,看看是否 能有效地将旗帜升上去! 国旗是非常庄重的,代表了很多意义! 所以能否在教室中将你的国旗升得更高,更高! 高的同事注意结构的坚固,国旗要在风雨中屹立不倒! 还记得用什么方法可以即坚固,又能 节省材料吗