核心素養(yǎng)下水火箭科技實踐活動的探究
——甘肅省青少年科技創(chuàng)新大賽科學(xué)DV獲獎作品

李學(xué)海 李雅妮

（1甘肅省白銀市第一中學(xué)，甘肅 白銀 730900,2西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 咸陽 712100）

陶行知曾指出：“中國對孩子的教育一直是不許動手，動手要打手心，往往因此摧殘了孩子的創(chuàng)造力?！边@說明，手腦并用，才能更有效地培養(yǎng)人的思維能力。核心素養(yǎng)下教學(xué)的最終目的就是將所學(xué)的知識運用于實踐中去，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，操作能力。水火箭科技實踐活動可以讓學(xué)生多動手，親身實踐，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛，加深對所學(xué)知識的全面理解。

一、水火箭工作原理

水火箭，又稱氣壓式噴水火箭、水推進(jìn)火箭。是利用飲料瓶制作成動力艙、箭體、箭頭、尾翼。灌入三分之一的水，利用打氣筒充入空氣到達(dá)一定的壓力后發(fā)射。是利用水和空氣的質(zhì)量之比（水的密度是空氣的772倍），壓力空氣把水從火箭尾部的噴嘴向下高速噴出，在反作用下，水火箭快速上升，像導(dǎo)彈一樣有一個飛行軌跡，最后達(dá)到一定高度的火箭模型。

二、水火箭制作過程

把一個瓶子從中間剪開；組裝橡皮塞；將瓶子組裝在一起作為水火箭箭身；為水火箭制作側(cè)翼；將側(cè)翼粘在水火箭上。

三、創(chuàng)作思想

為培養(yǎng)學(xué)生青少年科學(xué)創(chuàng)新精神和實踐能力，學(xué)校大力提倡積極參加甘肅省青少年科技創(chuàng)新大賽，水火箭科技實踐活動可以提高學(xué)生綜合分析問題的能力、動手能力、理解能力、推理能力、計算能力。

四、創(chuàng)作過程

先經(jīng)過大量的實踐活動、收集素材，寫好活動方案，制作水火箭，發(fā)射演練，在不同的時間拍攝不同的畫面，錄制解說詞，最后利用視頻、聲頻、字幕編輯軟件，制作科學(xué)DV作品。

五、發(fā)射原理

用橡皮塞緊的瓶子，形成一個密閉的空間.把氣體打入密閉的容器內(nèi)，使得容器內(nèi)空氣的氣壓增大，當(dāng)超過橡皮塞與瓶口接合的最大程度時，瓶口與橡皮塞自由脫離，箭內(nèi)水向后噴出，獲得反作用力射出.水火箭和火箭最大的不同，在于其推進(jìn)的媒介由高溫空氣變成水而已。在發(fā)射水火箭前會灌入空氣達(dá)一定壓力，由于高壓會自然向低壓流去，故在噴嘴被打開時，空氣自然向噴嘴流去，但由于水擋在前方，故水會被空氣推出火箭，而火箭也借此獲得向前的速度。

六、發(fā)射方法

（一）水量調(diào)控

水火箭用水量和火箭容氣空間有一定的比例，不能太多也不能太少，最佳用水量約為火箭容氣空間的1/4到2/5之間(2.5升的空間大約裝600毫升左右，可多試驗幾次尋找確定)。

（二）發(fā)射角度

水平方向飛行，由于空氣的阻力，發(fā)射的最佳角度在50到55度之間，不同的水火箭可能不同，可通過控制變量的方法試驗確定。

（三）氣塞使用

氣塞的使用原理是通過壓縮軟膠塞體積膨脹來調(diào)節(jié)氣塞的松緊程度，壓縮越厲害體積膨脹越大，氣塞越緊，要把氣塞沖出來的氣壓就越大，即火箭獲得的動力越大。

七、研究方法

（一）水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關(guān)系

水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關(guān)系可以通過做實驗的方法獲得：通過實驗得出，當(dāng)水量為1/3時，水火箭飛的最高。

（二）怎樣提高水火箭的穩(wěn)定性

水火箭在上升過程中，并不是豎直向上升的，經(jīng)常橫著或側(cè)著瓶身上升。這就要求我們必須提高它的穩(wěn)定性，使它豎直上升。提高它的穩(wěn)定性，就得考慮大氣阻力的作用。首先，水火箭頂部應(yīng)為尖的，以便于減小空氣阻力；其次瓶體形狀應(yīng)接近流線型，這樣便于氣流的通過；要使它豎直上升，還要在放置的時候使它豎直，我們就取了一個三角架，把水火箭支住(不是緊套)使它能豎直地立著。

水火箭的斜發(fā)與斜拋有關(guān)，所以由理論可得發(fā)射仰角為45°時，飛行距離最長。但由發(fā)射的結(jié)果得神奇的水火箭實驗知：在發(fā)射仰角45°到55°之間時，可以達(dá)到最大的射程。當(dāng)發(fā)射仰角太小時，水火箭向上的分力不大，使爬升高度不大，且由于水火箭的重量受地球引力的牽引，使其容易落下，造成射程縮短。而當(dāng)角度太大時，其向上分力雖大，但向前分力太小，以至于射程太短，行成"射得高，但射不遠(yuǎn)"的情形。所以在水火箭的發(fā)射角度方面，須考慮向上分力及向前分力適中、各種外界因素的影響以及發(fā)射仰角。

（三)延伸制作

1.在熟悉了水火箭的基本制作后，可以嘗試制作大型及多級水火箭的制作。選用質(zhì)量較輕的金屬做成，提供氣壓由氣泵完成。2.多級火箭的制作，把幾個水火箭綁在一起，由一個進(jìn)氣孔提供氣壓.同時噴出水柱，提高水火箭的飛行能力。3.將其中一個寶特瓶分割成三部分；將瓶口及中段留下。4.將留下的瓶口及中段，分別套上另一寶特瓶的底部及瓶口，記的涂上黏著劑并用絕緣膠帶固定。5.利用厚透明膠片或珍珠版制作尾翼四片，并將其平均分配固定在火箭的后半部。6.套上火箭頭及噴嘴，準(zhǔn)備展翅高飛。7.在發(fā)射架上準(zhǔn)備發(fā)射。

八、活動感想

通過這次對水火箭制作以及DV拍攝，我們主要有以下幾點體會：

一是開闊了視野，增長了知識。了解了火箭發(fā)射的基本原理。

二是激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。通過拍攝水火箭的制作，我們學(xué)會了如何對資料進(jìn)行選擇，歸類，學(xué)會了有針對性的尋找解決問題的資料，很大程度上提高了同學(xué)們的科技素養(yǎng)和動手操作能力。

三是對所學(xué)知識得到綜合考察和應(yīng)用。在本片的制作和拍攝過程中，會出現(xiàn)信息技術(shù)、物理、電腦、軟件等多科知識，通過實踐，得到了一次綜合考查和鞏固。

中學(xué)生活潑好動，做事主要是憑興趣，因此必須通過活動來穩(wěn)固興趣，促使其轉(zhuǎn)化為動機(jī)，開展豐富多彩的活動，使學(xué)生開闊視野，從提高學(xué)生的科技意識入手，提升科技品味。