活动二：神奇的风帆（教学设计）-2023-2024学年五年级下册综合实践活动沪科黔科版

活动二：神奇的风帆（教学设计）-2023-2024学年五年级下册综合实践活动沪科黔科版主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：活动二：神奇的风帆

2.教学年级和班级：五年级下册综合实践活动

3.授课时间：2023年10月25日星期三2课时

4.教学时数：2课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的创新精神、实践能力和团队合作意识。通过设计风帆模型，学生将学习到基本的物理原理，锻炼动手操作能力，同时培养对科学探究的兴趣和解决问题的能力。此外，通过小组合作，学生将学会沟通协作，提高团队协作能力。教学难点与重点1.教学重点

-重点一：理解风帆的工作原理。学生需要理解风帆如何通过风的动力产生推力，以及如何调整帆的角度来改变推力的大小。

-重点二：设计并制作风帆模型。学生需要学会如何设计一个简单的风帆模型，包括选择合适的材料，制作帆和支架，并确保模型能够稳定地航行。

-重点三：实验操作技能。学生需要掌握如何进行风帆模型的实验，包括如何放置模型，如何控制风向和风速，以及如何观察和记录实验结果。

2.教学难点

-难点一：风帆角度与推力的关系。学生可能难以直观理解风帆角度对推力的影响，需要通过多次实验和讨论来加深理解。

-难点二：模型制作的精确度。在制作风帆模型时，学生可能难以确保所有部件的精确度和对称性，这会影响模型的性能。

-难点三：实验数据的分析。学生在实验后需要对数据进行分析，这需要学生具备一定的数据处理能力和科学思维。例如，如何从实验数据中识别出风帆角度与推力之间的函数关系。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：每位学生准备五年级下册综合实践活动教材《神奇的风帆》。

2.辅助材料：收集与风帆设计相关的图片、图表，以及演示风帆工作原理的简短视频。

3.实验器材：准备竹片、纸张、剪刀、胶带等制作风帆模型的材料，以及一个风力模拟装置用于实验。

4.教室布置：设置实验操作台，安排小组讨论区，确保学生能够安全、舒适地进行实验和讨论。教学过程1.导入新课

-教师活动：播放一段关于风能利用的短视频，激发学生的兴趣，引出今天的课题——《神奇的风帆》。

-学生活动：观看视频，思考风能的应用及其原理。

2.知识探究

-教师活动：提出问题：“风帆是如何工作的？为什么风能推动帆船？”

-学生活动：分组讨论，根据已有知识，尝试回答问题。

3.实验准备

-教师活动：介绍风帆模型制作所需材料和方法，分发材料，指导学生分组进行准备。

-学生活动：分组讨论，确定分工，开始制作风帆模型。

4.实验操作

-教师活动：演示风帆模型的实验操作，强调注意事项，如控制风速、观察帆角等。

-学生活动：按照教师演示的步骤，进行风帆模型的实验操作。

5.数据收集与分析

-教师活动：引导学生记录实验数据，包括风帆角度、风速、推力大小等。

-学生活动：分组记录实验数据，进行初步分析，探讨数据之间的关系。

6.结果分享与讨论

-教师活动：邀请各小组分享实验结果，组织学生进行讨论，分析影响风帆推力的因素。

-学生活动：汇报实验结果，提出自己的观点，与其他小组进行交流。

7.科学思维培养

-教师活动：引导学生运用科学思维，分析实验结果，提出改进方案。

-学生活动：运用科学思维，对实验结果进行反思，提出优化风帆设计的建议。

8.总结提升

-教师活动：回顾本节课所学内容，强调风帆工作原理及影响因素。

-学生活动：总结本节课所学知识，巩固对风帆的理解。

9.作业布置

-教师活动：布置课后作业，要求学生根据本节课所学知识，设计一个更加高效的帆船模型。

-学生活动：认真思考，设计出具有创新性的帆船模型。

10.课堂小结

-教师活动：对本节课的教学内容进行总结，强调重点和难点。

-学生活动：回顾本节课所学，巩固知识。

在教学过程中，教师应密切关注学生的参与程度，鼓励学生积极发言，引导学生思考。同时，针对学生的不同需求，给予个别指导，确保每位学生都能掌握本节课的知识点。以下为具体教学步骤：

