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投石问路——投石机的设计
【跨学科概念和核心概念】
跨学科概念：结构与功能 物质与能量
核心概念：3.物质的运动与相互作用
12.技术、工程与社会
13.工程设计与物化
【核心素养目标】
科学观念：通过设计投石机，了解杠杆的基本原理和应用，理解投石机的工作原理和杠杆的关系，认识到杠杆在生产和生活中的重要应用。
科学思维：运用分析与综合的思维方法，设计和制作一个具有投掷功能的投石机模型。在制作投石机的过程中，运用比较与分类、抽象与概括的思维方法，总结投石机的工作原理和杠杆原理的应用。运用归纳与演绎的思维方法，从已知的事实或前提推导出投石机的性能指标和优化方法。
探究实践：通过探究投石机的基本原理，知道杠杆上支点位置和高度的不同会影响它的作用效果。能通过实验，观察等方式获取证据，并能根据获得的证据分析投石机的基本原理。
态度责任：通过设计和制作投石机，培养对古代科技和现代科技的兴趣。培养团队合作和交流能力，解决问题和创新的精神，提高对科技应用于生活的认识和理解。
项目介绍：投石机是一种古代的攻城武器，可以抛射巨石或火药弹丸等物体，对敌方的城墙和城内进行破坏。在这个项目中，学生将通过设计和制作一个投石机模型，了解和掌握投石机的工作原理和制作过程。同时，学生还将通过实验和探究，了解投石机的性能指标和优化方法，提高自身的实践能力和科学思维能力。
项目背景
建安五年（公元200年），曹操与袁绍之间爆发了官渡之战。《三国志》对此有详细的记载。当时，曹军初战失利，不得不退守。袁绍构筑楼橹，堆土如山，用箭俯射曹营。谋士刘晔给曹操献了一个设计图……
任务一：明确问题，创意设计
子任务一：设计一个投石机模型
投石机中的主要科学原理：在下图中标出支点、用力点、阻力点
使用以下材料设计一个用一根皮筋驱动的投石机(一次性筷子，皮筋）
子任务二：探究投石机中的基本原理
你还能提出一个有关于投石机的什么问题？
根据你提出的问题可以怎么设计我们的实验来探究？
我的发现：
子任务三：改进设计
要求：用不同颜色的笔在原设计图中进行修改。
子任务四：展示评价
我的收获和不足：
【板书设计】
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共13张PPT)
建安五年（公元200年），曹操与袁绍之间爆发了官渡之战。《三国志》对此有详细的记载。当时，曹军初战失利，不得不退守。袁绍构筑楼橹，堆土如山，用箭俯射曹营。谋士刘晔给曹操献了一个设计图……
01
投石问路之设计
任务一：设计我们的投石机模型
要求：
1.具备一定的投射能力
（用一根皮筋驱动）
投石机必须保持站立
节约材料，控制成本
清晰准确
创新性和实用性
任务二：探究投石机中的基本原理
实验材料
拉压测力器
小木块
木条
大石块
任务二：探究投石机中的基本原理
注意：
任务二：探究投石机中的基本原理
要求：
1.小组合作
2.记录规范
3.及时整理
4.倒计时结束，开始汇报
任务三：改进设计
小组合作
修改我们的设计图：用不同颜色的笔在原设计图中进行修改
任务四：展示评价
内容 要求 分值 自评 他评
设计图 具有创新性和实用性，设计图清晰准确（0-10）
实验探究 能够根据要求，设计实验并进行探究。在实验过程中，能够积极思考、观察、记录数据（0-10）
展示评价 能够清晰地展示和讲解自己的作品，自信、表达流畅（0-10）
团队合作 积极参与团队讨论和活动，能与团队成员有效合作，共同完成任务（0-10）
我的收获和不足：中小学教育资源及组卷应用平台
投石问路任务单
小组：
组长： 操作员1： 操作员2： 记录员：
任务一：设计一个投石机模型
投石机中的主要科学原理
在下图中标出支点、用力点、阻力点
使用以下材料设计一个用一根皮筋驱动的投石机
(一次性筷子，皮筋）
任务二：探究投石机中的基本原理
支点位置 用力大小（N） 判断省力情况 （在括号里打“√”）
3次数据 取中间值
A点 费力（ ） 省力（ ）
B点 费力（ ） 省力（ ）
C点 费力（ ） 省力（ ）
D点 费力（ ） 省力（ ）
我们 发现 用一句简单的话表达： 我们发现：
你还能提出一个有关于投石机的什么问题？
根据你提出的问题可以怎么设计我们的实验来探究？
任务三：改进设计
要求：用不同颜色的笔在原设计图中进行修改。
任务四：展示评价
内容 要求 分值
自评 他评
创意设计 设计图清晰准确，具有创新性和实用性（0-10）
实验探究 能够根据要求，设计实验并进行探究。在实验过程中，能够积极思考、观察、记录数据（0-10）
展示评价 能够清晰地展示和讲解自己的作品，自信、表达流畅（0-10）
团队合作 积极参与团队讨论和活动，能与团队成员有效合作，共同完成任务（0-10）
我的收获和不足：
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
