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哪个孩子不喜欢仰望夜空？哪个孩子不被夜空的美妙景象所吸引？他们都畅想着有一天能登上宇宙飞船，去银河系遨游。为了引起学生的兴趣，我设计了《吸管火箭》单元。在这一节的学习中，学生需要制作吸管火箭并挑战发射，比较谁设计的火箭飞得更远。本课适合四到五年级的学生。
在这一单元学习中，学生要學会控制和操作变量，他们要测试吸管火箭，评估每个变量，决定理想的飞行模型。这一过程将会深深吸引学生，他们会研究所收集的飞行数据，分析吸管火箭的飞行结果，并对设计的装置进行改进。
一、火箭简史
在单元开始前，我会先向学生介绍火箭的历史。从中国的烟花到现代的火箭，建造火箭的历史是个十分有趣的故事。在19世纪60年代，科幻小说家儒勒·凡尔纳曾设想有一艘太空飞船能从地面射出去，并飞到月球上。再往前回顾，事实上第一个火箭是由中国人制造的。大约在公元14世纪末，有一个名叫万户的官员，他在凳子上绑烟火筒并点燃，希望借此飞上月球。火药燃烧时会发出巨大的轰鸣声，但一旦火药燃尽，就没有动力带着万户和他的椅子飞翔。1900年，我们可以看到现代火箭发展的明显进步，许多科学家为此做出了贡献，如俄罗斯物理学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基、美国物理学家罗伯特·戈达德、火箭设计者德国的沃纳·冯·布劳恩等。现在有许多书可以帮助学生了解更多有关火箭的历史，如罗恩·米勒写的《火箭的历史》及《火箭》。
二、火箭是怎样运行的
在学生开始设计及制作吸管火箭前，他们需要理解什么是火箭，并知道火箭是如何运行的。我决定通过头脑风暴来向学生介绍这些知识。首先问：“什么是火箭？”有学生回答：“它是把人带到外太空的一种装置。”有的说：“它是很大、很吵的一种机器，离开地面时会产生大量的烟和气体。”第二个问题通常要比之前的问题难一点：“你认为是什么使得火箭能飞起来？”有人回答：“它使用大量的燃料。”也有人说：“是大爆炸提起火箭，使火箭离开地面。”头脑风暴结束后，我们开始讨论蕴含在火箭背后的科学。
本节课，学生将接触到牛顿第三定律。牛顿第三定律描述的是力相互作用的关系，即“作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。”一个气球就可以很好地解释这一点。如果你向气球里吹足气，然后释放它，空气会从开口处跑出来，它会促使气球向气体跑出的反方向运动。空气从气球释放出来产生的力是一个作用力，与之相等的力，是空气从气球释放的、驱动气球向前运动的力，这是反作用力。这个活动让学生十分激动，他们都在家做过这样的实验。也可以将这个课扩展为用气球、风筝线、一个塑料吸管、一个干净的塑料包、胶带来制作一个气球火箭，如果有学生对乳胶过敏，最好购买由乙烯基、箔或塑料制成的气球。
火箭的一个重要特征是，它能将气体从一个方向排出，当气体从火箭的尾部排出时，火箭就会被推着向上运动。火箭作用在燃烧燃料上的力，会产生大小相等、方向相反的反作用力来推动火箭运行。促使火箭运行的反作用力也叫做推力，推力的大小取决于两个因素，即火箭喷出的气态的质量和速度。火箭离开地面时，一定要有比重力更大的推力，推力越大，则火箭运行速度越快。这里，我参考的是西蒙·布鲁姆的《保持引力》一书。火箭的能量也可以是吸管火箭的能量源，吸管火箭的发射台比较昂贵，可以自制发射台来代替，谷歌上就有制作发射台的详细步骤。有些资料书也可以让学生了解到火箭的运行原理，如《火箭是如何运行的》《火箭及其他飞行器》。
三、让我们开始吸管火箭活动
在NSTA链接中，可以找到吸管火箭的一些记录及数据表。那么，我们为什么要选择在教室开展吸管火箭活动呢？因为这是一个融入STEM的活动，具体包括科学模型制作、数据收集、设计测试和一些数学技能。
开始制作前，我向大家展示了一个有关吸管火箭的视频，它很好地介绍了制作和测试吸管火箭的过程。
