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建議教學活動
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校內活動指引

在學校推行水火箭學習活動(由科技教育組提供)


  1. 課堂教學及教師參考
  2. 水火箭的原理及製作
  3. 水火箭比賽規則
  4. 降落傘原理及製作
  5. 降落傘比賽規則

水火箭本身是一塑料(PET)飲料瓶,加上裝飾如彈頭、尾翼等而製成的模型火箭。我們以空氣壓力及水作為動力,透過打氣筒打入的高壓氣體,將內部的水快速噴出產生動力(利用牛頓第三定律「作用力與反作用力」的原理)而令模型火箭升空。由於發射時噴出水柱,有別於噴火的火箭,故名「水火箭」。水火箭製作和升空,結合了環保、科技和科學探究的概念,是目前學界中經常舉辦的學生活動之一。

透過水火箭比賽,學生可以從實踐中學習、探索有關科學和科技理論,並藉分組活動培養協作、溝通和解難等各方面的能力。

教師可先介紹火箭的歷史、演進及飛行的相關原理以激發學習興趣,並詳細解釋水火箭的推進原理。教師亦可鼓勵學生到相關的網址閱讀製作水火箭的資料。

教學活動的主要目標

1. 在操作和遊戲中,激發學生對科學與科技的興趣,提高學生的想像力、思考力及創造力。

2. 培養學生回收再利用資源的觀念及習慣。

3. 促進團隊協作,共同設計方案解決問題。

【一】課堂教學及教師參考

整個教學設計包括觀看短片、閱讀資料、製作水火箭和降落傘等多元化的活動。透過不同的學習經驗培養學生科學探究、傳意、推理、構思、判斷等技能。在進行活動前,教師可先讓學生觀看有關太空探索的短片,讓學生對火箭升空的各個階段和條件有初步瞭解,並概括認識太空船重返地球時可能遇到的一系列問題和前人的解決方法。

升空階段

教師可先介紹水火箭的不同種類和結構,因應學生的能力從簡單的設計開始。簡單的水火箭可由火箭頭、動力艙、發射艙、尾翼組成。適當地調節動力艙內所裝的水和空氣的比例,就能令水火箭飛得很高很遠。學生可以先利用現成的水火箭進行實驗,以驗證水火箭的原理和比較設計的性能。

返回階段

教師可先運用插圖或短片,引導學生提出在太空探索中,保護太空船返航而避免燒毀的方法。除了以耐高溫物料製做返回艙,科學家還會利用降落傘減緩返回艙降落地球表面的速度,以減少摩擦力所產生的熱量。教師可隨即提出讓學生自行製作降落傘的活動,並以小組為單位進行一場降落傘比賽。

確定目標後,學生可一同探討可行的設計、影響火箭和降落傘性能的相關因素、比賽原則等。教師更可因應學生的能力和興趣,在教學和比賽中加入較複雜的技術要求,如加入分段式火箭和發條式降落傘的發射鈕等裝置。

1. 水火箭教學原理、能力指標及製作簡報-李肇魁

http://192.192.169.112/93/1170639/水火箭.files/slide0001.htm

2. 《制作簡易水火箭》教學設計-倪侶佳

http://eblog.cersp.com/userlog/10125/archives/2007/410135.shtml

3. 水火箭探討與製作報告-看誰飛得遠∼水火箭探討與製作

http://163.32.84.102/khedu/class/a1/126/g606d.htm

4. 水火箭活動設計-香港教育城

http://cd1.edb.hkedcity.net/cd/science/lof_c/c_rocket.htm

5. 學生探討水火箭報告-中學生網站

http://www.shs.edu.tw/works/essay/2005/10/2005102822412063.pdf

6. 初中科學探究活動的設計與推行模式-香港教育學院

http://www.ied.edu.hk/apfslt/v6_issue1/chengtsoi/index.htm#contents

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【二】水火箭的原理及製作

水火箭是以水和空氣的壓力推進的模型火箭。根據牛頓運動定律,首先得在其內部注入適量的水並用氣泵將水火箭內的空氣加壓。當發射時,水會向外噴出,並產生大小同等、方向相反的反作用力,從而推動水火箭向上升。