1.导入新课（10分钟）

-播放风能利用短视频，激发学生兴趣。

-提出问题，引出课题。

2.知识探究（15分钟）

-学生分组讨论，回答问题。

-教师参与讨论，解答疑问。

3.实验准备（10分钟）

-介绍材料和方法，分发材料。

-学生分组讨论，确定分工。

4.实验操作（20分钟）

-演示实验操作，强调注意事项。

-学生进行实验操作。

5.数据收集与分析（20分钟）

-引导学生记录数据，进行初步分析。

-学生分组讨论，探讨数据关系。

6.结果分享与讨论（20分钟）

-学生分享实验结果，进行讨论。

-教师组织讨论，分析影响因素。

7.科学思维培养（10分钟）

-引导学生运用科学思维，分析实验结果。

-学生提出优化方案。

8.总结提升（10分钟）

-回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

-学生总结知识。

9.作业布置（5分钟）

-布置课后作业，要求学生设计帆船模型。

-学生思考，设计模型。

10.课堂小结（5分钟）

-教师总结本节课所学知识。

-学生回顾，巩固知识。学生学习效果学生学习效果

在本节课的学习后，学生们在以下几个方面取得了显著的效果：

1.知识掌握：

-学生们能够理解风帆的工作原理，包括风力对帆面的作用、帆面角度与风速之间的关系。

-学生们学会了如何设计并制作一个简单的风帆模型，掌握了基本的物理原理在实际中的应用。

-学生们能够通过实验操作，收集并分析数据，理解了实验数据在科学探究中的重要性。

2.技能提升：

-学生们的动手操作能力得到了显著提升，他们在制作风帆模型的过程中，学会了如何使用剪刀、胶带等工具。

-学生们的观察能力得到增强，他们在观察风帆模型在风中的表现时，能够注意到不同的细节，如帆面的波动、风力的强弱等。

-学生们的实验技能得到锻炼，他们学会了如何设置实验条件、记录数据、分析结果，并能够根据实验结果提出改进建议。

3.思维发展：

-学生们的科学思维能力得到了发展，他们能够运用科学的方法来解决问题，如通过实验验证假设、分析变量对结果的影响等。

-学生们的创新思维得到了激发，他们在设计风帆模型时，能够提出不同的设计方案，并尝试改进以优化模型性能。

-学生们的批判性思维能力得到提升，他们在讨论实验结果时，能够提出合理的质疑，并对不同的观点进行分析和比较。

4.团队合作：

-学生们在小组合作中学会了如何分工合作，共同完成任务。

-学生们的沟通能力得到提高，他们在讨论和分享时，能够清晰地表达自己的想法，并倾听他人的意见。

-学生们的协调能力得到锻炼，他们在小组合作中学会了如何协调不同的观点和需求，以达到共同的目标。

5.兴趣培养：

-学生们对科学探究的兴趣得到培养，他们通过亲自动手实验，对科学知识产生了更深的兴趣。

-学生们对物理学的应用有了更直观的认识，他们意识到科学知识可以在实际生活中发挥作用。

-学生们的学习动机得到增强，他们对未来的科学探索充满期待。典型例题讲解1.例题一：

风帆模型在风速为10米/秒的情况下，帆面与水平面的夹角为30度，风帆的面积为1平方米。求此时风帆所受的推力。

-解答步骤：

1.首先，计算风速在帆面上的有效风速，即风速乘以sin(帆面与水平面的夹角)。

有效风速=10米/秒*sin(30度)=10米/秒*0.5=5米/秒。

2.然后，计算风帆所受的推力，推力等于有效风速乘以风帆面积。

推力=有效风速*风帆面积=5米/秒*1平方米=5牛。

-答案：风帆所受的推力为5牛。

2.例题二：

设计一个风帆模型，使其在风速为15米/秒的条件下，能够达到的最大推力为50牛。已知风帆面积为0.5平方米，求帆面与水平面的夹角。

-解答步骤：

1.首先，根据推力公式推力=有效风速*风帆面积，计算有效风速。

有效风速=推力/风帆面积=50牛/0.5平方米=100米/秒。

2.然后，计算帆面与水平面的夹角。

夹角=arcsin(有效风速/风速)=arcsin(100米/秒/15米/秒)。

