我的一下环球飞行②

2017-02-08 19:39

少年科学 2016年6期

关键词：纸球强风欧文

概述

摘要

·2007年，23岁的巴林顿·欧文成为最年轻的单人环球飞行者，他也是实现这一壮举的第一位黑人。

·飞行途中，欧文好几次遇到了危险的大气条件。他运用自己的飞行技巧以及对于飞行中升力、重力、阻力和推力四种力的理解，最终化险为夷。

·核心概念（小学低年级）：力和运动——对一个物体施加推力或拉力能改变其运动速度或运动方向，还能使其开始或停止运动。

·核心概念（小学中高年级）：力和运动——力作用于特定物体，既有大小也有方向。静止状态的物体上通常作用着好几个力，但它们相加的总和为零。如果力的总和不为零，就能改变物体的运动速度或运动方向。

·跨学科概念：原因和结果。

课程标准

核心要求

·描述文中的一系列历史事件、科学观念或科学概念、技术流程等各个步骤之间有何联系，使用的语言要体现时间、顺序和因果。

·撰写几段叙述性文字，其中要详细说明一个事件或一串相继发生的事件，要包含对于行为、想法和感受的细致描述。要用表示时间的词语标出事件顺序，文章要完整。

·使用纸质或电子的词汇表或初级词典来确定或澄清关键字词的精确含义，纸质和电子版皆可。

科学要求

·预期表现：以合作的方式规划并实施一项研究，以得出的数据作为论证的基础，其间要开展恰当的验证。要注意控制变量，还要考虑试验的次数。

·科学和工程实践：规划并实施研究。

所需材料

·索引卡，干净白纸，订书机，词典，剪刀，胶带纸，一大张蓝色工作纸，纸袋，骰子，作为游戏道具的小型物件若干

·将杂志第4～5页的地图放大一份

补充材料

·关于巴林顿·欧文的更多信息：

http：∥www.experienceaviation.org

·四种力对于飞机的影响：

http：∥www.grc.nnsn.gov/WWW/k-12/airplane/forces.html

背景资料

·2007年，巴林顿·欧文成为最年轻的单人环球飞行者，也是做到这一点的第一位美国黑人。当时他23岁。

·在做出独自环球飞行的决定后，欧文用了5年时间募集赞助，用别人捐赠的零件制造了一架飞机，他将飞机命名为“灵感号”。2007年3月23日，他驾机从美国迈阿密起飞出发。