看完视频后，我问大家：“你们会如何设计一个吸管火箭让它运行最远呢？”在和学生讨论火箭的设计前，我花了一些时间了解学生对制作火箭的想法。有的学生觉得可以设计三角形或正方形火箭，另一些同学描述的火箭与NASA的火箭类似。讨论结束后，我们正式开始火箭的设计工作。由于要操作具体变量，所以需要回顾火箭的规格：吸管长10～20厘米，可以有2～5个翅片，火箭头必须在直径2厘米以内，同一火箭将会有三个不同的发射角度，学生应一一记录。然后，学生记录下他们的猜想，并动手设计火箭。他们需要画出火箭草图，然后制作火箭。在制作阶段，测量技能是十分重要的。学生需要用尺子去量吸管的长度和火箭头的直径，并使用三梁天平来确定火箭的质量，如果学生熟悉双盘天平的话，也可以用它来代替。这一过程中，将翅片装在吸管上可能会有一定困难，因而我建议两个同学一起合作完成。
四、吸管火箭测试
完成火箭的设计、制作及测量后，学生应在无风天气下，去空旷的室外完成测试。由于学生选择三个不同的发射角度，因此需要记录三次发射的不同距离。从记录来看，比较远的距离有39米。
测试前，我建议在地面展开30米的卷尺，这样有利于同学们看到自己火箭的飞行距离。同时提醒他们带好安全风镜，便于在发射地区能够清晰地看到火箭飞行。
接下来，让学生们带着记录表、剪贴板和一支铅笔，记录下火箭的飞行距离。当火箭释放后，学生很有可能因为激动而忘记记录数据，所以有时需要提醒学生专注自己的工作。我很期待听到火箭飞出去后学生发出的欢呼，但并不是所有的火箭都能飞得很好，作为老师，我们应安慰学生，让他们有另一次机会改进火箭的设计。
一名学生正在记录她的火箭飞行数据
接下来的步骤就是分析火箭飞行的结果，测试的唯一变量是火箭发射的角度。我们希望通过控制变量来建立一个更系统的方法。之前的活动中，控制的变量是吸管的长度、翅片的个数和火箭头的大小，操作的变量是发射角度。这一次，学生没有改变火箭自身的设计，仅需控制火箭的发射角度。 五、吸管火箭的改进
在之后的活动中，学生可以操纵一个之前被控制的变量，从而控制其他变量。例如，可以被操作的变量有吸管的長度，学生可以设计、制作、测试并记录数据。火箭长度可以是10厘米、15厘米或20厘米。与此同时，翅片的数量和设计得保持不变，鼻锥的大小也得统一，发射角度45度。通过保持其他变量不变，学生能够了解每个被操纵的变量如何影响火箭的飞行。
操作的变量也可以是翅片的数量或火箭头的大小。在本单元最后，学生能够对发射最远的火箭类型达成共识。
六、一些困难
在向学生介绍火箭的制作和发射主题时，学生说出了他们脑中的一些科学概念。最初，学生们对火箭的美观更为重视，而不是考虑火箭的什么特性能使之飞得最远。在学生初次试飞火箭后，这个误解不再是个问题。第二个困难是能否精确测量、称量火箭。一些学生使用尺子的方法并不准确，从而导致测量数据有误。此外，对火箭质量的称量也是一大挑战。
对于低年级学生，让他们对收集的数据进行分析和下结论会很困难，而这恰恰是一个重要的技能，在他们今后的生活中会多次用到。写实验报告也令人头疼，《吸管火箭》单元开始，学生就要为实验报告做准备，他们需要检查火箭飞行的结果，然后操作一些变量使火箭飞得更好，因而准备工作至关重要，但学生在这一点上仍有困难。
七、课程评价
在《吸管火箭》单元，我用了许多方法来评价学生的学习。在课上，我会提问或观察学生们在火箭飞行实验中的一些具体细节。我要看学生有没有用尺子准确记录下飞行距离，检查学生是否按照规格制作火箭，听听学生是否能说清楚他们所做的工作。最后，我想看看学生能否在第一次试飞的基础上，制作出一个更成功的火箭。对此，我会专门设计一个环节来评判学生的表现。
《吸管火箭》单元十分有趣且富有教育意义。学期快结束时，我问学生最喜爱的活动是哪个，他们首先说到的就是吸管火箭，我感到非常欣慰。这是一个将STEM与课程相融得很好的活动，学生们充分享受了活动的过程。
八、吸管火箭制作指南
下面是对吸管火箭制作的一些简单指导：
1.拿出一根吸管，并将其长度切到10厘米到20厘米之间；
