《自制吸尘器》——新乡市第十中学物理组科学教育优秀课例展评(四)

吸尘器是一种家用电器,它可以通过强大的吸力将地面、家具、窗帘以及宠物毛发等杂物吸入到吸尘器的储物袋中。吸尘器的主要作用是清洁室内空气和地面,使室内环境更加清洁卫生。同时,吸尘器还可以减少室内空气中的粉尘、花粉、细菌和病毒等有害物质。吸尘器作为一种现代家居必备的清洁工具,使用吸尘器可以让您的家居环境更加清洁卫生,为您和您的家人带来健康的生活环境。
通过学生亲手制作吸尘器,学生可以将不同学科的知识进行整合运用,培养综合素养。在当今自动化时代,学生动手实践的机会较少。自制吸尘器课程提供给学生亲自操作动手的机会,让学生在实践中掌握工具使用、材料加工等技能;同时鼓励学生在制作过程中发挥想象力,例如:如何对吸尘器的外观进行个性化设计、如何改进设计可以提高吸尘效果、如何延长使用时间等。另外在制作吸尘器过程中,引导学生选用环保材料、节约能源,使学生在实践中树立可持续发展的意识,明白科技与环保同等重要。
课程目标
1.知识与技能目标
(1)学生理解吸尘器的基本工作原理;
(2)学生掌握简易吸尘器的制作方法并动手制作一个简易的吸尘器;
2.过程与方法目标
(1)学生能够通过实践操作,培养观察、分析、解决问题的能力;
(2)学生能够通过小组合作,提高沟通、协作、创新的能力;
3.情感态度与价值观目标
(1)学生能够对科学产生浓厚的兴趣,积极主动地参与课堂活动;
(2)学生能在实践中体验成功的喜悦,增强自信心和自主学习意识;
(3)学生能意识到环境保护的重要性,养成爱护环境、节约能源的良好习惯
知识讲解
原理:自制吸尘器的创意来源主要基于伯努利原理和大气压强的物理原理。伯努利原理指出,在流体力学中,当流体的流速加快时,其压强会减小;反之,当流速减慢时,压强会增大。这一原理在飞机的机翼设计和吸尘器的制作中都有广泛应用。具体来说,自制吸尘器利用了伯努利效应,通过电机带动风扇旋转,产生气流,使得瓶内形成低压区域,而瓶外压强相对较大,从而在瓶口形成向内的气流,将灰尘吸入瓶内,在气流经过过滤器的过程中,灰尘和污物被过滤掉,干净的空气被释放出来。吸入的灰尘和污物被储存在容器中,待容器满后可以清理或更换。自制吸尘器不仅利用了物理原理,还具有实用性和趣味性。
自制吸尘器构造:
观察图片,了解自制吸尘器的构造。
1.压缩机或风机:用于产生气流,可以使用气泵或者风机来提供向吸尘器产生气流的压力。
2.长管道或吸尘嘴:用于连接吸尘器和吸尘源,通常是塑料管或者软管,通过吸附或吸力等力量将灰尘从地面或者其他表面吸入吸尘器。
3.过滤器:用于过滤进入吸尘器的空气中的灰尘和污物,通常由一层或多层材料构成,可以过滤更细小的灰尘颗粒。
4.储存容器:用于收集和储存吸入的灰尘和污物,通常是一个可移动的容器或者袋子,方便清理和更换。
课程活动实施过程
(一)准备材料
大塑料瓶、粗软吸管、微型风扇电机、5号电池2个、电池盒、开关、导线4根(10cm左右)、纱网。
(二)制作步骤
1.把马达和电池盒连接,安装风扇,开动电源开关,确保风扇能够转动,注意接线一定要接牢。
2.大塑料瓶分别在中间和尾部剪开,如图剪成三个部分。
3.把塑料网用电熔胶枪粘在瓶子中部,做一个拦隔网,把多出的网沿瓶子外圈剪掉。
4.把马达黏在剪下来的水瓶底部,注意不能粘到马达中间的转轴部分,要确保马达能够自由转动。
5.把马达与瓶子底部粘回瓶子,形成一个吸尘器整体,将电池盒粘在吸尘器一侧。
6.马达制作好后,试一下能不能用。
(三)实践操作
将学生分成若干小组,每组提前准备好所需的材料。教师讲解自制吸尘器的制作过程,并详细说明每个步骤的注意事项,并鼓励学生发挥想象力,设计并制作自己喜欢的样式。另外在制作自制吸尘器的过程中务必注意安全,避免割伤等意外情况的发生。
(四)展示交流
在桌子上撒一些碎纸屑或小泡沫,邀请每个小组展示自制吸尘器的效果。并且请同学说说制作过程中遇到的问题以及解决方法。
此课程结合理论与实践,学生不仅学到关于吸尘器的原理,通过亲手制作让学生对科学产生更浓厚的兴趣,激发学生探索未知的欲望。培养学生动手能力,提高学生交流合作和解决问题的能力,同时让学生有环保节能、节约能源的意识。本课程涉及物理、工程、环境保护等多个学科领域,通过跨学科的学习,学生能够更全面地理解科学知识,体会到科技创新是推动社会进步的关键力量。通过科技,不仅可以使生活更加便利,还可以提高资源利用率、降低环境污染、减少能源消耗等,从而实现可持续发展。当前科技创新的重要方向是智能技术和绿色创新,它们在可持续发展中具有广泛的应用潜力。未来,随着科技创新的不断推进,绿色、智能的未来必将成为现实,为全球可持续发展注入新的动力。
撰稿:李艳玲
编辑:徐微
审核:魏艳红
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