初中不倒翁科學論文

初中不倒翁科學論文

　　不倒翁為何不倒？難道只是因為重心低嗎？通過引領學生對不倒翁原理的探討，以及設計與制作，下面小編就幫助學生深入地認識了不倒翁不倒的原因。希望對你的學習有所幫助。

　　初中不倒翁科學論文

　　不倒翁是家喻戶曉人人皆知的玩具。由于它好玩，能夠吸引學生的眼球，所以在通用技術課堂教學中也不失為一個良好的載體。然而，從我們對學生的提問來看，他們對不倒翁到底為何不倒認識得很膚淺，大部分學生認為是重心低。問題真的這么簡單嗎？下面我就以兩種不倒翁為例分析其不倒的原因。

　　一、不倒翁不倒的原理探析

　　讓我們先分析雞蛋殼不倒翁（如圖1），然后再分析竹簽不倒翁（如圖2）。

　　雞蛋殼不倒翁原理：將雞蛋殼不倒翁傾斜后，它的重心升高，這樣它的重力與著地點之間就產生了一個重力力矩。由于重力力矩的作用，使不倒翁擺動，擺動的結果是：不倒翁的重心降低。當重心降到最低點時，重力力矩為零。由于慣性，不倒翁繼續擺動，但此時重力力矩又阻礙它擺動，往復運動多次后最終停下來。在物理學中，雞蛋殼不倒翁是穩定平衡。如圖2(a)所示重力的力矩M= FL為零（因為重力力臂為零），此時不倒翁處于平衡狀態。如圖2(b)所示重力的力矩不為零，使不倒翁繞支點順時針轉動。如圖2(c)所示重力的力矩不為零，使不倒翁繞支點逆時針轉動。

　　竹簽不倒翁原理：如圖3所示，當竹簽不倒翁傾斜時，同樣是重心升高，產生的重力力矩，迫使它回到平衡位置，與雞蛋殼不倒翁原理相似，它仍然是穩定平衡。如圖4(a)所示重力的力矩為零M=0（因為重力作用線通過支點使重力力臂為零），不倒翁處于平衡狀態。如圖4(b)所示重力的力矩不為零，使不倒翁繞支點順時針轉動。如圖4(c)所示重力的力矩不為零，使不倒翁繞支點逆時針轉動。

　　綜上所述，不倒翁不倒的`原因是：當不倒翁傾斜時，它的重心升高，使之產生一個回到平衡位置的重力力矩，重力力矩使之擺動。在平衡位置時，重力力矩為零。因此確切地說，不倒翁不倒的原因是，不倒翁是一個穩定平衡的物體，即不倒翁傾斜時總能在重力力矩的作用下回到平衡位置。

　　二、由不倒翁不倒引發的思考

　　在教學中，我先讓學生制作一個雞蛋殼不倒翁，并說明不倒翁不倒的原理。大部分學生給出的答案是：不倒翁的重心低，所以不倒。教師在認同學生的觀點后，可以再給學生展示另一種不倒翁——竹簽不倒翁。讓學生體驗制作過程后，教師提出問題：竹簽不倒翁為什么不倒？是因為重心低嗎？這兩種不倒翁原理一樣嗎？

　　學生經過制作與討論，得出它們的區別：雞蛋殼不倒翁重心始終在支點的上方，當不倒翁傾斜時，支點發生改變，重力產生一個轉動力矩，使之回到平衡位置。而竹簽不倒翁重心始終在支點的下方，當不倒翁傾斜時，支點不發生改變，但重力也產生一個轉動力矩，使之回到平衡位置。無論哪一種不倒翁，它們都是穩定平衡狀態的物體（如圖5）。

　　兩者看似一樣，但其實又不完全一樣。它們既有共性又有不同。學生通過實際制作，獨立思考，才能理解不倒翁不倒的原理。這個過程能夠讓學生進一步去理解科學與技術，而并不是僅讓學生知道一個大概的結論——重心低。

　�。ㄒ唬┘夹g探究的過程比結果更重要

　　當然，學生的探究體驗，可能會得出不同的結果。但彼此沖突的結果，恰好是生成型的學科資源，在對彼此不同的分析論證中，使學生平時習得的學科思維方式得到具體的運用。從學習的角度來說，我們認為過程比結果更重要。也就是說，提出問題、解決問題遠比知道問題、理解問題更為重要。就一定程度而言，認識世界的目的在于改造世界，并且人們關于世界的認識也是隨著改造世界的實踐而不斷深化的。在探究不倒翁為什么不倒的過程中主要是科學活動，而怎樣研究不倒翁原理和怎樣制作不倒翁的過程則主要是技術活動。

　�。ǘ�）技術是與科學同等重要的領域

　　目前，國內的基礎教育呈現出重科學結論，輕技術方法的現象。家長和教師都愿意把結論直接告訴學生，而不是讓學生通過探究得出結論。因為那樣花費的時間比較多，況且探究的結果也不一定正確，所以有人會認為這樣做會耽誤時間。然而，人類認識世界的真實過程，從來就不是一帆風順的。它是一個充滿錯誤并逐步篩選接近真理的過程。一個正確的科學結論都是經過很多科學家不斷努力，經歷幾十年，甚至幾百年得出的。正像牛頓所說的：“我只是站在了巨人的肩膀上�！边@個巨人是由伽利略、笛卡爾、胡克、哥白尼、開普勒等許許多多科學家構成的。他們對世界的認識也不是百分之百的正確。而今天，教育的目的都落在了考試上，研究問題的答案是唯一的——標準答案。這樣的教育培養的學生只知其然而不知其所以然。在面對陌生環境時，學生無法靈活運用現有的知識解決現實問題。因此面向未來，我們應該教給學生科學的思想以及科學探究中的技術。

　�。ㄈ�）重視技術教育，培養創新人才

　　目前，新課程中的通用技術課程實施已有9年，但各省重視程度大不一樣。表面上，有些省設立了學業水平考試（形式上重視），有些省設為高考科目（報三本院校的考生考通用技術，一、二本不考），這些省是真的重視技術嗎？難道上一、二本院校的學生就不需要學習技術嗎？根本問題是很多人還沒有認識到：對一個真實的社會生活來說，技術問題無處不在�？茖W認識世界，技術創造生活。在知識既定的前提下，有怎樣的技術就會有怎樣的生活。目前，不少人還沒有把科學和技術區分開來，認為學了科學就等于學了技術。殊不知科學與技術是相關但不相同的兩件事。通過幾年的教學實踐，我們深刻地認識到：只有重視了技術教育，掌握了技術方法，使每個公民的技術素養得以提高，“錢學森之問”才有可能獲得完滿的解答。

　　技術素養對國家和民族極為重要，它是衡量一個國家綜合實力的主要因素。雖然每個公民的工作都需要各種不同的技術，人人都有一定的技術，但是技術是要不斷優化和改進的，這就對公民的技術素養提出了更高的要求。由此看來，通用技術課程任重而道遠！

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