·欧文的成就非同小可，尤其是因为他驾驶的飞机没有除冰系统和气象雷达。缺少这两样工具，掌握飞行中的四种力显得尤为重要。

升力：将物体向上推举的力。

重力：使物体朝着地球中心掉落的力。

推力：将物体向前推进的力。

阻力：使物体的运动变慢的力。

·飞行途中，欧文遭遇了沙尘暴、季风、雷暴和冰霜，每一次遭遇都是对他飞行技术的考验。

·沙尘暴的强风增加了阻力。欧文的对策是加大引擎以更大的推力对抗阻力。

·季风中的上升气流和下降气流严重干扰了飞机的高度。为了保持高度，他竭力在重力和升力之间求得平衡。

·飞机机翼的形状是为了制造升力。结冰会增加机翼的重量，并增大阻力。为了对抗阻力，飞行员必须增加推力。

信息速递

·欧文起飞时，只带了30美元现金，仅有600小时的飞行经验。

·欧文的旅程用了97天时间，停留了26站。

阅读准备

预习

为什么它们会飞

1.在索引卡上写出下列词语：鸟，飞机，大黄蜂，蝴蝶。

2.请一名学生挑出一张卡片，并在黑板上画出卡片上的词语。画画的学生不能说话，也不能提供暗示。画完后，请全班学生在一分钟内猜出这位学生画的是什么。

3.再请三名学生画出剩下的三样东西。等全班认出了这些东西后，请大家说说这四样东西有什么共性。

（都会飞。）然后追问几个较难的问题：它们是怎么飞的？是如何保持在空中的？鼓励全班学生交流想法。

词汇

分组活动，集思广益

1.开始活动前，另取一张索引卡，在上面写下“小辞典”中的词语和定义。

2.向学生提问：他们在学习科学词语时，什么方法最有帮助？是阅读定义，参考插图，还是观看演示？请学生们交流经验，并鼓励他们说出有效的学习方法。

3.将全班学生分成4组，每组发一张卡片。告诉组员：他们有10分钟时间，考虑如何将卡片上的词语和定义教给全班同学。在各组之间巡查，在他们需要时提供帮助。

4.请各组向全班演示。每次演示之后，鼓励下面的学生说说自己学到了哪些关于这个词语的知识，又认为它是什么意思。

5.当所有小组演示完毕，展示杂志第7页“小辞典”中的词语，和全班一起逐个温习，直到学生对每个词语都有了透彻理解。

联想学习

整合已有的知识

1.向学生提问，他们对“阻力”这个词语有何认识，在哪里听说过这个词语，认为它是什么意思。作为演示，请一名学生在地板上拖一件东西。

2.展示杂志第7页“小辞典”。请一名学生朗读“阻力”的定义。帮助学生将他们对这个词已有的理解与其科学定义联系起来。比如告诉他们将一件重物拉上山丘时，你的速度就会变慢。鼓励学生在头脑中形成这个词语的意象。

3.对剩下的词语重复这个过程。

语言训练

阅读探索

建立联系

1.展示杂志第1页，让学生阅读片刻，然后提问。

这篇文章的主人公是谁？（一名飞行员。）

他完成了什么任务？（独自环球飞行。）

他借用了什么力量？（运动中的力。）

2.向学生说明，巴林顿·欧文是最年轻的单人环球飞行者，也是做到这点的第一位黑人。告诉学生，在这篇文章里，他们将会读到欧文遭遇的一些困难，还会知道他是如何运用力和运动的知识克服这些困难的。和学生一起阅读文章，然后提问：从哪一个字可以看出，欧文是在讲他自己的故事？（“我”。）

3.给每个学生发一张活动卡，指导他们阅读卡片顶部的定义。然后要他们在每个定义旁的空白处画一个箭头，标出飞机受到的各种力的方向。最后检查结果，确保学生理解每一种力的作用。

4.全班学生一起阅读文章。在读完沙尘暴、季风和冰霜的描写后停下，鼓励学生描述这些天气，并说一说欧文的飞机在这些天气中的遭遇。问问他们：其中牵涉到了运动中的哪些力？指导他们在活动卡上记录这些信息。写作探索

你在什么时候有过梦想

1.展示杂志第7页。请一名学生朗读文章最后一段。然后全班一起讨论：这些语句表现了欧文的哪些品质？鼓励学生思考：这使他们对自己有了哪些认识？

2.要学生回忆一个自己“绝不放弃”的时刻。当时他们想做什么事？后来做成了吗？中间又遇到了什么困难？

3.指导学生像欧文那样，从自己的角度出发，写下当时的经历。鼓励低年级学生描述自己当时的想法、行动和感情。指导中高年级学生在这些之外还要加进对话。告诉学生，叙述时要使用“首先”“接着”“然后”“最后”等词语，一步步引导读者。最后提醒他们：每个故事都需要一个结局，即使他们的旅程并没有结束。

拓展训练

编写一本“运动中的力”的词典

1.展示杂志第7页，仔细阅读“小辞典”。鼓励学生解释这部分的作用。（定义重要词汇。）

2.指导学生浏览文章，并圈出他们认为难懂的词语。接着将全班学生分成若干小组。指导组员对比各自的发现，然后制作一张清单，列出每个组员圈出的词语。

3.给每个学生发3张白纸，让他们叠在一起后对折，并用订书机订成一本小书。

4.指导学生翻开这本新书的第1页，并将这一页分成3个部分，分别标上“A”“B”和“C”。然后对后面的几页如法炮制，一直标到“Z”。

5.给每组发一本词典，或者要他们上网查找。指导各组学生查找清单上每个词语的意思，然后在他们制作的新书上记下这些词语和它们的定义。每个词语都要按拼音记在相应的字母下方。给予学生鼓励，必要时提供帮助。

