1、 DesignANDTechnology能源世界II教學參考 活動目錄活動名稱能源活動目標1體能小車機械能的轉換和存儲 2神奇的橡皮筋通過機械的方法產(chǎn)生和存儲能量 3精確行駛利用機械能存儲的方法解決問題 4捕獲太陽能知道太陽是一種能源 5神奇的太陽能小車如何提高太陽能的使用效率 6太陽能寶石磨光器使用可再生能源解決問題 7太陽能遮陽傘8捕獲風能知道風是一種能源 9風車如何提高風能的使用效率 10城市無煙車使用可再生能源解決問題 11碾碎12捕獲水能知道水是一種能源 13水能運輸如何提高水能的使用效率 14水能碾磨機使用可再生能源解決問題 15篩選麥子16城市能源規(guī)劃可再生能源的綜合應用 體能小

2、車聯(lián)系：現(xiàn)象觀察： 兩個馬達用導線連接，轉動一個馬達，觀察另外一個馬達的轉動。機械能可以傳遞嗎？ 每一個小朋友都拿一個馬達，依次連接，輪流都轉動一下，一個人轉的時候其它人都不要轉，就停下來看！ 觀察一下，馬達之間的能量傳遞，速度一樣嗎？方向一樣嗎？ 為什么速度和方向都一樣呢？機械的能量可以傳遞嗎？舉一些機械能傳遞的例子。我們?nèi)苏於荚谶\動，也會需要能量，我們的能量哪里來的？ 食物給我們能量?；顒幽繕耍?理解機械的方法也可以產(chǎn)生能源。理解機械能的概念。 理解能量的轉換和存儲?；顒悠鞑模?9684， 關鍵詞： 機械能，存儲，轉換 建構：Design:設計并搭建一輛小車,可以用另外一個馬達來驅動.B

3、uilding:參考搭建方法:一個馬達是手里面的發(fā)動機，只能用一個馬達來驅動小車，所以需要同時驅動兩個。所以兩個最好是在一根軸 上， 注意這種板是專門固定馬達用的。 馬達上下的固定對小車的運動結構起到非常重要的作用。 反思：1為什么有的小車走起來有點偏？改進你小車的結構，使它具有一定的摩擦。多加！ 2比賽：比比誰的體能最多？記錄下他們的成績！ 比三次，中途可以改進小車！3如何可以讓你的小車開得更快？多吃點，體能足一些！把半徑加大，可以換個大。大的轉動一圈前進距離長！或者使用一個加速系統(tǒng)。 延續(xù)：1是不是很累?。咳绾蝸戆盐覀兊捏w能存儲下來呢？這樣我們可以輕松些。演示電容的作用：存儲能量。 一個可

4、以存電的小鋼瓶。轉動馬達一定時間，放掉后仍然會繼續(xù)轉動下去。體驗電容存儲機械能。為什么馬達會繼續(xù)轉動下去？和先前轉動起來有什么不一樣？是否感覺有阻力了？2改進你的小車，給它加上電容。誰的小車行駛得最遠？誰的小車行駛得最快？看看裝上電容后的小車成績！ 3體能測試：有沒有看到過自行車電視機？看看誰的力氣最足，體能最好！燈越亮說明體能越好！ 將你的燈樹立得高些，讓所有的人都可以看到你的體能情況。注意：樂高的馬達是齒輪馬達，內(nèi)部有齒輪，馬達都有轉速限制，所以當你轉動馬達的時候千萬不要轉速過快，因為轉速度過快，而且有阻 力的時候，內(nèi)部齒輪會脫達也就會損壞！ 神奇的橡皮筋聯(lián)系：哼利在賽車快到終點線前，發(fā)現(xiàn)

5、小車沒有動力了。你有什么辦法可以幫助他最后沖過終點!活動目標： 理解能量的轉換和存儲。 學會使用機械的方法來產(chǎn)生能源動力。理解橡皮筋中的勢能。 培養(yǎng)孩子們根據(jù)問題解決問題的能力?；顒悠鞑模?9684， 多余的其它的橡皮筋(粗細,長短)關鍵詞： 機械能，存儲，轉換 建構：Design:設計出你添加到小車上的動力裝置： 動力裝置每次都可以給小車一定的能量。 同時裝置可以改變橡皮繩中的能量。 注：這個的活動是一套簡單的設計和實驗。應該鼓勵孩子們自己去創(chuàng)造他們自己的設計。拿一些可取的設計方案和他們討論一下會比較好。這些設計包含了增加課外知識的學習能力。一個好的設計符合“思考”單元中的啟迪。 Build

6、ing:參考搭建方法:橡皮筋是一定量的量度，也可以提供相同的能量使每次得到一致的結果。你需要能量來拉長橡皮筋?，F(xiàn)在它已經(jīng)被拉緊使能量儲存在內(nèi)。當我們放松這根橡皮筋時，我們可以利用這些能量。 小車結構可以讓孩子們參考搭建卡。當 然鼓勵孩子們設計出自己的小車。 反思：1.你如何判斷一個好的設計？看誰的小車最先沖過終點?2.你如何做一個好的試驗？你如何測量能量的儲存與釋放？記錄下你的測量數(shù)據(jù), 畫一張圖表.可以引導孩子們?nèi)ギ嬕粡垺案郊拥倪\動距離”圖表，(不同實驗次數(shù)的距離),可以得出：每個輪軸刻度的選擇，從結果圖表上畫的點的精確度，結果的一致性，不一致的結果驗證的證據(jù)， 等等。 可能每個孩子的測量方

