科学发明和小制作(初中物理100个小制作)
前几天用一个简单的塑料瓶做了一个水火箭，发射了L 空的视频画面 。如何用塑料瓶制作二级水火箭？这枚火箭背后隐藏着怎样的科技教育理念？
“三、二、一！”随着全校400多名师生的合唱倒计时，三枚水火箭同时发射，在天空中划出一道美丽的弧线空 。
▲蓝润天使外国语实验学校水火箭比赛
这是浙江安吉蓝润天使外国语实验学校水火箭比赛的精彩一幕 。其中有一位理科老师在发射员和学生之间不断检查指导，保证比赛顺利进行 。
这位老师是王银，一位最近很受欢迎的科学老师 。目前在教一年级到四年级的科学课，同时也是四年级的班主任 。
火星探测器一号着陆当天，他在自己的视频号“王”上发布了一个用塑料瓶做的水火箭发射空的视频 。短短半天播放量突破1300万，被人民日报、央视新闻等媒体转载 。
视频中的火箭可以实现两级分离，每一级都可以自动打开降落伞让箭体安全着陆 。别出心裁的设计引起了在场学生的欢呼，也引起了评论区众多网友的共鸣 。
如何用塑料瓶制作二级水火箭？这枚火箭背后隐藏着怎样的科技教育理念？近日，北京科技报采访人员专程来到浙江安吉蓝润天使外国语实验学校，为您揭秘网络名人的“水火箭” 。
▲王银在学校的木工房 。
01
二级降落伞水火箭背后的“奥秘”
学校的木工房里，各种材料和工具摆放整齐，工艺感和仪式感迎面而来 。这里就是视频中网络名人水火箭“天使二号”诞生的地方 。在谈到设计这个水火箭的灵感时，王银说，一切都来自于校本课程的主题实践课 。本课程每学期都有一个主题，全校围绕主题进行跨学科、跨年级的综合学习 。
“这学期正好赶上我国火星探测器一号发射，所以学校制定了‘太空探测与人类文明’的主题，设置了‘火星生存’、‘火箭运输’等科学课题 。根据这个主题，我决定在科学手工课上开设一门水火箭课程，并设定了带领学生制作两级分离式水火箭的目标 。”王银说 。
与单级水火箭相比，制造两级分离式水火箭的难点主要有两个:一是实现两级的自动分离，二是两级火箭的自动开启 。
为了分离两级火箭，王银通过一段软管、一段硬管和一个单向阀制成了一个特殊的分离器 。两级火箭密封对接时，通过两根管道和单向阀向两级火箭供气 。火箭发射前，软管受到高压，里面的硬管紧紧“托住”，强大的摩擦力使一级和二级箭结合在一起 。随着火箭上升空，一级箭内的压力会随着水的不断泄漏而降低 。软硬管之间的摩擦力不足以束缚住上面的二级箭，二级箭会在后坐力的作用下与一级箭分离 。
▲两级分离水火箭的分离器
“之所以选择做两级分离的水火箭，是为了更模拟真实的火箭发射；另一方面，火箭分离后，二级火箭会因为重量减轻而以更大的速度前进，学生在观察后会对相关科学原理有更深刻的理解 。”王银说 。
第二级火箭的自动开伞是另一个难题 。要抓住打开降落伞的机会，不能太早，也不能太晚 。在尝试了多种不同方式后，王银最终采用了最稳定的“侧开伞”方案，通过玩具上的延时发条控制伞舱打开，使得视频中的二级火箭能够打开伞 。
▲二级火箭开伞延时工具(左)的原理和玩具上的延时弹簧(右)类似 。
▲二级火箭采用侧开伞设计 。
王银表示，视频中看到的水火箭并不是“完整版”，未来还会有更多改进 。“我们会根据不同的需求定制不同版本的水火箭 。比如为了让它飞得更远，可以改进导轨和尾翼的设计；为了让火箭垂直着陆，我们将研制多伞火箭 。先打开导向伞初步降低下降速度，再从顶部打开大伞，这样会使着陆位置更加准确，使垂直着陆成为可能 。”
02
锻炼能力
让孩子展现不一样的自己 。
据王银介绍，自己牵头的理科手工课是本学期开设的，目前还在摸索完善中 。由于相关的系统课程很少，他收集了国内外的相关经验，结合自己做手工的学习经验，一步步设计出一套校本课程内容 。从最基本工具的使用，直到做出一些相对复杂的小设计、小发明，都可以锻炼学生的综合能力 。
▲王银指导的学生制作的手工车
谈及开设科学手工艺课程的原因，王银坦言，他在教学中发现不同学生对不同类型信息的接受能力有很大差异 。有些学生对阅读、听课等方式不够敏感，缺乏学习效率，但往往动手实践能力很强，从小到大都能举一反三 。科学手工课程的设置，为这些学生提供了一个差异化的学习平台 。
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