2.3《用沉的材料造船》教学设计

2.3.用沉的材料造船【教材简析】在前一课中，学生用浮的材料竹棒制作木筏，经历了设计-制作-测试-修正-再设计制作的过程。顺着“浮的材料可以造船”的思路，人类也在思考和探索“沉的材料可以造船吗？”再次引导学生经历：问题-设计-制作-测试-完善这一技术与工程的学习过程，感受科学与技术推动着人类文明的发展。在生活中，孩子们见得比较多的就是钢铁造的轮船，因此对于沉的材料能造船这一问题理解难度不大，学生能根据生活经验将油性橡皮泥和铝箔纸做成船型，让船浮在水面上。但是孩子们不会主动思考其中的原因，因此教科书中用文字介绍沉的材料做成船型可以增大浮力，还通过研讨环节“我们用了什么方法使橡皮泥和铝箔纸浮起来？”尝试引导孩子结合学习体验，初步感知浮力和继续追问浮力增大的缘由。聚焦板块通过回顾上节课用浮的材料竹棒造船，再列举生活中一系列浮的材料：橡皮、泡沫等等造成的船，顺势问出“沉的材料能造船吗”，随即用钢铁巨轮的图片给出肯定回答。然后再顺理成章聚焦问题：橡皮泥和铝箔纸能造船吗？探索部分，探索活动1设计制作橡皮泥船和铝箔纸船；探索活动2，测试测试橡皮泥船和铝箔纸船的载重量和稳定性；通过测试再进行总结修正。最后通过研讨，进一步追问：是如何让橡皮泥和铝箔纸浮起来的？让孩子们初步感知浮力，了解让沉的材料浮起来的关键所在。【学情分析】孩子们在前面两课的基础上对船的结构、材料、载重量等已经有了初步的认识，独木舟和竹筏的制作更是让孩子对于工程设计的全过程有一个初步了解，在经历了两次用浮的材料造船后再顺势完成用沉的材料造船，是非常符合思维生长规律的。【教学流程图】【教学目标】科学概念目标1.沉的材料可以造船。2.相同质量的橡皮泥，相同大小的铝箔，做成船的体积越大，受到的浮力越大，越容易浮在水面上。3、认识到船的稳定性与其机构有关4、了解到其他技术的发展推动了造船技术的发展。科学探究目标1.探索用橡皮泥和铝箔造船，不断改进船的形状来承载一定重量。2.经历设计-制作-测试-分析-改进-再设计的工程设计的典型过程。3.通过操作、阅读资料等形式来改进船的稳定性。科学态度目标体会到不断改进设计对结果的影响。从船的发展历程中，激发创造欲望。科学、技术、社会与环境目标感受科技和技术紧密相连，它们为人类的发展做出了重大贡献。【教学重难点】重点：橡皮泥船和铝箔纸船的设计制作难点：怎样增大橡皮泥船和铝箔纸船的载重量和稳定性【教学准备】教师：多媒体课件小组：水槽1个、油性橡皮泥、铝箔纸、垫圈实验记录单【教学过程】一、聚焦揭示课题（预设5分钟）1.回顾上两节课的独木舟和竹筏，明确浮的材料可以造船，同时列举生活中更多的用浮的材料造成的船。提出研究课题：用沉的材料可以造船吗？同时出示一张钢铁巨轮的照片，做出肯定回答2.引出本课探究课题：用橡皮泥和铝箔纸这两种沉的材料造船。（板书课题）探索（预设12分钟）1、用橡皮泥和铝箔纸两种沉的材料造船。师：工程师在完成一件新品之前会考虑什么。生：设计样式、做准备工作……师：先把小组的设计草图画出来，再根据草图来完成自己的橡皮泥小船和铝箔纸小船明确要求：画设计图展示交流各组的设计，进行简单论证改进设计方案按设计图纸来造船【设计意图】：让学生经历一个完整的：思考-画图纸-制作过程，同时提醒学生尽量按照设计图进行制作，遇到困难必须改变思路的，应该先修正设计图再进行制作，在这个过程中完成反思、积累经验。2、测试橡皮泥船和铝箔纸船（预设10分钟）（1）.播放测试指导视频，让孩子重温测试步骤（2）.用垫圈测试竹筏的载重量和检验稳定性。