2.在卡纸上，画出你将贴在火箭上的翅片，将翅片剪下来，并用剪下的翅片做模板，接着制作剩下的翅片；
3.使用透明胶带，将翅片贴到吸管火箭上；
4.制作黏土火箭头，直径2厘米或更少；
5.将黏土火箭头放置到吸管底端。
在这一单元学习中，学生要學会控制和操作变量，他们要测试吸管火箭，评估每个变量，决定理想的飞行模型。这一过程将会深深吸引学生，他们会研究所收集的飞行数据，分析吸管火箭的飞行结果，并对设计的装置进行改进。
一、火箭简史
在单元开始前，我会先向学生介绍火箭的历史。从中国的烟花到现代的火箭，建造火箭的历史是个十分有趣的故事。在19世纪60年代，科幻小说家儒勒·凡尔纳曾设想有一艘太空飞船能从地面射出去，并飞到月球上。再往前回顾，事实上第一个火箭是由中国人制造的。大约在公元14世纪末，有一个名叫万户的官员，他在凳子上绑烟火筒并点燃，希望借此飞上月球。火药燃烧时会发出巨大的轰鸣声，但一旦火药燃尽，就没有动力带着万户和他的椅子飞翔。1900年，我们可以看到现代火箭发展的明显进步，许多科学家为此做出了贡献，如俄罗斯物理学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基、美国物理学家罗伯特·戈达德、火箭设计者德国的沃纳·冯·布劳恩等。现在有许多书可以帮助学生了解更多有关火箭的历史，如罗恩·米勒写的《火箭的历史》及《火箭》。
二、火箭是怎样运行的
在学生开始设计及制作吸管火箭前，他们需要理解什么是火箭，并知道火箭是如何运行的。我决定通过头脑风暴来向学生介绍这些知识。首先问：“什么是火箭？”有学生回答：“它是把人带到外太空的一种装置。”有的说：“它是很大、很吵的一种机器，离开地面时会产生大量的烟和气体。”第二个问题通常要比之前的问题难一点：“你认为是什么使得火箭能飞起来？”有人回答：“它使用大量的燃料。”也有人说：“是大爆炸提起火箭，使火箭离开地面。”头脑风暴结束后，我们开始讨论蕴含在火箭背后的科学。
本节课，学生将接触到牛顿第三定律。牛顿第三定律描述的是力相互作用的关系，即“作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。”一个气球就可以很好地解释这一点。如果你向气球里吹足气，然后释放它，空气会从开口处跑出来，它会促使气球向气体跑出的反方向运动。空气从气球释放出来产生的力是一个作用力，与之相等的力，是空气从气球释放的、驱动气球向前运动的力，这是反作用力。这个活动让学生十分激动，他们都在家做过这样的实验。也可以将这个课扩展为用气球、风筝线、一个塑料吸管、一个干净的塑料包、胶带来制作一个气球火箭，如果有学生对乳胶过敏，最好购买由乙烯基、箔或塑料制成的气球。
火箭的一个重要特征是，它能将气体从一个方向排出，当气体从火箭的尾部排出时，火箭就会被推着向上运动。火箭作用在燃烧燃料上的力，会产生大小相等、方向相反的反作用力来推动火箭运行。促使火箭运行的反作用力也叫做推力，推力的大小取决于两个因素，即火箭喷出的气态的质量和速度。火箭离开地面时，一定要有比重力更大的推力，推力越大，则火箭运行速度越快。这里，我参考的是西蒙·布鲁姆的《保持引力》一书。火箭的能量也可以是吸管火箭的能量源，吸管火箭的发射台比较昂贵，可以自制发射台来代替，谷歌上就有制作发射台的详细步骤。有些资料书也可以让学生了解到火箭的运行原理，如《火箭是如何运行的》《火箭及其他飞行器》。
三、让我们开始吸管火箭活动
在NSTA链接中，可以找到吸管火箭的一些记录及数据表。那么，我们为什么要选择在教室开展吸管火箭活动呢？因为这是一个融入STEM的活动，具体包括科学模型制作、数据收集、设计测试和一些数学技能。
开始制作前，我向大家展示了一个有关吸管火箭的视频，它很好地介绍了制作和测试吸管火箭的过程。