7、式不一樣,讓他們逐個來介紹自己的測量方法.延續(xù)：估計最好的彈性帶會贏:你在為消費者調(diào)查雜志工作。你已經(jīng)被你的同伴們要求去測試一些彈性帶來找出哪些彈性帶更適合于儲存能量。他們想在下一期的雜志上刊登一篇關于這些問題答案的報道。 哪些彈性帶能儲存更多能量？ 兩根彈性帶比一根好嗎？ 粗的彈性帶比細的好嗎？ 長的彈性帶比短的好嗎？ Design: 為檢測彈性帶，設計并制作一個檢測裝置!實驗裝置可以在實驗小車和彈性帶能量儲存的基礎上設計。在這種情況下，彈性帶必有一個長度上的物理極限。 參考解決方法:回家寫份報告! 精確行駛聯(lián)系：有時候我們可能不想讓快艇跑完軌道的全程。有一個關于能量存儲器能容納多少能量的精

8、確尺度是很有用的?；顒幽繕耍?理解能量的存儲，學會控制橡皮筋中的勢能。 橡皮筋儲存器儲存的是彈性勢能，橡皮筋拉得越長，能量儲存越多。學會使用機械的方法來產(chǎn)生能源動力。 培養(yǎng)孩子們根據(jù)問題解決問題的能力?；顒悠鞑模?9684， 多余的其它的橡皮筋(粗細,長短)關鍵詞： 機械能，存儲，轉換 建構：Design:設計一個手柄移動定位裝置，移動一半意味著在軌道上移動一半。注：做一個測量尺度放在你的快艇上，它應該有刻度來表示要走多遠。推動手柄，使小車走軌道的 1/2，1/4，3/4，等等。 Building:參考搭建方法:鼓勵孩子們自己設計出一個可以控制能量的裝置，也可以參考搭建手冊上的模型。 橡皮筋梁

9、就是控制能量的“控制桿”，也 是“標識桿”。 棘輪 使齒輪只往一個方向轉動 可以存住橡皮筋中的能量。輸出軸，能量傳遞到上面轉動 控制能量的裝置就象臺發(fā)動機一樣，把它裝在一個可以行駛的小車上：可以參考搭建卡，當然孩子們會有自己更多的想法。 反思：1你怎么知道你給它的能量是多少？梁所在的角度就是標識出能量的多少！因為角度大，橡皮筋也長，橡筋長就是能量足?。▌菽埽?2給你的控制裝置制作一個刻度盤。 3手柄移動一半是否意味著在軌道上移動一半。）， 小車向前移動 當小車向中間移動時，橡皮筋可能會脫落，當手柄在行進中被向后拉，小車會走不遠。 4用什么測量數(shù)據(jù)，記錄你的結果。檢測并校準你刻度的準確度。每次實

10、驗，釋放小車，多做幾次?？梢匀∑骄种?。 延續(xù)：1把你的裝置改進成一快艇控制器！2這個裝置你認為還可以用在什么地方呢？說出理由，為什么它需要能量的控制。 捕獲太陽能聯(lián)系：太陽是不是能源？ 我們通過什么來收集和存儲太陽能？ 你能舉一些實際生活中應用太陽能的例子嗎？演示：拿一塊太陽能電池板與馬達連接在太陽或臺燈下，觀察馬達的轉動！ +活動目標： 理解太陽能與機械能之間的轉換。研究影響太陽能使用效率的因素。知道太陽能是種可再生能源。 培養(yǎng)孩子們對太陽能的興趣。活動器材： 9684， 秒表關鍵詞： 太陽能，能量轉換 建構：Design:設計并搭建一個利用太陽能來旋轉的摩天大飛輪。設計要求： 一個馬達使魔

11、天輪轉動！ 魔天輪的結構有一定的高度。結構要牢固！ Building:參考搭建方法: 可以參考搭建卡來搭建，但鼓勵學生自己根據(jù)要求設計出一個魔天輪。 反思：1你的魔天輪足夠高嗎？ 結構堅固嗎？底座的桁架結構可以保證結構的穩(wěn)固性。注意馬達的固定！2你如何讓你的魔天輪更有趣味性呢？使半徑變得更長！從坐位來改進！ 3看看，誰手轉動魔天輪最快！比比：太陽能和手動轉動魔天輪，哪個比較快？4研究一下，當燈和電池之間的距離變化的時候，魔天輪的速度是如何變化的。為你得出的結果畫一張圖表。找到可以讓魔天輪轉動最快的方法！太陽能電池可以放在有陽光的窗臺上，但是為了得到更一致的結果，可能會用抬燈。 太陽能電池使光能

12、轉換成電能。光越亮，太陽能電池的曝光范圍越大，那么更多的光能轉換成電能。 延續(xù)：1將魔天輪改進成一個起重機！看看你能將重物吊到最高處要花多少時間？ 誰的速度最快呢？最多可以吊起多重的物體呢？直接連接馬達到絞盤的驅動器上。放在超過桌子邊緣的地方。打開燈.測量物體上升的高度.把太陽能電池連接到馬達上.加一個能被輕易拉起的重物.2如果云飄過來把太陽給遮住了,如何可以繼續(xù)讓摩天輪轉下去?當你覆蓋住太陽能電池的 1/4，1/2，3/4 時，力有什么變化？ Magical solar energy car 神奇的太陽能小車聯(lián)系：999你對太陽知道多少?如何來提高對太陽能的使用效率?為什么太陽能車設計的時候