科学素养

科学探究

平衡运动中的力

1.板书“阻力”“升力”“重力”和“推力”。全班一起温习，确保学生理解它们的意思。必要的话，展示杂志第7页“小辞典”，让学生们有一个更加透彻的理解。

2.给每个学生发一张索引卡。让他们将卡片裁成两半，交叉重叠，用胶带固定成一个“十”字。

3.让学生用铅笔在十字的四条臂上写上四种力，然后检查结果。他们是否把相互对抗的力写在了相反的臂上？（升力对引力，阻力对推力）如果没有，就叫他们再写一次。

4.要求学生调整十字的方向，使得“重力”位于左面，然后指导他们做一个小纸球，放到十字中央。接着提问：当纸球静止不动时，它受到了哪些力的作用？

（全部四种力。）纸球为什么不动？（它受到的力是平衡的，作用于它的力的总和为零。）

5.叫学生将十字向左倾斜。这下发生了什么？（纸球滚到了左边。）是哪一种力在起作用？

（重力。）纸球滚走了吗？如果滚走了，那是为什么？（受力太大了。）你需要增加哪种力才能防止纸球再次滚动？（升力。）

6.安排学生两两搭档，要他们轮流将十字倾斜。鼓励他们控制倾斜的力度，使纸球始终停留在十字上。要求学生向搭档解释，每一次纸球改变方向，它的受力都有什么变化。拓展训练

愿力与你同在

1.开展这项活动之前，先做如下准备：

制作一块游戏板，将原文第6～7页上的地图放大，然后用胶带粘在一大张蓝色工作纸上。

在几张纸片上写下“重力”“升力”“阻力”“推力”“变大”“变小”等词。在3个纸袋上贴上“重力/升力”“阻力/推力”和“变大/变小”的字样。然后将纸片投进对应的纸袋里。

取一个骰子和一些小物件，作为游戏道具。

2.将全班学生分成5组，每组发1件游戏道具。

3.向全班讲解游戏规则。

基本规则：各组都将自己的道具放在美国佛罗里达州的迈阿密。每组出一名玩家掷骰子。点数最高的组先玩。

起飞：每次玩家走到站点（有飞机图标处），必须起飞。起飞前先从“重力/升力”袋子中抽一张纸片，如果上面写的是“重力”，玩家就被禁锢在地面，只能等下次轮到了再抽。如果上面写着“升力”，玩家就再掷骰子，并依照点数在游戏板上向前移动。

飞行：要在站点之间飞行，各小组就要从“阻力/推力”和“变大/变小”袋子里分别抽出纸片。他们要懂得力的大小变化对飞机的受力情况有何影响。（学生可以相互交流。）然后掷出骰子，并根据掷出的点数向前或向后移动。

降落：玩家走到距离站点图标三步之内都必须降落。降落前也要掷骰子，只有掷出了正好所需的步数才能降落，否则就要在降落点左右盘旋，直到掷出了相应的步数再降落。若要再次起飞，就必须在纸袋子里摸出“升力”纸条。

空中的麻烦：如果玩家向后飞行，并且走到了距离一个站点三步之内，他就必须降落。降落时要遵循上述程序。

最终目的地：首先绕地球一圈回到原点的小组为赢家。

活动卡

运动中的力

用箭头标出运动中的每一种力，说明这种力是推动飞机还是拖拽飞机。

评估表

阅读下列问题，选择正确答案，或在横线上写出答案。

1.哪种力会将物体引向地面？

A.重力。

B.阻力。

C.升力。

2.哪种力使飞机加速飞行？

A.推力。

B.升力。

C.重力。

3.飞机遇到强风时为什么会减速？

A.强风制造了升力。

B.强风制造了推力。

C.强风制造了阻力。

4.飞机的机翼为什么是下面平坦、上面弯曲？

A.为了制造阻力。

B.为了制造升力。

C.为了制造重力。

5.说出运动中的四种力。飞行员为什么必须理解这些力的原理？

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活动卡（答案）