初中不倒翁科學(xué)論文

初中不倒翁科學(xué)論文

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

　　初中不倒翁科學(xué)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(xué)生的眼球，所以在通用技術(shù)課堂教學(xué)中也不失為一個良好的載體。然而，從我們對學(xué)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(xué)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(chǎn)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(jié)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(xù)擺動，但此時重力力矩又阻礙它擺動，往復(fù)運動多次后最終停下來。在物理學(xué)中，雞蛋殼不倒翁是穩(wěn)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(tài)。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(wěn)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(tài)。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(wěn)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(fā)的思考

　　在教學(xué)中，我先讓學(xué)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(xué)生給出的答案是：不倒翁的重心低，所以不倒。教師在認同學(xué)生的觀點后，可以再給學(xué)生展示另一種不倒翁——竹簽不倒翁。讓學(xué)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(xué)生經(jīng)過制作與討論，得出它們的區(qū)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(fā)生改變，重力產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)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(fā)生改變，但重力也產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動力矩，使之回到平衡位置。無論哪一種不倒翁，它們都是穩(wěn)定平衡狀態(tài)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(xué)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(xué)生進一步去理解科學(xué)與技術(shù)，而并不是僅讓學(xué)生知道一個大概的結(jié)論——重心低。

　�。ㄒ唬┘夹g(shù)探究的過程比結(jié)果更重要

　　當然，學(xué)生的探究體驗，可能會得出不同的結(jié)果。但彼此沖突的結(jié)果，恰好是生成型的學(xué)科資源，在對彼此不同的分析論證中，使學(xué)生平時習(xí)得的學(xué)科思維方式得到具體的運用。從學(xué)習(xí)的角度來說，我們認為過程比結(jié)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(guān)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(xué)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(shù)活動。

　�。ǘ�）技術(shù)是與科學(xué)同等重要的領(lǐng)域

　　目前，國內(nèi)的基礎(chǔ)教育呈現(xiàn)出重科學(xué)結(jié)論，輕技術(shù)方法的現(xiàn)象。家長和教師都愿意把結(jié)論直接告訴學(xué)生，而不是讓學(xué)生通過探究得出結(jié)論。因為那樣花費的時間比較多，況且探究的結(jié)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(fēng)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(xué)結(jié)論都是經(jīng)過很多科學(xué)家不斷努力，經(jīng)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。”這個巨人是由伽利略、笛卡爾、胡克、哥白尼、開普勒等許許多多科學(xué)家構(gòu)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(yǎng)的學(xué)生只知其然而不知其所以然。在面對陌生環(huán)境時，學(xué)生無法靈活運用現(xiàn)有的知識解決現(xiàn)實問題。因此面向未來，我們應(yīng)該教給學(xué)生科學(xué)的思想以及科學(xué)探究中的技術(shù)。

　　（三）重視技術(shù)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才

　　目前，新課程中的通用技術(shù)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(shè)立了學(xué)業(yè)水平考試（形式上重視），有些省設(shè)為高考科目（報三本院校的考生考通用技術(shù)，一、二本不考），這些省是真的重視技術(shù)嗎？難道上一、二本院校的學(xué)生就不需要學(xué)習(xí)技術(shù)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(shù)問題無處不在�？茖W(xué)認識世界，技術(shù)創(chuàng)造生活。在知識既定的前提下，有怎樣的技術(shù)就會有怎樣的生活。目前，不少人還沒有把科學(xué)和技術(shù)區(qū)分開來，認為學(xué)了科學(xué)就等于學(xué)了技術(shù)。殊不知科學(xué)與技術(shù)是相關(guān)但不相同的兩件事。通過幾年的教學(xué)實踐，我們深刻地認識到：只有重視了技術(shù)教育，掌握了技術(shù)方法，使每個公民的技術(shù)素養(yǎng)得以提高，“錢學(xué)森之問”才有可能獲得完滿的解答。

　　技術(shù)素養(yǎng)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(shù)，人人都有一定的技術(shù)，但是技術(shù)是要不斷優(yōu)化和改進的，這就對公民的技術(shù)素養(yǎng)提出了更高的要求。由此看來，通用技術(shù)課程任重而道遠！

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