實踐項目推薦

不倒翁制作及其穩(wěn)定性探析

南京市第十三中學(xué)羅潔華老師提供

一、制作材料及來源

1．主體：塑料蛋殼——淘寶網(wǎng)購：注意有大小兩種規(guī)格。

2．配件

絲襪面料，腈綸棉花

3．學(xué)具預(yù)加工

增加腦袋，把蛋殼做成有腦袋的不倒翁外形。

所需工具：1）臺鉆（幾百元）或手電鉆（幾十元）或手搖鉆（十幾元）——教師用（含Φ4mm左右鉆頭）；2）熱熔膠槍+膠棒（幾十元），也可用鉻鐵來代替打孔，其他能用于固定絲襪面料的材料。

加工步驟：1）蛋殼小頭中心打孔（Φ4mm左右）；2）裁剪絲襪面料約4厘米*4厘米（具體根據(jù)腦袋大小裁剪）；3）取少量腈綸棉花（也可以用海綿）包裹成直徑約2厘米的頭形，用線扎緊；4）將多余面料用牙簽或鑷子塞進(jìn)蛋殼小孔；5）在小孔內(nèi)外周圍打膠固定；5）可在腦袋上畫五官和頭發(fā)裝飾，也可不畫。

二、不倒翁制作及其穩(wěn)定性探析試驗

1．不倒翁制作

1）目的：主要讓學(xué)生通過實踐認(rèn)識不倒翁原理，理解重心對穩(wěn)定性的影響，并利用其影響完成不倒翁制作，從技術(shù)的角度認(rèn)識填充不倒翁的材料和填充方法。

2）試驗材料：

a)不倒翁外殼：教師準(zhǔn)備，2人一套或一人一套

b)填充物：學(xué)生準(zhǔn)備——根據(jù)設(shè)計自帶

填充物要求分析：能附著在蛋殼內(nèi)底部，密度較大，易于固定（可以是泥土、沙子、面粉等細(xì)小顆粒，也可以是石塊、五金、錢幣等較大塊狀物，還可以是糧食、面巾紙、橡皮泥、軟糖等食品、用品），分析可以和學(xué)生一起討論完成

3）制作步驟舉例

(1)準(zhǔn)備材料 

(2)將硬幣放入蛋殼底部固定

硬幣要固定牢，且在蛋殼底部正中間，否則會傾斜。

(3)大號蛋殼放2個硬幣是倒翁（傾倒的，不能立起來）。

(4)硬幣太多并不好，這是3個硬幣的效果，4個也行。 

(5)小號蛋殼底部放2個硬幣效果很好。

2．穩(wěn)定性探析

可在肩部（頸部下側(cè)）用膠帶等方式添加配重（小紙片或其他小片狀物），左右分別逐漸增加，研究不倒翁的傾斜角度并記錄（增加到一定量，由于中心的上移，不倒翁會傾倒）。

三、教學(xué)實施建議

1．操作課前必須有準(zhǔn)備課，和學(xué)生分析討論該試驗，讓學(xué)生設(shè)計準(zhǔn)備材料，同時準(zhǔn)備好待記錄和總結(jié)的試驗報告（試驗報告要有試驗分析等試驗報告要素，有自己設(shè)計的記錄表，要有學(xué)生的設(shè)計，有個性特征）。

2．試驗過程要引進(jìn)評價激勵機(jī)制，以比較大的幾個組為單位，大組全部完成制作的在黑板上排名表彰，完成后的效果讓學(xué)生在報告制作之處自己打分（傾倒能恢復(fù)直立的100分，傾斜的90分，小于30度的——基本傾倒的60分）。

3．不能為做不倒翁而制作不倒翁，教師要注意學(xué)生實踐中獲得的導(dǎo)向。如：對不倒翁結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，對材料和固定方式的認(rèn)知和選擇，對重心的調(diào)節(jié)，對試驗報告的結(jié)構(gòu)的掌握，對技術(shù)試驗的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦斫夂徒邮?，探究能力的形成，同學(xué)間的合作和集體榮譽(yù)的重視等。

4．即使條件差的學(xué)校沒有實踐室，這個實踐也是可以做的，學(xué)校不買自己掏腰包買也沒有多少錢的，關(guān)鍵是一定要讓學(xué)生參加實踐活動。

附：

不倒翁制作及其穩(wěn)定性探析試驗報告（僅供參考）

一、試驗內(nèi)容

不倒翁的制作及其穩(wěn)定性探析

二、試驗?zāi)康?/span>

1．不倒翁的制作

2．不倒翁重心與穩(wěn)定性的探析

3．試驗中認(rèn)識結(jié)構(gòu)及對材料和固定方式的認(rèn)知和選擇

三、試驗分析

1．不倒翁內(nèi)的填充材料直接影響試驗

1）密度要盡可能的大，才可以起到降低重心的作用；

2）必須是無毒，不影響環(huán)境衛(wèi)生的；

3）因重心要固定，必須是固體，材料的其他狀態(tài)不行；

4）必須是能夠固定位置的固體，粉末或小顆粒，大塊不宜。

2．不倒翁內(nèi)材料的填充方式直接影響試驗

1）填充材料的結(jié)果必須保證重心足夠低；

2）填充材料必須有效附著在外殼上，保證固定；

3）固定的方式視材料不同而不同。如：泥沙或面粉對應(yīng)適量的水，錢幣對應(yīng)膠帶或橡皮泥等。

3．膠帶+紙片或小硬幣可以做不倒翁重心和穩(wěn)定性的探究

四、試驗準(zhǔn)備

器材：不倒翁外殼

材料：硬幣若干、橡皮泥若干、膠帶和紙片若干

五、試驗過程(步驟)

1．準(zhǔn)備好填充材料：1元硬幣和橡皮泥

2．將橡皮泥按入不倒翁底殼中心，中間壓出硬幣位置

3．將1元硬幣2枚按入底殼中心橡皮泥上，并用橡皮泥固定

4．裝好不倒翁外殼試驗穩(wěn)定性，如不行再調(diào)整硬幣和橡皮泥至穩(wěn)定站立為止

5．填寫相關(guān)試驗數(shù)據(jù)

6．用膠帶粘紙片制成若干配重

7．將配重依次粘在不倒翁的左右肩上，觀察并記錄不倒翁平衡的變化

六、試驗紀(jì)錄

七、試驗總結(jié)

1．底部支撐為點(diǎn)的中心對稱體重物，重心足夠低是不倒翁穩(wěn)定的基本條件。

2．填充物完全固定才可能做成功穩(wěn)定的不倒翁。

3．對稱在不倒翁肩部配重可以保持不倒翁穩(wěn)定，但配重達(dá)到一定數(shù)量，會因重心提高而使不倒翁失去穩(wěn)定性。

4．重心越低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越好，反之亦然。