26跨學科實踐“制作能升空的飛機模型”（教學設(shè)計）2024-2025學年初中物理項目化課程案例科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）26跨學科實踐“制作能升空的飛機模型”（教學設(shè)計）2024-2025學年初中物理項目化課程案例教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容：制作能升空的飛機模型，涉及空氣動力學原理、材料選擇、模型設(shè)計等內(nèi)容。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：《物理》教材中關(guān)于力的作用、物體運動規(guī)律、流體力學等章節(jié)，為學生提供了制作飛機模型的理論基礎(chǔ)。通過本節(jié)課的學習，學生能夠?qū)⒗碚撝R應用于實踐，加深對物理知識的理解。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究精神，通過實際操作，提高觀察、分析和解決問題的能力。

2.強化學生的實踐創(chuàng)新能力，鼓勵學生運用所學知識設(shè)計并制作飛機模型，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3.培養(yǎng)學生的團隊合作意識，在小組合作中，學習如何有效溝通、分工協(xié)作。

4.增強學生的科學素養(yǎng)，理解物理學在航空領(lǐng)域的應用，認識到科學知識對實際生活的指導意義。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識：學生在此前學習過的物理課程中，已經(jīng)接觸過力學、流體力學等基本概念，如力的作用、牛頓運動定律、空氣動力學原理等。此外，他們可能已經(jīng)通過實驗活動對物體的運動規(guī)律有所了解。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：初中生對航空和模型制作通常有較高的興趣，喜歡動手實踐。他們具備一定的觀察能力和初步的分析能力，能夠通過實驗和觀察理解物理現(xiàn)象。學生的學習風格多樣，有的學生擅長動手操作，有的則更善于理論分析。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在制作飛機模型的過程中，學生可能會遇到設(shè)計不合理導致飛機無法升空的問題，這需要他們對空氣動力學原理有更深入的理解。此外，材料的選擇和制作工藝可能會讓學生感到困惑，需要他們具備一定的工程知識和實踐技能。團隊合作中，學生可能面臨溝通不暢、分工不均等問題，這要求他們學會協(xié)調(diào)和合作。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：用于介紹空氣動力學原理和模型制作的基本知識，幫助學生建立理論基礎(chǔ)。

2.實驗法：通過實際制作飛機模型，讓學生在實踐中應用所學知識，提高動手能力。

3.討論法：在制作過程中，引導學生討論遇到的問題，培養(yǎng)解決問題的能力。

教學手段：

1.多媒體展示：利用PPT或視頻展示飛機模型的制作過程和空氣動力學原理，增強直觀感受。

2.實物演示：展示成功和失敗的模型，讓學生直觀了解設(shè)計要點和常見問題。

3.在線資源：提供在線教程和視頻，供學生課后復習和自主學習。教學過程一、導入新課

（1）師：同學們，今天我們要一起探索一個有趣的課題——制作能升空的飛機模型。在開始之前，我們先來回顧一下之前學過的物理知識，比如力的作用、物體運動規(guī)律、流體力學等，這些都是我們今天制作飛機模型的重要理論基礎(chǔ)。

（2）生：好的，老師。

二、新課導入

1.講解空氣動力學原理

（1）師：首先，我們來了解一下空氣動力學原理。同學們，你們知道飛機為什么能飛起來嗎？

（2）生：因為飛機的機翼可以產(chǎn)生升力。

（3）師：沒錯，飛機的機翼可以產(chǎn)生升力，這是由于流體力學中的伯努利原理。當流體（如空氣）流過機翼時，上方流速快，壓強小；下方流速慢，壓強大。這樣，機翼上下產(chǎn)生的壓力差就會產(chǎn)生升力，使飛機能夠飛起來。

（4）師：接下來，我們通過一些簡單的實驗來驗證伯努利原理。

2.材料選擇與制作

（1）師：在制作飛機模型之前，我們要先選擇合適的材料。同學們，你們認為選擇材料時應該考慮哪些因素呢？

（2）生：材料要輕便、易于加工，還要具有一定的強度。

（3）師：很好，這些因素都非常重要。接下來，我將介紹幾種常用的材料，如紙張、塑料、木材等，并講解它們的優(yōu)缺點。同學們可以根據(jù)自己的需求選擇合適的材料。

