水火箭的設計與制作

山東省濟寧市兗州區第一中學 肖鳳霞

一、學情分析

本節課研究的是廣東科技出版社《技術與設計2》第三章第四節的“水火箭的設計與制作”。通過前幾章的學習，學生已經掌握了結構、流程、系統的三大概念及設計思想，這節課通過設計與制作水火箭，不僅讓學生親歷技術設計的全過程，而且突出結構、流程、系統三個概念所蘊含的技術思想及運用，從而構建《技術與設計2》的知識與實踐體系。

二、實驗器材

空塑料瓶若干，美工刀、剪刀、火箭泡綿頭、防水膠帶（電火布）、木板、簽字筆、尺子、釘書機、橡膠塞、氣門嘴。

三、教學目標

1.知識與技能

了解水火箭的發射原理；能繪制簡單的設計圖；根椐設計圖制作水火箭；對制作的過程和作品進行自評和互評；了解實驗注意事項。

2.過程與方法目標

通過設計和制作水火箭培養學生自主探究的學習能力，觀察、分析、推理的科學思維方法以及學會查閱資料、檢索處理信息的研究方法。

3.情感、態度與價值觀目標

加深技術思想和方法的學習與運用，培養工程思維和創造性思維；培養圖樣化表達、物化能力以及解決技術問題的綜合能力；提高廢物利用的環保意識。

四、教學過程

1.導入課題

通過火箭升空視頻導入課題：如今，我國的火箭制作及發射技術居于世界領先地位，同學們知道火箭飛天的原理是什么嗎？今天，我們要利用相同的原理制作水火箭。

2.分析原理

水火箭的工作原理：水火箭飛行遵循動量守恒定律，即m1v1+m2v2=恒量，加壓的水從水火箭尾部高速噴出產生反沖推力，在其作用下，當水火箭的動量發生變化時，噴出的水汽沿相反方向的動量發生同樣的變化，推動水火箭飛行。火箭和水火箭最大的不同在于，其推進的媒介由高溫空氣變成了水。

增大水火箭的初動能和減小水火箭飛行的空氣阻力，是增強水火箭飛行效果的關鍵。

根椐以上原理，讓學生設計、制作一個水火箭。

3.設計的一般過程

一是發現問題。教師向學生展示四段有關水火箭的制作視頻，讓學生思考設計方案。其中三個視頻展示的是失敗的水火箭，一個視頻展示的是成功的。這樣做的目的是讓學生發現其中的問題，同時學習成功的經驗。

二是設計分析。提示學生考慮結構強度、穩定性以及材料的選擇，并運用系統思維和定性、定量結合的方法進行分析。例如，什么形狀的箭體才能減小空氣阻力？箭頭應該設計成什么形狀，是否越輕越好？水火箭為什么要裝上箭翼？箭翼的形狀、大小怎樣才合適？

三是制作模型。大部分學生是第一次制作水火箭，所以我向學生展示了工藝制作流程圖，并在重要的環節后面標注注意事項。

四是測試和評估。技術素養的養成和提升是通用技術課程的主要目標。對作品進行評估時，可采用學生自評和互評結合的方法，既要對水火箭的最終成品進行評價，又要對其設計和制作的過程進行評價。

五、任務布置及課后思考

給學生布置任務，并強調水火箭發射實驗的安全注意事項。

1.箭身最好使用可樂瓶，因為一般的礦泉水瓶耐壓性不夠，一旦被灌入空氣加壓，輕則瓶身變形，重則爆炸！

2.用可樂瓶制作箭身前將包裝紙撕掉，否則尾翼會不穩定。

3.箭頭一定要用軟的材料或加上緩沖物，不得向人群發射水火箭，避免擊中人或動物造成傷害。

4.加壓和發射時，一定要與水火箭保持一定的距離。

任務完成后請思考：火箭飛行的高度與注水的多少、充氣氣壓有什么關系？根椐測試結果，該如何改進水火箭？

六、自我評價

本節課以技術設計的一般過程為線索，達到了預期的目標，提高了學生的技術素養，從學生自評和互評的結果來看效果不錯。

成品展示