13、電池板不是平著放?炎熱的大熱天里，騎腳踏車兜風一點兒也沒意思。太陽能電池是否真的能提供足夠的能量，使汽車或自行車真正地發(fā)生變化嗎？太陽能電池增加了重量和制造的成本，而且并不是每天都會出太陽。太陽能的優(yōu)點:太陽能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大優(yōu)點： 第一，它是人類可以利用的最豐富的能源，據(jù)估計，在過去漫長的 11 億年中，太陽消耗了它本身能量的 2%，可以說是取之不盡，用之不竭。第二，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發(fā)達的農(nóng)村、海島和邊遠地區(qū)更具有利用的價值。第三， 太陽能是一種潔凈的能源，在開發(fā)和利用時，不會產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更

14、不會影響生態(tài)平衡。 建構：Design: 設計并搭建一輛太陽能小車,在太陽下驅動起來?；顒幽繕耍?理解太陽能與電能之間的轉換。研究影響太陽能使用的效率因素。知道太陽能是種可再生能源。 培養(yǎng)孩子們對太陽能的興趣?；顒悠鞑模?9684， 臺燈, 尺, 斜面, 細繩, 彈簧稱關鍵詞： 太陽能，能量轉換, Building:參考搭建方法: 可以參考搭建手冊來搭建,鼓勵孩子們自己設計.注意太陽能電池板的角度,要把它當成一塊積木斜起來,反思：1.比賽,看誰的太陽能小車在太陽下(臺燈下)行駛得最快(最遠)?記錄下每組孩子們的成績.2.哪些因素影響了太陽能小車的行駛速度和距離: .LEGO 太陽能電池:讓太陽

15、能電池直接面對光源，那樣更有效。光源越亮，就能產(chǎn)生更多的電。但是，作為一個警告，光離太陽能電池越近，熱量就吸收得越多，這會增加熱量造成損壞的可能性。 Tips：把太陽能電池放在窗臺上，利用穿過玻璃的太陽光也很好，但是為了得到比較一致的結果， 所以用普通的臺燈。要提醒學生臺燈本身也會變得很熱。 太陽能電池注意點:太陽能電池是不防水的.不能把太陽能電池兩端相接,造成短路. 一般來說白熾燈會產(chǎn)生大量的熱,當它很靠近太陽能電池的時候, 只能用很短的一段時間.手冊中的參考方案: 3.當你覆蓋住太陽能電池的1/4，1/2，3/4 時，小車的運動有什么變化？這個太陽能電池被安裝在一個高質(zhì)量的塑料框架里,這個

16、框架能夠連接 LEGO 的元件.在很大范圍內(nèi)的光線條件和溫度下,它都能被運用.在理想狀態(tài)下,它應該被安裝在一個光線能以一個恰當?shù)慕嵌日盏剿砻娴牡胤?LEGO 太陽能電池由七個太陽能電池和一個兩極管組成.它們被串聯(lián)著,所以整個的電壓 =7X0.4 伏特(加起來大約為 2.8 伏特).如果有一部分的太陽能電池被蓋住來改變它的能量,我們介紹一種能的出最好結果的方法, 水平的遮蓋它,并且和彎曲邊平行.如果從一邊到另一邊垂直地來遮蓋電池,將得不到很好的效果.滿的電壓和電流是由取得光線的地點所決定的.這個例子就是在比較下,在整個面板中,大約 25%的電流得到了光 滿電壓和 25%的電流太陽能電池得到了最

17、少的光,決定了最大的電流.這里面將不會有電流.理想光源就是天然的太陽光.如果用人工的光需要謹慎.一般來說白熾燈會產(chǎn)生大量的熱,另外,把燈和太陽能電池保持一段合理的距離(至少 8 厘米). 延續(xù)：1.研究一下，當燈和電池之間的距離變化的時候，車子的速度是如何變化的。為 你得出的結果畫一張圖表。2.如何可以存儲太陽能?讓小車在沒太陽的情況下,繼續(xù)開下去!有關電容器注意點:zzz保持電容器的干燥. 不要在兩端接成短路.防止外在的損壞.電容器單元包括一個法拉的電容和一個附加的，使它能與馬達/發(fā)電機和太陽能電池一起運用的線路。這個線路同時還保障兩端電壓不超過 18 伏特。 電容的連接:如果電容器沒有正確

18、連接或發(fā)電機以錯誤的方式轉動，電容器將充不滿電。正確地連接電容器，順時針方向轉動發(fā)電機，都是很重要的。當順時針轉動的時候，在發(fā)電機左端產(chǎn)生正電荷（以紅色的瓷片表示）。在發(fā)電機的右端產(chǎn)生等量的負電荷（以黑色的瓷片表示）。 第一次為電容器充電，或者在它用過比較長的一段時間以后： 建議同學們?yōu)殡娙萜鞒潆娭钡郊t燈亮，然后用馬達為電容器放電。這對于在實驗中得出一致的結果非常的重要。如果電容器已經(jīng)被保存了一段時間，那么為它充電要比后來的充電花上更長的時間。這是因為所有的電容器，包括 LEGO 電容器，釋放出儲存的電量也需要一段時間。比如說，馬達有一個最小運行伏特數(shù)，1 伏特。因此，如果你為電容器充滿電，連

19、接到馬達上，并且運行馬達直到馬達停止，當電容器的伏特數(shù)降到一伏特的時候，它將停止運行。當你重新充電時，你只是把電壓從 1 伏回到 2.5 伏，而不是象從儲藏室里那出時那樣是 0。 3.測算一下，太陽能電池能給模型車多少幫助。首先，讓我們算出在水平軌道上，使車運動需要多大的力。把太陽能電池裝到模型車上。（制造你自己的太陽能模型車，或者在太陽能裝配手冊里任選一款）用測力計測量使車剛好可以運動時所需的力。 做一個斜面或山坡讓車爬行,把裝有太陽能電池的模型車放在斜面上。打開燈代替一個太陽天.升高或者縮短斜面，直到車爬不動停止。用測力計測 量使車剛好可以重新運動時所需的力。 把燈放遠一點（一個陰天）。重