测试用的水槽尽量大一些“水浸湿螺母”即为测试结束【设计意图】：橡皮泥和铝箔纸这两种材料隐含着相互促进学习的结构关系，橡皮泥必须要做成铝箔遮阳薄的形状才能浮在水面上，而铝箔又是橡皮泥这种材料的发展。通过制作与测试，学生能切身体会到造船技术的进步和目前存在的不足，为下一节课的任务埋下伏笔。交流研讨（预设5分钟）1.第一个研讨问题“我们用了什么方法让橡皮泥和铝箔纸浮在水面上？”可以在学生制作后提出，让学生可以科学地描述造船的方法、船的形状、制作前后材料的形状、体积的对比。2.第二个研讨问题“为了让船型橡皮泥和铝箔纸更稳定地浮在水面上，我们又采取了什么方法？”这个问题提出后，可以出示渡船和双体帆船的图片，激发孩子思维活动，启发孩子思考问题的方向。【设计意图】：研讨的时机要根据学情来及时调整。渡船和双体帆船图片的出示引导孩子们思考：这样的结构对船的稳定性有什么作用。用一些底部宽度不同船只的正反事例让学生加深体会，感受船的稳定性的决定性因素。【板书设计】2.5《给船装上动力》教学设计【教材分析】本课是新教科版小学《科学》五年级下册第二单元《船的研究》的第五课。学生在前面的学习中，已经研究了通过改进船的材料和内外结构，来提高船的稳定性和承载量，体验了船的材料和结构发展史。本课围绕“如何让船动起来”这一主题开展项目探究，具体将从动力提供、方向控制等技术继续设计和制作。整个项目注重培养学生“动手做”解决问题的意识，与前面几课一起为第6课和第7课的学习做好铺垫。本课的设计思路:先从“人力无法满足大船航行所需要的动力”这个矛盾中引出项目主题——给船装上新动力;学生先给小船设计安装风帆、电动风轮、蒸汽装置等动力，让船行驶起来;接着，尝试给船装上船舵，控制小船的行驶方向;最后拓展到潜艇的介绍。为了让船行驶得更快更远更稳，学生先是装上风帆和电动风轮，但是发现自然风力不稳定、不易控制等问题，引出更持久、跟可控的蒸汽动力，装上动力后，自然还要解决保持和控制船只显示方向的问题，也就是装上船舵。本课意在引导学生完整地经历船的动力发展史，感受船动力技术的革新，体验给船装上动力的成功和乐趣。【学情分析】五年级的学生生活经验中，已经了解了不少船的动力装置，但是停留在观察，对于解释这些动力如何使船动起来的，以及其演变历史与科学技术发展的关系，还有一定困难。让学生亲历尝试制作风力驱动，蒸汽驱动和螺旋桨驱动，可以让学生在实践中，获得丰富的感性认识和动手能力。按照“产生问题——解决问题——改进方案——再发现问题——解决问题”的基本活动经验，让学生在做中学，做中悟，养成综合所学的各方面知识通过“动手做”解决问题的习惯，体验“做”的成功和乐趣，体会科学技术对个人生活和社会发展的影响。【教学目标】科学概念目标1.科学技术在改变着船的动力系统，推动着船的发展。2.船可以通过舵来控制行进的方向。科学探究目标1.能根据不同要求，给小船提供动力。2.通过实验能解释船行进方向与舵之间的关系。科学态度目标1.在认识船的动力发展史中，感受劳动人民的聪明才智。2.体验给船装上动力的成功和乐趣。科学、技术、社会与环境目标1.感受船的动力技术的革新对人类社会发展带来的深远变化和影响。2.了解人类的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。【教学重难点】重点：能根据不同要求，给小船提供动力，体会科学技术在改变着船的动力系统，推动着船的发展。难点：能根据不同要求，制作不同动力的小船，并通过实验能解释船行进方向与舵之间的关系。