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眉县实验小学 时守虹
一、课程概述
小学1-2年级学生对高楼抗晃的原理充满好奇，“探秘阻尼器”项目以“让高楼更稳定”为真实任务，整合科学、技术、工程、数学多学科知识。从矿泉水瓶稳度测试到吸管大楼搭建，学生通过观察、实验、对比等方式，感知阻尼器的“稳楼”作用，理解重量与稳定性的关联，同时在小组合作中提升动手实践、问题解决和创新思维能力，体会工程技术在现实生活中的广泛应用。
二、课程目标
1.初步理解阻尼器的工作原理，知道重量和阻尼结构能增强物体稳定性，了解高楼高度与晃动幅度的关系。
2.通过动手实验、搭建模型、对比测试等活动，掌握科学探究的基本方法，能完成简单的实验记录与分析。
3.培养观察能力、合作交流能力和创新实践能力，激发对建筑工程和STEM领域的探索兴趣，体会科学知识解决实际问题的价值。
三、课程实施
(一)面对问题
如何设计“阻尼装置”，让高楼在大风或地震等情况下更稳定?
(二)分解问题
发现问题：让高楼变稳可能需要解决哪些问题?
梳理问题：物体稳定性与什么有关?阻尼器的结构有什么特点?不同高度的高楼，阻尼器的效果是否一样?
1.教师点拨：从简单物体入手，探索“重量对稳定性的影响”，再通过添加“阻尼结构”，观察其对减弱晃动的作用，逐步推导阻尼器的工作原理。
2.基础实验探究：分组完成“矿泉水瓶稳度大比拼”，先对比空瓶与装满水瓶的稳定性，再测试添加悬挂电池(简易阻尼器)后的效果，记录实验现象并交流发现。
3.资料辅助了解：通过图片、短视频展示真实高楼的阻尼器(如上海中心大厦阻尼器)，让学生直观认识阻尼器的实际应用形态。
空水瓶与增加重物的水瓶进行实验
添加阻尼器与没有阻尼器只有重量的水瓶进行对比实验
(三)方案设计
1.信息整理：汇总基础实验结论，明确“重量能增强稳定性”“阻尼结构可快速减弱晃动”等关键信息。
2.模型设计：规划“吸管大楼”的搭建方案，包括无阻尼大楼和有阻尼大楼的结构、材料使用(吸管数量、棉线长度、沙袋重量)等。
3.实验规划：设计对比测试流程，确定“相同力度晃动底座”“统一记录晃动幅度和停止时间”等公平实验规则。
(四)动手实践
1.搭建基础模型：分组完成“无阻尼大楼”和“有阻尼大楼”的搭建，确保结构符合要求。
2.对比测试：按照规划的实验规则，分别测试两座大楼的稳定性，认真记录实验数据和现象。
(有阻尼和无阻尼两座大楼稳定性实验)
3.进阶挑战：分组搭建矮、高两种不同高度的“阻尼大楼”，保持阻尼器结构一致，进行稳定性测试并记录结果。
(两种不同高度有阻尼大楼的稳定性实验)
(五)修正改进
通过对比实验发现：即使加装阻尼器，高楼的晃动幅度仍大于矮楼。小组讨论后提出改进方向，进一步增强高楼的稳定性。
本次STEM实践活动，学生通过动手实验、合作探究，不仅了解了阻尼器的工作原理和物体稳定性的影响因素，还掌握了科学探究的基本方法。在活动中，大家积极思考、大胆尝试，提升了动手能力和问题解决能力，同时感受到了工程技术的魅力，激发了探索科学奥秘的兴趣。
四、应用迁移
根据本次的学习活动，若让你搭建一个稳定的风力发电机模型，你会如何设计阻尼装置?可参考这样的思路：用吸管/雪糕棒搭建发电机支架，顶部加装硬卡纸制作的简易“扇叶”，底部安装阻尼装置(悬挂沙袋或粘贴配重块)，之后用吹风机模拟不同风力，测试模型的稳定性。你能进一步思考阻尼器的重量、悬挂位置如何调整，才能让发电机在强风下更稳吗?