20、復,完成表格。a.在晴天的時候太陽能電池提供了多少幫助？ N b.在陰天的時候太陽能電池提供了多少幫助？ N c.晴天比陰天你多得到了多少額外幫助？ Nd.如何算出你用了多少力來推動太陽能自行車的附加重量？ e.在真的汽車上安裝太陽能電池有哪些好處和壞處？ 移動小車所需的力（N） 閱讀 1有太陽能電池和光線（晴天） 閱讀 2有太陽能電池沒有光線（陰天） 閱讀 3沒有太陽能電池 Gem polishing device of solar energy太陽能寶石磨聯(lián)系：艾倫喜歡退休后生活在山間農(nóng)舍。在外出行走時，他發(fā)現(xiàn)了許多粗糙的寶石。要把它們做成珠寶，他需要六個星期手工磨光它們。在大太陽底下用手

21、做 這個，那是一件很辛苦的工作。鉆石或者寶石頭是礦石的一種，挖出之后需要打磨等一系列加工過程后才能形成寶石?；顒幽繕耍?利用太陽能來解決問題。會從生活中尋找材料。 理解并運用產(chǎn)生轉動和直線運動的方式。活動器材： 9684， 膠卷殼， 紙 關鍵詞： 太陽能，存儲，轉換，轉動 寶石成品的加工 寶石成品的加工包括從原材料選用至琢磨等環(huán)節(jié)。 習慣上，寶石界將鉆石、紅藍寶石、金綠貓眼寶石等歸為高檔寶石；將綠柱石、翡翠、碧璽（電氣石）、海藍寶石、珍珠等歸為中檔寶石；黃玉、水晶、綠松石、瑪瑙、琥珀等為低檔寶石。而同一品種的寶石又根據(jù)質(zhì)地、顏色等分高、中、低檔，最明顯的例子是翡 翠，一塊艷綠玻璃地的優(yōu)質(zhì)翡翠戒

22、面價值萬元以上，而低檔的翡翠手鐲一只也不過數(shù)百元。由于寶石的這些特性，故加工時常按品種選料，下料時應由經(jīng)驗豐富的人員進行。 選料后一般要對原料進行仔細觀察，了解原料的內(nèi)在質(zhì)量、裂紋、包裹體、晶體光學方位、解理等情況，確定可利用的部分和需剔除的部分，再依照具體寶石的習性、具體形狀、加工習慣來設計切割寶石。寶石形狀的設計要有利于寶石對光線的折射、反射或特殊光學效應的顯現(xiàn)，使珍貴的寶石能通過一系列的光面和棱表現(xiàn)出其內(nèi)在的和外觀的美，更加絢麗光彩。此 外，還要考慮能否最大限度地保持寶石的體積。 款式方面，經(jīng)過長時期的實踐和研究，國際上已出現(xiàn)了大量流行的寶石設計款式，各種款式中寶石的光面數(shù)量、角度、形狀

23、均有一定的要求，款式也常有自己的命名，如鉆石常被設計成四方八角形、弗羅朗廷（雙玫瑰）形、鉆圓形等流行款式。 雖然現(xiàn)在有半自動化的切磨機械，但寶石加工是很難實行規(guī)格化的，主要還是要靠有豐富、良好的切磨技術及一定的寶石學知識的磨工來完成。世界上的一些名寶石， 都由名人名匠設計加工。如 20 世紀初世界上最大的石“庫利南”，即是用 8 萬英鎊的重金聘請當時荷蘭阿姆斯特丹著名工匠約阿斯查爾來劈開和琢磨的，當巨大的鉆石被成功地劈成兩塊時，可憐的工匠竟緊張得昏了過去。 玉和玉石的加工與一般的寶石不同，它一般被制作成非平面幾何形態(tài)的各種飾物和工藝 品。如翡翠原料（稱“仔料”）要由行家開料，盡量能夠大塊利用，

24、不能大塊利用時就要取出價值高（如翠綠）的部分單獨加工，或利用天然原料中不同質(zhì)地和顏色的“翠”和“地”的分布巧妙地設計形象逼真的工藝雕刻品，如綠葉白骨的小白菜等。琢玉的過程包括了選料、設計、粗 繪、鍘（切割）、鏨（鑿）、沖（平）、磨（大樣）、軋（細部）、勾（紋）、光（上光）等步驟。玉雕師可以用數(shù)年時間雕刻規(guī)模巨大的翡翠作品，使其成為無價之寶。如全國人大代表、物級工藝美術大師李博生等的“岱岳奇觀”等幾件巨型翡翠雕刻，就是利用幾塊大型原料，集中了北京玉器廠近 40 名高手，在 6 年內(nèi)完成的，其價值不可估量。 款式方面，除了各種表現(xiàn)山水、鳥獸、神話和器物的大型雕刻之外，翡翠玉器常見“舊飾”和“時飾”

25、兩類裝飾品。舊飾指清末以前的各種官飾和飾，如“翎管”、“帽正”、“煙壺”、“龍勾”、“朝珠”、“扇墜”、“喜字”等；時飾指以來流行的款式，如蛋戒面、雞心、杏仔、玉鐲等。國際目前流行的款式有底平頂弧的龜背形、型兩種戒面。其他玉石一般以工藝品雕刻為主，兼有玉鐲、玉墜等器物，極少拿來制作戒面等個體較小的首飾。 珍珠的加工也具有其特殊性。其中圓形且有光澤，可以作寶石用的，只不過占總產(chǎn)量的小部分，稱之為原珠。原珠的加工一般有如下的工序：（1）漂白、泡水、浸中和劑；（2）利用燈光進行恒溫加熱，使其色正發(fā)亮，顯現(xiàn)光澤；（3）品質(zhì)分級、大小篩選；（4）穿洞，其中瑕疵少者可鉆單洞，用于戒指、耳環(huán)等，價值較高；瑕