【材料准备】学生探究：船体模型、木棍、卡纸、电动机、电动机架，风叶，电池盒，蒸汽铝管，蜡烛，安全打火机教师准备：课件，视频，水池【教学流程图】【教学过程】一、导入（预设2分钟）1.提问：在前面，我们研究了船的发展历史，最早的船靠人力行驶，可是人们对船运输的需求越来越多，所以船建得越来越大，人力已经无法满足大船所需。还有哪些动力可以使大船航行？设计意图：在本章第一课，学生学了船的历史，也从动力的角度分析了摇橹木船和轮船，感受了传统船只与现代船只在技术上的变化和发展。而这个问题意在唤醒学生对船的动力的前认知，激发学生对“给船装上动力”的兴趣。二、探索（预设25分钟）1.提问：这节课，同学们就作为船舶动力工程师，要使这艘小船动起来，那你设计的动力装置是怎么样的？需要哪些材料？（教师把学生回答板书在黑板上）设计意图：充分发掘学生的想法，让学生运用生活材料和已有认知经验，尝试解决问题，更能激发学生的主观能动性。学生在四年级上册的《运动与力》单元，也设计制作了不同动力的小车，学生可能会迁移知识，尝试用类似方法，是小船动起来。2.任务一：设计制作风帆船（1）出示材料（船身、卡纸、棍子），小组讨论：利用现有材料，设计动力装置让小船自己行驶起来。（2）师生研讨，确定制作方法，播放微课指导。（3）小组合作，制作并调试，过程中将出现的问题，记录下来。（4）研讨：制作与调试过程中，你遇到什么问题？如何解决的？用风帆作为动力，有什么缺点吗？根据学生回答，板书：自然动力，不可持续，自然风不可控···设计意图：引导学生根据结构化的材料，设计制作风帆船，可以提高小组研讨效率，提高制作的可行性，控制任务难易程度。引导学生思考，用风帆作为动力，有什么缺点？从实际的问题和需求出发，来不断改进动力装置。任务二：设计制作风力船/蒸汽船。提问：如何解决自然风作为动力的风帆船，动力不可持续性的问题？了解蒸汽推进装置和蒸汽原理：加热蒸汽铝管的圆圈，管内的水受热膨胀，一头铝管会排水，另一头会吸水，这样水会在铝管内循环流动，在反冲力的作用下，小船就会前进。出示材料，学生选择一种动力装置，进行设计。小组分享交流，生生研讨，师生研讨。微课指导制作方法，学生小组合作，完成制作。提问：让船自己形式的“持续的动力”来源于？根据学生回答板书：可持续动力，来源于电能、来源于热能设计意图：蒸汽机，学生也许听过，蒸汽机如何推动船移动的原理较难理解，蒸汽机的结构特点，学生也非常陌生。所以有必要让学生对蒸汽机进行一定了解后，帮助学生适当理解蒸汽铝管的作用和使用方法，不对学生设计蒸汽推进装置有太高要求。任务三：让小船保持方向提问：制作和调试前面三种类型的船，你发现了什么问题？可以如何解决？如何控制船的方向？出示划龙舟图片，启发学生思考船尾的舵手作用。给船装上船舵，进行实验。师生研讨船舵的作用。播放船舵的介绍视频。设计意图：在前面的制作、调试中，学生会发现自制的船，放入水中后，行驶方向很难控制，为了解决这个问题，我们请来了“船舵”这位助手。关于船舵可以控制方向，部分同学有所了解，对其原理，在课堂上不易展开细讲，学生只需知道船舵功能和特点即可。三、总结延伸（预设5分钟）1．我们有哪些方法可以给船提供动力？过程中，遇到什么问题，如何解决的？为什么工程师不断设计、制作新的动力装置？设计意图：可以将研讨在探索中完成，引导学生对探索活动的总结与反思，帮助学生养成反思的习惯，并在交流中，让学生是能感受社会的需求对技术发展产生的影响。如何解决动力的持续供应问题？“持续的动力”来源于？设计意图：在四年级已经学习了能量的概念，学生在研讨动力持续性不同时，发现动力能持续是因为有其他能量