看完视频后，我问大家：“你们会如何设计一个吸管火箭让它运行最远呢？”在和学生讨论火箭的设计前，我花了一些时间了解学生对制作火箭的想法。有的学生觉得可以设计三角形或正方形火箭，另一些同学描述的火箭与NASA的火箭类似。讨论结束后，我们正式开始火箭的设计工作。由于要操作具体变量，所以需要回顾火箭的规格：吸管长10～20厘米，可以有2～5个翅片，火箭头必须在直径2厘米以内，同一火箭将会有三个不同的发射角度，学生应一一记录。然后，学生记录下他们的猜想，并动手设计火箭。他们需要画出火箭草图，然后制作火箭。在制作阶段，测量技能是十分重要的。学生需要用尺子去量吸管的长度和火箭头的直径，并使用三梁天平来确定火箭的质量，如果学生熟悉双盘天平的话，也可以用它来代替。这一过程中，将翅片装在吸管上可能会有一定困难，因而我建议两个同学一起合作完成。
四、吸管火箭测试
完成火箭的设计、制作及测量后，学生应在无风天气下，去空旷的室外完成测试。由于学生选择三个不同的发射角度，因此需要记录三次发射的不同距离。从记录来看，比较远的距离有39米。
测试前，我建议在地面展开30米的卷尺，这样有利于同学们看到自己火箭的飞行距离。同时提醒他们带好安全风镜，便于在发射地区能够清晰地看到火箭飞行。
接下来，让学生们带着记录表、剪贴板和一支铅笔，记录下火箭的飞行距离。当火箭释放后，学生很有可能因为激动而忘记记录数据，所以有时需要提醒学生专注自己的工作。我很期待听到火箭飞出去后学生发出的欢呼，但并不是所有的火箭都能飞得很好，作为老师，我们应安慰学生，让他们有另一次机会改进火箭的设计。
一名学生正在记录她的火箭飞行数据
接下来的步骤就是分析火箭飞行的结果，测试的唯一变量是火箭发射的角度。我们希望通过控制变量来建立一个更系统的方法。之前的活动中，控制的变量是吸管的长度、翅片的个数和火箭头的大小，操作的变量是发射角度。这一次，学生没有改变火箭自身的设计，仅需控制火箭的发射角度。 五、吸管火箭的改进
在之后的活动中，学生可以操纵一个之前被控制的变量，从而控制其他变量。例如，可以被操作的变量有吸管的長度，学生可以设计、制作、测试并记录数据。火箭长度可以是10厘米、15厘米或20厘米。与此同时，翅片的数量和设计得保持不变，鼻锥的大小也得统一，发射角度45度。通过保持其他变量不变，学生能够了解每个被操纵的变量如何影响火箭的飞行。
操作的变量也可以是翅片的数量或火箭头的大小。在本单元最后，学生能够对发射最远的火箭类型达成共识。
六、一些困难
在向学生介绍火箭的制作和发射主题时，学生说出了他们脑中的一些科学概念。最初，学生们对火箭的美观更为重视，而不是考虑火箭的什么特性能使之飞得最远。在学生初次试飞火箭后，这个误解不再是个问题。第二个困难是能否精确测量、称量火箭。一些学生使用尺子的方法并不准确，从而导致测量数据有误。此外，对火箭质量的称量也是一大挑战。
对于低年级学生，让他们对收集的数据进行分析和下结论会很困难，而这恰恰是一个重要的技能，在他们今后的生活中会多次用到。写实验报告也令人头疼，《吸管火箭》单元开始，学生就要为实验报告做准备，他们需要检查火箭飞行的结果，然后操作一些变量使火箭飞得更好，因而准备工作至关重要，但学生在这一点上仍有困难。
七、课程评价
在《吸管火箭》单元，我用了许多方法来评价学生的学习。在课上，我会提问或观察学生们在火箭飞行实验中的一些具体细节。我要看学生有没有用尺子准确记录下飞行距离，检查学生是否按照规格制作火箭，听听学生是否能说清楚他们所做的工作。最后，我想看看学生能否在第一次试飞的基础上，制作出一个更成功的火箭。对此，我会专门设计一个环节来评判学生的表现。
《吸管火箭》单元十分有趣且富有教育意义。学期快结束时，我问学生最喜爱的活动是哪个，他们首先说到的就是吸管火箭，我感到非常欣慰。这是一个将STEM与课程相融得很好的活动，学生们充分享受了活动的过程。
八、吸管火箭制作指南
下面是对吸管火箭制作的一些简单指导：
1.拿出一根吸管，并将其长度切到10厘米到20厘米之间；
2.在卡纸上，画出你将贴在火箭上的翅片，将翅片剪下来，并用剪下的翅片做模板，接着制作剩下的翅片；
3.使用透明胶带，将翅片贴到吸管火箭上；
4.制作黏土火箭头，直径2厘米或更少；
5.将黏土火箭头放置到吸管底端。