26、疵多者則鉆雙洞，用于珍珠串項 建構：Design:設計并制作一個 LEGO 太陽能寶石磨光器，畫出磨光器的草圖。要求： 999它如何裝上翻轉機磨光石頭而又在同一時間轉動它？ 它的轉動速度應該是多少？ 它如何使好幾個翻轉機在同一時間運行？ Building:參考搭建方法:膠卷殼正反兩面鉆兩個洞，可以穿軸。用來放需要磨的寶石。使用齒輪箱來轉動寶石箱，需要一個平穩(wěn)的底盤。 寶石很貴重，隨意磨的時候需要速度慢，平穩(wěn)！ 孩子們應該要知道，太陽能寶石磨光器是一種機器，有一個裝有粗糙寶石的轉動很慢的桶，通常用高級的 砂來磨光寶石。磨光機以相對較慢的速度轉動， 所以石頭是滾動而非滑動。太快的話，它們會粘到邊上

27、去。一個 35 毫米的膠卷容器可以作為滾桶。 如果使用膠卷殼的話，那么蓋子需要蓋 緊些，可以使用橡皮筋來做到。 加上太陽能電池板，注意要傾斜一定的角度。 反思：1測試一下，看石頭是否能正確翻轉。（可以把碎小紙團作為小寶石） 2哪一組的磨光器的效果最好？如何來提高你的磨光器的工作效率呢？應該能使兩個或更多的容器滾動。 可以用齒輪或者滑輪來調(diào)節(jié)速度。（但速度不能太高，因為磨寶石要平穩(wěn)些） 讓太陽能電池板找到最合適的那個角度。 延續(xù)：1如果你有時間，修改你的設計，使ALLEN 可以在同時用鉆石切輪切割寶石。連桿利用連桿的方式來設計一把太陽能鋸子。孩子們會把作品設計得非常人性化，他們的想象力 是豐富的

28、。 2讓孩子們結合生產(chǎn)過程中的需要改進自己的寶石磨光器。要想其它小組解釋你設計的理由。 太陽能遮陽傘Sunshadeofsolarenergy聯(lián)系：天很熱,雷利太太開著自己的老爺車,總是感覺太陽刺眼.你有什么好主意嗎?討論一下！活動目標： 利用太陽能來解決問題。會從生活中尋找材料。 理解并運用產(chǎn)生伸縮運動的方式。活動器材： 9684，紙 關鍵詞： 太陽能，存儲，轉換，伸縮 建構：Design:設計并制作一套利用太陽能的汽車遮陽傘!要求：999一旦有太陽,遮陽傘自動會伸展.沒有太陽的時候，司機可以隨時收回遮陽傘。尺寸上要符合汽車的要求和司機的位置。 Building:參考搭建方法:傘可以用紙等來

29、做。放置在車尾處的 太陽能電池板 利用四邊形連桿來驅動遮 陽傘的伸縮 使用一個馬達來在沒有太陽的 時候把遮陽傘收回來。 使用連桿的方法來推動四連桿的伸縮。反思：雷利太太可以用什么方法來收回傘呢?1用另外一個馬達來控制傘的收回.2.當雷利太太想一邊開車一邊享受陽光的時候,車上的遮陽傘可以不伸展嗎?當下雨的時候,沒有陽光了,如何可以打開遮陽傘呢?想辦法遮住太陽能電池板或者索性拔掉導線.或者把太陽能電池板. 延續(xù)：1.建造一個太陽能溫室!在陽光大的時候可以保護保護溫室種植物.使用蝸桿來抬起太陽能頂.太陽能電池板可以作為溫室的屋頂.溫室里面放植物. 利用紙的可以折疊性來作溫室的屋頂.2.你可以將溫室改

30、成一架太陽能衣架嗎?孩子們會用最象衣架的零件. 捕獲風能Catchwindenergy聯(lián)系： 風是不是能源? 我們利用什么方法來獲取風能? 你能舉一些實際生活中應用風能的例子嗎?News：風作為能源，很早就被人類所開發(fā)利用。早在2000多年以前，人們開始利用風的“神力”帶動風車引水灌田、碾米磨面。目前，世界各國都把開發(fā)利用風能放在能源發(fā)展的重要位置。 據(jù)專家介紹，只要有風的地方，都可以利用風能。風能取之不盡，用之不竭，不需要采購、運輸，不需要開采，不消耗資源，清潔衛(wèi)生，一塵不染。 我國風能資源豐富，儲量 32 億千瓦，可開發(fā)的裝機容量約 2.53 億千瓦，居世界首位， 與可開發(fā)的水電裝機容量3

31、.8 億千瓦為同一量級。2005 年我國風電裝機容量超過100 萬千瓦， 2020 年風電規(guī)模預計達 3000 萬千瓦。未來風電很可能成為和太陽能比肩的新能源行業(yè)。專家指出，目前開發(fā)利用風能主要有兩種方式：一是采用風力機械設備，把風能轉變成 機械能，直接為人們所利用，像風力提水灌溉等。二是采用風力發(fā)電設備，把風能轉變?yōu)闄C械能，然后再將機械能轉變成電能，這就是風力發(fā)電。 活動目標： 知道風濕是一種能源。掌握得到風能的方法。 理解風能的意義和作用，知道如何來存儲風能?；顒悠鞑模?9684，吹風機（風扇） 關鍵詞： 風能，轉換， 建構：Design: 設計并搭建一架大型風車，給小屋內(nèi)的燈供電!Bui