（4）師：在制作過程中，我們要注意以下幾點：

a.設(shè)計合理的機翼形狀，確保產(chǎn)生足夠的升力；

b.確保飛機重心位置合適，避免飛機在飛行過程中失衡；

c.注意飛機的整體結(jié)構(gòu)，確保其牢固性。

3.實驗操作與觀察

（1）師：同學們，現(xiàn)在我們開始動手制作飛機模型。在制作過程中，請認真觀察并思考以下問題：

a.你是如何設(shè)計機翼形狀的？

b.你是如何調(diào)整飛機重心的？

c.你是如何確保飛機結(jié)構(gòu)的牢固性的？

（2）生：我在設(shè)計機翼形狀時，參考了機翼的空氣動力學原理，盡量使機翼上方和下方的流速接近，以提高升力。

（3）師：很好，你的思路很清晰。接下來，我們進行實驗，觀察飛機的飛行情況。

4.團隊合作與交流

（1）師：在制作飛機模型的過程中，你們遇到了哪些問題？是如何解決的？

（2）生：我們遇到了飛機飛行不穩(wěn)定的問題，經(jīng)過討論，我們調(diào)整了機翼形狀和重心位置，最終解決了這個問題。

（3）師：很好，通過團隊合作，你們成功地解決了問題。在今后的學習中，我們要學會與他人合作，共同面對挑戰(zhàn)。

三、課堂小結(jié)

1.回顧本節(jié)課所學內(nèi)容

（1）師：同學們，今天我們學習了制作能升空的飛機模型的相關(guān)知識，包括空氣動力學原理、材料選擇、模型設(shè)計等。你們覺得收獲如何？

（2）生：收獲很大，通過本節(jié)課的學習，我對物理知識的應用有了更深刻的理解。

2.鼓勵學生課后拓展

（1）師：同學們，在課后，你們可以嘗試制作不同類型的飛機模型，比如三角翼飛機、直升機等。同時，也可以查閱相關(guān)資料，了解更多的空氣動力學知識。

（2）生：好的，老師。

四、布置作業(yè)

1.完成課后拓展任務，制作不同類型的飛機模型；

2.查閱資料，了解更多的空氣動力學知識。

五、教學反思

本節(jié)課通過實際操作，讓學生在制作飛機模型的過程中，將理論知識應用于實踐，提高了學生的動手能力、觀察能力和分析能力。在教學過程中，我注重培養(yǎng)學生的團隊合作意識和創(chuàng)新思維，鼓勵學生積極思考、勇于探索。在今后的教學中，我將繼續(xù)關(guān)注學生的個體差異，針對不同學生的學習需求，提供更具針對性的指導。教學資源拓展1.拓展資源：

-空氣動力學原理的深入探討：介紹機翼設(shè)計、升力產(chǎn)生、阻力分析等更深入的概念，以及流體力學的相關(guān)知識，如速度、壓力、湍流等。

-模型飛機的歷史與發(fā)展：介紹模型飛機的發(fā)展歷程，包括不同類型的飛機模型，如固定翼、旋翼、飛艇等，以及它們在航空技術(shù)發(fā)展中的地位和作用。

-材料科學在模型制作中的應用：介紹不同材料的特性及其在模型飛機制作中的選擇和應用，如輕質(zhì)材料、高強度材料、復合材料等。

-模型飛機的飛行性能分析：探討模型飛機的飛行性能，包括飛行速度、飛行高度、飛行距離等，以及如何通過調(diào)整設(shè)計來優(yōu)化飛行性能。

2.拓展建議：

-鼓勵學生閱讀相關(guān)的科普書籍或文章，如《空氣動力學入門》、《模型飛機設(shè)計與制作》等，以增加對空氣動力學和模型制作的理解。

-組織學生參觀航空博物館或模型飛機展覽，親身體驗模型飛機的制作過程和飛行表演，激發(fā)學生的學習興趣。

-引導學生參與模型飛機競賽，通過實際操作和比賽，提高學生的設(shè)計能力和團隊合作精神。

-建議學生利用網(wǎng)絡資源，如在線課程、教育視頻等，進行自學，加深對相關(guān)知識的掌握。

-安排學生進行小組合作項目，每個小組設(shè)計并制作一個具有特定功能的飛機模型，如偵察機、滅火機等，通過實際項目來提高學生的綜合能力。

-鼓勵學生參與社區(qū)活動，如科學展覽、學校科技節(jié)等，展示他們的飛機模型制作成果，增強學生的自信心和交流能力。

-提供一些在線論壇或社交媒體平臺，讓學生能夠與其他對模型制作感興趣的同齡人交流心得，拓寬視野。典型例題講解1.例題：一個飛機模型以10m/s的速度水平飛行，飛行時間為20秒。求飛機飛行的水平距離。

解：根據(jù)速度和時間的關(guān)系，水平距離可以通過以下公式計算：

\[距離=速度\times時間\]

將已知數(shù)值代入公式中：

\[距離=10\,\text{m/s}\times20\,\text{s}=200\,\text{m}\]

答：飛機飛行的水平距離為200米。

2.例題：一個飛機模型的機翼面積是0.5平方米，飛行高度為100米。假設(shè)空氣密度為1.225kg/m3，求飛機在飛行過程中受到的空氣阻力。

解：空氣阻力可以通過以下公式計算：

\[阻力=\frac{1}{2}\times\text{空氣密度}\times\text{速度}^2\times\text{阻力系數(shù)}\times\text{機翼面積}\]

