八年级上册语文复习提纲-郭守敬

保护鸡蛋——STEM课程之工程设计中
的冗余与容错
李佩宁
工程 学中，冗余是指额外设计或复制关键的部件或者系统的主要
功能，意图提高系统的可靠性。而容错是指系 统的部分组件在出现问
题的时候，整个系统仍然能够正常运行。因此冗余和容错在工程设计
中十 分重要。
一、课程重点
本课旨在通过让学生设计保护高空坠落的鸡蛋，来体会工程设计中冗余思维与容错思维，进而让学生学会全面思考与细心做事。
【涉及领域】、语文、生物、物理、工程
【建议年级】小学高年级
【建议时间】135分钟
【材料】两个生鸡蛋；细绳；10支吸管；5张厚纸巾或报纸；黏< br>土或橡皮泥；保鲜膜；5双筷子；中号塑料袋；10根橡皮筋；1张泡
泡纸；胶带；剪刀
二、课程任务
通过多媒体手段，学生对生活中各类高空坠落（如高空抛物、降
落伞、 飞船回收等）现象进行回顾，思考高空坠落会带来哪些损害以
及现实生活中如何防止损害的发生。在此基 础上，对于高空掉落的鸡
蛋，学生展开想象，通过小组合作，设计缓冲方式与结构，以保证鸡
蛋 完好。
三、课程步骤
1．导入（15分钟）
播放多段关于高空坠物的视频，要求学生思考如下问题：
(1)高空坠落会带来哪些损害？
(2)-公斤水从万米高空洒下，会伤人么？
(3)-只老鹰、一只兔子和一只蚂蚁从高空坠落，分别会发生什么？
(4)视频中提到哪些减缓坠落的方法？
(5)请用你自己的话说明这些减缓坠落的方法分别是什么原理。
(6)试想你从100米高空跳到水里．假设水足够深，你会受伤吗？
通过思考以上问题，学生会在脑海中对如何保护高空坠物进行建
构。

2．宣布任务一及评价量规（10分钟）
【宣布任务】制作一个地面缓冲装置 ，使鸡蛋从1.5米高处落下
不会碎。学生先进行方案的设计，凭设计方案领取制作材料。宣布任
务后展示评价量规（见表1）。
3．任务一的执行（20分钟）
正式执行制作任务，要求学生思考以下问题：
(1)缓冲装置软一点好还是硬一点好，你认为缓冲到什么程度是适
合的？
(2)如果你的缓冲装置做成了“蹦床”，会有哪些问题出现？如何来
避免？
(3)如果你的缓冲装置中间凸，四周凹，会有哪些问题出现？
(4)鸟类是怎么解决高处巢穴问题的？
各组学生制作好以后示意教师，各组依次使用鸡蛋进行三次实
验，并记录实验结果。
4．任务一的展示、测验及反思（20分钟）
各组学生都做好后，开始展示和测验，之后由， 汇总在实验中发
现的问题。教师要让学生充分发言，提出问题并相互讨论得出解决方
案。学生们 汇总的问题预计包含如下内容：
(1)鸡蛋从缓冲装置中掉下来损坏；
(2)缓冲装置很软，结果鸡蛋还是损坏了；
(3)缓冲装置太小，鸡蛋没有落到指定位置，而是落在了地上：
(4)鸡蛋没有掉到缓冲装置的中心，而是掉偏了，影响了结果。
上述问题都是系统设计的冗余和容错不够，因此学生们要深入思
考如何改进自己的设计方案。
【拓展问题】引导学生讨论：鸡蛋在落地的时候受到了哪几方面
的冲击力？针对这些冲击力怎么 制作保护装置？
5．宣布任务二及评价量规（10分钟）
【宣布任务】完善鸡蛋保护装置的 设计方案，改进地面缓冲装置
的设计方案，使鸡蛋从3米高处落下不会碎。各小组先形成详细的装
置设计图，经由教师检查后领取制作材料。宣布任务后展示评价量规
（见表2）。
6．任务二的执行（20分钟）
正式执行制作任务，要求学生思考以下问题：
(1)鸡蛋上可以使用哪些缓冲手段？
(2)组内分工制作好，还是一起完成好？