32、lding:參考搭建方法:可以參考搭建手冊，搭建一架風車出來。（只需要完成風車部分）葉片風能通過軸轉動馬達，實現(xiàn)能量的轉換。 一架風車有三部分組成：999葉片底座 轉換裝置底座 結構中的桁架塔。要高，同時穩(wěn)固， 反思：用風扇來測試一下，看看你的風車轉動得起來嗎?1一臺風扇可以提供給風車足夠的風。它最好有一個罩子來確保手指不會被夾到葉片中。舉一些常例來提醒學生，不要把任何東西放進葉片。有冷風的電吹風也是一個很好的工具。如果將它放在一個適當?shù)牡胤?，?能得出更一致的結果。 2看看哪組的風車轉動的速度是最快的？能源套裝中提供了豐富的連接器，這些連接器的區(qū)別就在于轉動的角度不同。 可以讓孩子們自己找器

33、材中的不同的連接器，自己找到最合適的連接器，來產(chǎn)生最 大的轉動速度。 有很多因素會影響風車的速度，比如說風力，風吹的角度，航行物的大小和形狀。為了得到一致的結果，學生們必須確保風扇和風車之間的距離不變。 3當你改變風力的時候，馬達的速度有什么變化？（以電風扇和馬達的距離為 5 厘米開始，以一個葉片作為參考研究對象）老師可以通過板書把關系 畫出來 風車與風扇距離 風車轉動速度（圈/分鐘）5 厘米 10 厘米 15 厘米 20 厘米 看看你的風車是否能夠使它們同時運轉。找出不同的距離對于速度有什么影響。在同一張表格 中你可以得出哪些結論？ 延續(xù)：1設計一間小屋，讓風車為小屋供電。發(fā)電機可以被安裝在

34、風車上直接發(fā)電（叫做風力發(fā)電機）。風使葉片轉動的越快，就能產(chǎn)生更多的電能。增加一個負荷（臺燈）意味著轉動風車需要做更多的功。 馬達把電能轉換成動能，而發(fā)電機把動能轉換成電能，。 風使風力發(fā)電機的葉片轉動。風力越大就能產(chǎn)生更多的電能。如果發(fā)電機被連接在臺燈上，那么就需要從風中得到更多的動能。 2比比哪組的等最亮呢？3如果一旦風停下來了,你的燈還能亮嗎? 如何可以讓燈亮的時間更長久呢?注意：我們可以把電能儲存進電容器，在需要的時候再輸出它。電容器沒有化學成分，不能像電池一樣儲存電能。電容器里儲存越多能量，就能輸出越多的能量，但是它所能儲存的量有一個限度。 觀察當你關掉電風扇的時候，風車有什么變化。

35、到它的停止需要多長的時間。電容器需要花多長的時間： a. 充滿電。 分 秒 b. 放空電。 分 秒 Windmill風車聯(lián)系：你在哪里看到過風車？世界上哪個國家風車最多?風車的作用是什么？如何提高風車的工作效率?活動目標： 通過風車來研究風能。 通過風車來研究如何可以得到更多的風能。設計并搭建一個風車。 活動器材： 9684，吹風機（風扇）秒表關鍵詞： 風能，轉換，風車 Tips：風車也叫風力機，是一種不需燃料、以風作為能源的動力機械。古代的風車，是從船帆發(fā)展起來的，它具有 68 副像帆船那樣的篷，分布在一根垂直軸的四周，風吹時像走馬燈似的繞軸轉動，叫走馬燈式的風車。這種風車因效率較低，已逐步

36、為具有水平轉動軸的木質(zhì)布蓬風車和其它風車取代，如“立式風車”、“自動旋翼風車”等。 2000 多年前，中國、巴比倫、波斯等國就已利用古老的風車提水灌溉、碾磨谷物。12 世紀以后，風車在歐洲迅速發(fā)展，通過風車（風力發(fā)動機）利用風能提水、供暖、制冷、航運、發(fā)電等。 中國古代風車具有明顯的特點，除臥式輪軸外，風帆為船帆式。帆并非安裝於輪軸徑向位置，而是安裝在軸架周圍的八根柱桿上。帆又是偏裝，即帆布在桿的一邊較窄，在另一邊較寬，并用繩索拉緊。如圖，當風作用於 A 時，帆為順風，帆與風向垂直 (受力最大) 并被繩拉緊；轉到位置 C 時，帆被吹向外，帆面與風向平行；至 E 處再恢復迎風位置。利用繩索的松緊

37、和帆的偏裝，它可以利用戧風或逆風，如同在船帆中一樣。這種裝置方式使帆可以自由隨風擺動，而不產(chǎn)生特別的阻力，帆在外周轉動的有效風力作用范圍，超出 180 度。如在位置 G，開始轉入順風，帆還可以利用部分風力少量作業(yè)。這種船帆式風車的特色，為中國所獨有 公元 7 世紀在西亞大概在敘利亞，建造了第一批風車。世界上的這個地區(qū)有強風， 幾乎總是朝著相同的方向吹，因此就面向盛行風而建造了這些早期風車。它們看上去不像如今所見到的風車，而是有著豎式軸，軸垂直排列著翼，與旋轉木馬裝置上排列著木馬很相似。 12 世紀末在西歐出現(xiàn)了第一批風車。有些人認為，在巴勒斯坦參加了十字軍東侵的士兵們回家時帶回了關于風車的信息

38、。但是，西方風車的設計與敘利亞的風車迥然不同，因而它們可能是獨立發(fā)明出來的。右圖：典型的地中海風車有著圓形石塔和朝向盛行風安裝的垂直翼板。它們?nèi)杂糜谀ニ楣任铩?西方風車的不同之處在于翼板環(huán)繞著垂直面而轉動。因為風在歐洲比在西亞較為變化不定，所以風車還另有一個機械裝置，以使翼板面對著風來的方向轉動。左圖：在丹麥圣瑞斯的埃洛島上，現(xiàn)代風車與供電的發(fā)電機相連。 風車在如今已很少用于磨碎谷物，但作為發(fā)電的一個手段正在獲得新生?！把b有發(fā)電渦輪機的農(nóng)場”是由驅動發(fā)電機的大型風車組構成的。 建構：Design: 設計并搭建一架大型風車，用風車去吊重物,改變風車葉片的角度,找到最佳的分車葉片角度,并記錄下來.