有關水火箭的原理及製作,可參考以下網站:

1. 水火箭的簡介-維基百科(英語版)

http://en.wikipedia.org/wiki/Water_rocket

2. 水火箭原理及起源孩子王的寶特瓶世界

http://www.sonking.com.tw/principle.html

水火箭的製作方法 (附圖解)

3. 水火箭的製作方式-水火箭完全攻略網

http://homepage19.seed.net.tw/web@5/aro/m2.htm

4. 水火箭的製作方式-科學谷

http://hk.geocities.com/science_valley/play1c.htm

5. 水火箭製作的原理、材料及流程-WGD教學網

http://163.17.215.200/~wgd/waterrocket/waterrocket.htm

其他相關的參考資料:

6. 水動力火箭製作-ceasting

http://140.128.56.123/travel/WaterRocket.htm

7. 水火箭製作照片紀錄-孩子王的寶特瓶世界

http://www.sonking.com.tw/diy2-1.html

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【三】水火箭比賽規則

有關組織水火箭大賽的詳細資料,包括水火箭的原理、所涉及的科學理論、水火箭規格、製造過程、所需工具、比賽章則、安全守則和常見問題等,可參閱香港教育城內的有關網址 (內附製作流程的投影片及教材下載):

1. 水動火箭大賽2002前香港教育署主辦

http://ed-contest.hkedcity.net/

2. 水火箭製作-香港教育城物理廊

http://www.hkedcity.net/iworld/feature/view.phtml?iworld_id=38&category=&feature_id=39

3.製作水火箭的教學資料 (內含教學目標、技能要點分析、設計技術、發射技術、教學過程及建議)

http://eblog.cersp.com/UploadFiles/2006-10/1013629098.doc

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【四】降落傘原理及製作

學生在設計降落傘時應先明白影響下墮物(如返回艙)降落速度的外在因素,包括返回艙的重量、空氣阻力、風力和摩擦力等問題。當然,降落傘的張開時間、釋放裝置、傘的大小和排氣方式亦是影響返回艙降落速度的重要因素。學生在設計自己的降落傘時,可先參考以下資料:

降落傘的工作原理:

1. 降落傘物理-降傘的設計及原理-西貢坑口區鄭植之中學物理網

http://www.cccss.edu.hk/physics/resources/Parachute/parachute1c.htm

降落傘的製作:

2. 水火箭及降落傘製作-捷克火箭工作室

http://www.jackrocket.com/jackrocket/make/3/p03_1.php?PHPSESSID=7bd34fca61ae7a39dc0ad2426d0f099e

3. 發條式降落傘釋放裝置說明-沒有刷子的天地

http://www.bldc.tw/page41.htm

4. 降落傘製作過程西貢坑口區鄭植之中學物理網

http://www.cccss.edu.hk/physics/resources/Parachute/parachute1d.htm

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【五】降落傘比賽規則

有關組織降落傘比賽的詳細資料,包括降落傘的原理、所涉及的科學理論、降落傘規格、製造過程、所需工具、比賽章則、安全守則和常見問題等,可參閱新界西貢坑口區鄭植之中學及香港教育城內有關的網址(內附製作流程的投影片及教材下載):

1. 比賽規則西貢坑口區鄭植之中學物理網

http://www.cccss.edu.hk/physics/resources/Parachute/parachute.htm

2. 設計降落傘活動順利天主教中學

http://cd1.edb.hkedcity.net/cd/science/lof_c/c_ex3.htm

3. 降落傘與水火箭基督教香港信義會心誠中學

http://cd1.edb.hkedcity.net/cd/science/lof_c/c_ex3.htm#ex3

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2008 © | 最後更新日期: 26.09.2008