夹角≈arcsin(6.67)。

-答案：帆面与水平面的夹角约为86.4度。

3.例题三：

一个风帆模型的帆面积为2平方米，当风速为8米/秒时，帆面与水平面的夹角为45度。若要使风帆模型所受的推力增加一倍，应将帆面与水平面的夹角调整为多少？

-解答步骤：

1.原始推力=风速*风帆面积*sin(45度)。

2.新推力=2*原始推力。

3.新夹角=arcsin(新推力/(风速*风帆面积))。

新夹角≈arcsin(2*风速*风帆面积*sin(45度)/(风速*风帆面积))。

新夹角≈arcsin(2*sin(45度))。

新夹角≈arcsin(1.414)。

-答案：帆面与水平面的夹角应调整为约48.6度。

4.例题四：

设计一个风帆模型，在风速为12米/秒的条件下，帆面与水平面的夹角为60度时，风帆的面积为多少平方米才能产生50牛的推力？

-解答步骤：

1.推力=风速*风帆面积*sin(60度)。

2.风帆面积=推力/(风速*sin(60度))。

风帆面积=50牛/(12米/秒*sin(60度))。

风帆面积≈50牛/(12米/秒*0.866)。

风帆面积≈50牛/10.392。

-答案：风帆的面积约为4.78平方米。

5.例题五：

一个风帆模型在风速为20米/秒的条件下，帆面与水平面的夹角为30度。若要使风帆模型所受的推力增加50%，帆面与水平面的夹角应调整为多少？

-解答步骤：

1.原始推力=风速*风帆面积*sin(30度)。

2.新推力=1.5*原始推力。

3.新夹角=arcsin(新推力/(风速*风帆面积))。

新夹角≈arcsin(1.5*sin(30度)/sin(30度))。

新夹角≈arcsin(1.5)。

-答案：帆面与水平面的夹角应调整为约56.3度。板书设计①知识点：

-风帆工作原理

-有效风速计算

-推力公式：推力=风速*风帆面积*sin(帆面与水平面的夹角)

-帆面与水平面的夹角对推力的影响

②关键词：

-风帆

-风速

-风帆面积

-帆面与水平面的夹角

-推力

-有效风速

③重点句子：

-“风帆通过风的动力产生推力，推力的大小与风速、风帆面积和帆面与水平面的夹角有关。”

-“有效风速是指风速在帆面上的实际作用速度，计算公式为：有效风速=风速*sin(帆面与水平面的夹角)。”

-“推力公式为：推力=风速*风帆面积*sin(帆面与水平面的夹角)。”

-“帆面与水平面的夹角越大，推力越大，但过大的夹角可能导致帆面无法充分利用风力。”

-“在设计风帆模型时，需要考虑风速、风帆面积和帆面与水平面的夹角，以达到最佳推力效果。”反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践操作体验：本节课注重学生的实践操作，通过动手制作风帆模型，让学生亲身体验风能的利用，这种实践体验的教学方式能够有效提高学生的学习兴趣和动手能力。

2.小组合作学习：采用小组合作学习的方式，让学生在团队中共同解决问题，培养他们的团队合作精神和沟通能力，同时也让他们学会倾听和尊重他人的意见。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学深度不足：在讲解风帆工作原理时，可能过于简单，未能深入到物理学的相关知识，导致学生对风帆工作的理解不够深入。

2.学生个体差异处理：由于学生的知识基础和动手能力存在差异，有些学生可能无法跟上教学进度，或者在做实验时遇到困难，需要教师给予更多的个别指导。

3.实验器材使用：部分学生可能在实验器材的使用上不够熟练，导致实验结果不准确，需要加强实验器材使用的指导和培训。

反思改进措施（三）

1.深化教学内容：在讲解风帆工作原理时，可以适当增加一些物理学的知识点，如流体力学的基本原理，让学生对风帆工作的科学原理有更深入的理解。

2.个性化教学：针对学生的个体差异，可以设计分层教学方案，对于基础较差的学生，提供额外的辅导