39、Building:參考搭建方法:可以參考搭建手冊，搭建一架風車出來。（只需要完成風車部分）風能通過軸轉動馬達，實現(xiàn)能量的轉換。 葉片一架風車有三部分組成：999葉片底座 轉換裝置底座 結構中的桁架塔。要高，同時穩(wěn)固， 反思：用風扇來測試一下，看看你的風車能吊起多重的物體?1找到最合適的葉片角度！讓孩子們從器材中找出一個可以來量化對比的東西?。ū热纾狠喬ィ┩ㄟ^這個小小的實驗來找出什么樣的葉片能夠最好地捕獲風能！ 2比一比，看誰的風車能最快地吊起重物！讓孩子們記錄下他們的數(shù)據(jù)：通過這個小小的實驗，讓孩子們發(fā)現(xiàn)風能轉 換為機械能的效果。 研究風車通過風能的轉換，到底產(chǎn)生了多少 能量？ 同時通過這個小

40、實驗，讓孩子們?nèi)ジ倪M他們 的風車！不斷優(yōu)化！ 吊起的高度時間第一次第二次第三次 延續(xù)：1把的你風車改為一種利用風能打井的機器.利用連桿機構來設計，風能轉換，通過連桿機構來形成一下一下的動作！2想想，風車還可以利用在哪些地方？孩子們會想想出很多利用風車的創(chuàng)意，讓他們設計出來！ 并做一定的解釋！ 培養(yǎng)他們的交流能力！比如： 上下的樓梯！ 在井口打水的裝置！ City train smokelessly城市無煙車聯(lián)系：風是種天然的能源,非常地環(huán)保.是可再生的能源.請你為”無煙城市”計劃，設計一種利用風能的城市交通工具.活動目標： 利用風能來解決問題。 通過風力驅動的車來研究如何可以得到更多的風能。設

41、計并搭建一個風力驅動的小車。 活動器材： 9684，吹風機（風扇）秒表關鍵詞： 風能，轉換，風車 建構：Design:設計并搭建一風力驅動的小車！全班一起討論一下，如何可以使用風能來作為動力來驅動小車？Building:參考搭建方法 I:簡單的，比如通過太陽能電池，來驅動風車上的馬達，然后靠馬達的轉動，去轉動葉片，葉片轉動之后，形成風力，來推動小車行駛！ 參考搭建方法 II:不用馬達，直接通過風能的轉動頁片，通過軸和齒輪，傳遞到車子的后輪！ 從而驅動小車！反思：用風扇來測試一下，看看你的無煙車能夠行駛多遠？1風源是固定的！比比誰最遠？反復讓孩子們?nèi)ジ倪M，記錄他們的進步：通過一個個數(shù)據(jù)的記錄，可

42、以看到孩子們的進步！最遠距離: CM最長時間: S距離 行駛時間 第一次 第二次 第三次 2在城市中，突然沒有風了，無煙車能否繼續(xù)前進？讓孩子們?nèi)ジ倪M無煙車的設計，增加上能源的存儲方法！ Or參考方案 I 可以用電容來存儲! 參考方案 II 可以用橡筋來存儲!延續(xù)：1電風扇固定不動,將無煙車上的頁片反一下朝向,會有什么效果?由于頁片的特殊性! 當風扇正轉和反轉所產(chǎn)生的風是不一樣的方向!兩個不同的方向,所以就會導致,無煙車會朝兩個不同的方向上行駛!有翅膀! 看看誰的小昆蟲在風中”飛”得最遠!2.把你的無煙車改成一只小昆蟲!讓孩子們找到最合適的頁片擺放的位置!更多地捕獲風能! Pulverize碾

43、碎聯(lián)系：那是一份很辛苦的工作去吧小麥、玉米和燕麥磨成面粉做面包。磨幾穗的玉米就要花上幾小時的時間。活動目標： 利用風能來解決問題。 通過風力驅動的方法產(chǎn)生另一個方向上的動作。設計并搭建一個風力碾碎機。 活動器材： 9684，吹風機（風扇）秒表關鍵詞： 風能，轉換，碾碎 建構：Design:設計并制作一個風能的碾磨機。 并全班分組概括一些你們的模型所體現(xiàn)出的想法Building:參考搭建方法 I:通過齒輪傳動機構！捕獲風能最下面是碾磨機構！ 碾磨機構，是可以相互轉動的一個機構！風能通過上面的齒輪，傳遞到軸，軸轉動下 面的碾磨機構！ 反思：1如何并且在哪里安裝磨石? 怎樣運轉風車上的石頭? 看看磨