由于題目沒有給出阻力系數(shù)，我們假設(shè)阻力系數(shù)為1。飛機在飛行過程中受到的空氣阻力與速度的平方成正比，而飛機的飛行速度與高度無關(guān)，因此我們可以假設(shè)飛機在飛行過程中速度保持不變。

\[阻力=\frac{1}{2}\times1.225\,\text{kg/m}^3\times10^2\,\text{m}^2/\text{s}^2\times1\times0.5\,\text{m}^2\]

\[阻力=\frac{1}{2}\times1.225\times100\times0.5\]

\[阻力=30.625\,\text{N}\]

答：飛機在飛行過程中受到的空氣阻力為30.625牛頓。

3.例題：一個飛機模型的機翼面積為1平方米，飛行速度為20m/s。如果飛機的升力為200牛頓，求飛機的重力。

解：飛機的升力與重力的關(guān)系可以通過以下公式表示：

\[升力=重力\]

因此，飛機的重力等于其升力。

答：飛機的重力為200牛頓。

4.例題：一個飛機模型的機翼面積為0.4平方米，飛行速度為15m/s。如果飛機在水平飛行時受到的空氣阻力為10牛頓，求飛機的阻力系數(shù)。

解：阻力系數(shù)可以通過以下公式計算：

\[阻力系數(shù)=\frac{阻力}{0.5\times\text{空氣密度}\times\text{速度}^2\times\text{機翼面積}}\]

將已知數(shù)值代入公式中：

\[阻力系數(shù)=\frac{10\,\text{N}}{0.5\times1.225\,\text{kg/m}^3\times15^2\,\text{m}^2/\text{s}^2\times0.4\,\text{m}^2}\]

\[阻力系數(shù)=\frac{10}{0.5\times1.225\times225\times0.4}\]

\[阻力系數(shù)=\frac{10}{52.875}\]

\[阻力系數(shù)\approx0.188\]

答：飛機的阻力系數(shù)約為0.188。

5.例題：一個飛機模型的機翼面積為0.6平方米，飛行速度為25m/s。如果飛機在飛行過程中受到的空氣阻力為12牛頓，求飛機在飛行過程中的升力。

解：由于飛機在水平飛行時，升力與重力相等，我們可以假設(shè)飛機的重力等于其升力。

\[升力=阻力\]

因此，飛機的升力為12牛頓。

答：飛機在飛行過程中的升力為12牛頓。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成以下練習題，鞏固對空氣動力學原理的理解：

-設(shè)計一個飛機模型的機翼，計算在給定速度和空氣密度下，機翼應該產(chǎn)生的升力。

-分析不同形狀的機翼對飛機飛行性能的影響，并解釋原因。

2.制作一個簡單的飛機模型，并記錄以下數(shù)據(jù)：

-材料清單

-設(shè)計圖

-制作過程中的難點和解決方案

-飛行測試結(jié)果（包括飛行距離、飛行高度、穩(wěn)定性等）

3.閱讀一篇關(guān)于航空歷史的文章，撰寫一篇簡短的報告，總結(jié)文章的主要內(nèi)容，并討論航空技術(shù)在現(xiàn)代社會中的應用。

作業(yè)反饋：

1.對于練習題的反饋：

-檢查學生是否正確應用了升力公式，并注意是否有單位錯誤。

-評估學生對不同形狀機翼影響的理解，是否能夠解釋清楚。

-提供具體的反饋，如“你的計算過程正確，但忽略了空氣密度的單位轉(zhuǎn)換，請再次檢查。”

2.對于飛機模型的反饋：

-評估模型的設(shè)計是否合理，材料選擇是否恰當。

-檢查設(shè)計圖是否清晰，是否包含了所有必要的細節(jié)。

-分析學生在制作過程中遇到的問題，并提供改進建議，如“你的模型在飛行測試中不穩(wěn)定，建議檢查重心位置。”

3.對于閱讀報告的反饋：

-檢查學生對文章內(nèi)容的理解是否準確，報告是否包含了文章的主要觀點。

-評估學生對航空技術(shù)應用的討論是否深入，是否有自己的見解。

-提供反饋，如“你的報告很好地總結(jié)了文章內(nèi)容，但在討論應用時可以更具體地舉例說明。”

在批改作業(yè)時，我將注意以下幾點：

-確保作業(yè)的完成度，鼓勵學生獨立完成作業(yè)。

-對作業(yè)中的錯誤進行詳細批改，不僅指出錯誤，還要解釋正確答案的原因。

-針對學生的不同水平，提供個性化的反饋和改進建議。

-鼓勵學生在作業(yè)中展示自己的創(chuàng)新思維和實踐能力。

-定期與學生交流作業(yè)情況，了解他們的學習進度和遇到的困難。內(nèi)容邏輯關(guān)系①