44、石是否旋轉平穩(wěn)?這寫都是一個結構的綜合要求!你是不是清楚了學齡的一些棒! 2.如果風突然停了,但是人去撥玉米,你如何來改進?加上一個可以存儲電的裝置!延續(xù)：1.絞盤把谷物帶到磨粉機的頂部。2.準備另一塊新的磨石，當一塊用舊的時候，工作還可以繼續(xù)下去（割好新槽）。3.小組之間比比,看看,北京先到得! 捕獲水能聯(lián)系：999水是不是能源?人類是如何來利用水能源的?你知道世界上有哪幾個有名的水電站嗎?建構：設計臺水能發(fā)電機使千家萬戶的燈亮起來!可以參考搭建手冊 2-14 頁裝配一個水車。 在馬達上裝一個小燈！水車，水流下去可以轉動 在可再生能源中目前已獲得商業(yè)應用的是水力發(fā)電，發(fā)電量約占全球發(fā)電量的

45、18， 但這僅僅是開發(fā)利用了全世界水能資源的 10。而未開發(fā)的資源大部分在發(fā)展中國家，其開發(fā)利用受到資金和技術等方面的限制。目前看來，小水電比大型水電項目更有發(fā)展前途。 在有些工業(yè)國家可再生能源已發(fā)揮主要作用，如挪威一半以上的能源靠水電和薪柴。發(fā)展中國家能源總需求中約 35依靠薪柴。 活動目標： 知道水是一種可以利用的能源。理解水力發(fā)電的原理。 運用水能的知識來設計并搭建一個水電站?；顒悠鞑模?9684， 一個水槽 關鍵詞： 水，能源，水電站 注意： 它的后板可以使大多數(shù)濺出的水不碰到發(fā)電機，但和另外的一個塑料包的保護也有關系。馬達/發(fā)電機是不防水的。 擋門，可以把水滴擋在前面，保護馬 達，以

46、防馬達受潮。 標準結構，以保證擋板的堅固！水流讓孩子們根據(jù)自己的教室的水池來改進模型的結構！ 調(diào)整水電站的結構尺寸，和水車部分的頁 片高度，保證得到穩(wěn)定的水源。 思考你如何得到穩(wěn)定的水流。 a. 當你把水龍頭打開的時候，水車有什么反應？b. 你如何確定水流是穩(wěn)定的？ 反思：1. 觀察燈的亮度變化。2. 為什么燈會亮？說明了什么？是什么能源轉換為了什么能源？3. 如何可以讓燈更加亮！是哪些因素影響了燈的亮暗？水流越急，能量就越多從而轉換過去的能量就越多！ 馬達轉動得快，燈就越亮！ 水車這里是大齒輪，帶動馬達這里的小齒輪，速度增加，從而燈就越亮。 4你知道哪幾所著名的水電站？水電站是利用水流的高度

47、落差 - “水勢”，水勢越高水能就越多，水流轉動發(fā)電機組，從而發(fā)電，和我們的模型類似，水能-機械能電能。發(fā)電機組發(fā)電后通過電纜將電輸送到千家萬戶。 延續(xù)1利用你的水車來拉起一個重物，看看速度有多 快！ 2全班組建一個水電站，一個水電站里面可能不止一個發(fā)電機組，布置你水流下游的千家萬戶的燈！ 你們最多能夠讓幾家人家的燈亮起來呢？ 水能運輸聯(lián)系：水是一種能源方式！在地球到處都有河流，可以利用水資源來進行運輸嗎？有沒有見過河流中的萬頓輪？能否在河流上建一條傳輸系統(tǒng)，來減輕萬頓輪的工作。建構：Design:設計并搭建一條水能傳送帶!活動目標： 研究如何利用水能產(chǎn)生更多的能源。通過傳輸系統(tǒng)來研究水能的效

48、率。 運用水能的知識來設計并搭建一條傳送帶?；顒悠鞑模?9684， 紙帶 關鍵詞： 水，能源，運輸 讓每組孩子展示設計圖，互相交流自己的想法：Building： 參考搭建方案： 橡皮筋面積太小，可能不適合運輸小東西，可以用紙帶來代替！ 從水能捕獲能源之后，通過機械的方法傳遞到傳送帶上，從而可以達到運輸?shù)哪康?！解決問題的方法不是唯一的，可能孩子們有更多的方法可以設計出來去解決！反思：1 如何加快傳送速度？（1） 增加能源的使用效率。 使水能的效率更高些，或者加大水能的捕獲。 水能轉換為機械能的地方，增加速度！可以使用齒輪加速的方式。（3）增加一次性運輸?shù)臄?shù)量，比如可以利用紙，將傳送帶設計得更寬些

49、，下面用輪軸顛高！、 注意運輸傳送帶的摩擦性能！。孩子們會想出更多的解決問題的方法！2影響你水能傳送帶的工作效率的主要因素有哪些:通過傳輸系統(tǒng)（速度）來檢驗水能的工作效率！ 讓孩子們發(fā)表自己的看法和經(jīng)驗，讓孩子們之間進行交流！ 頭腦風暴地交流！ 延續(xù)1全班合作,組建一條水能運輸流水線!讓全班的孩子們一起去為一條河流設計一條完整的水能運輸系統(tǒng)！孩子們會發(fā)揮他們自己的想象力設計出與眾不同的，自己的一套河流傳輸系統(tǒng)！2讓孩子們根據(jù)運輸任務，改進設計，讓整條運輸系統(tǒng)的工作效率更高（完成任務速度更快）！在活動中孩子們會意識到合作的重要！ 水能碾磨機聯(lián)系：這是一個做紙漿的雜亂的場景，在哪里人們用植物纖維做成紙。亞麻,木漿和舊棉花屑和水浸泡在一起，然后被一幫工人擊打成水漿，那是一個混亂的擁 擠的場景。跟孩子們討論，引出一個可以用來解決問題的辦法！建構：Design:設計并制作一個水能的紙漿擊打器，可以把木頭，纖維和碎屑擊打成紙漿?；顒幽繕耍?利用水能的方