1.6《设计指南针》教学设计-2025-2026学年科学三年级下册教科版

《设计指南针》教学设计

（教科版2025新版小学科学三年级下册 第一单元 第六课时）

一、教材分析

本课是教科版2025新版小学科学三年级下册第一单元《辨别方向》的第六课，也是一次集大成的工程实践课《设计指南针》。教材以“郑和下西洋”这一伟大航海壮举为历史背景，揭示了指南针在古代导航中的决定性作用。本课将学生的学习视角从“认识原理”和“制作部件”，提升到“设计完整产品”的系统工程层面。通过“明确任务—制订方案—评估改进”这一完整的工程设计流程，引导学生综合运用本单元所学的关于方向、磁铁、磁化等所有知识，并融合材料学、美学和成本意识，亲手设计一个属于自己的指南针方案。这不仅是科学知识的应用与升华，更是对学生问题解决能力、创新思维和系统规划能力的全面培养。

二、学情分析

学生通过本单元前五课的循序渐进学习，已经储备了设计指南针所需的核心知识与技能：掌握了多种辨别方向的方法；理解了磁铁能指示南北的原理及地磁场概念；亲手制作并测试了小磁针；了解了磁化技术。学生对动手制作充满热情，对“像工程师一样设计产品”抱有强烈的好奇心。三年级学生具备初步的绘图表达和小组讨论能力，但独立完成一个完整的设计方案，包括考虑材料、结构、美观、成本等多重因素，对他们来说是新的挑战。他们需要教师提供清晰的设计流程支架和评价标准引导，将零散的想法系统化、具体化。

三、教学目标

（一）科学观念

知道一个完整的指南针需要包含磁针、使磁针自由旋转的装置、方向刻度盘等基本结构。

理解好的指南针设计需要兼顾指向准确性、使用便捷性、结构稳定性和外观美观性。

（二）科学思维

能基于已有知识和生活经验，参与制定评价指南针设计方案的多维标准。

能运用系统思维，综合考虑材料、结构、功能、成本等因素，设计出一个可行的指南针方案，并能用图文结合的方式表达。

能根据评价标准，对自己和他人的设计方案进行初步评估，并提出改进建议。

（三）探究实践

能与小组成员合作，经历“明确标准—构思方案—绘制草图—评估改进”的完整设计过程。

能清晰地向他人介绍自己小组的设计思路、创新点和预期效果。

能根据设计方案，有目的地搜集和准备制作材料。

（四）态度责任

感受我国古代航海科技的辉煌成就（郑和下西洋），体会科学工具对人类探索世界的重要推动作用。

在工程设计活动中体验团队合作、倾听他人意见、不断完善方案的工程实践精神。

初步建立“设计需兼顾性能、成本与美观”的产品意识，以及利用身边易得材料进行创新的环保与节俭观念。

四、教学重难点

教学重点：小组合作，制订一份图文结合、考虑周全的指南针设计方案。

教学难点：将科学原理（磁针自由旋转）转化为具体的、可行的结构设计；学会从多维度（准确、灵敏、简便、美观、成本）评估和改进设计方案。

五、教学准备

教师材料：

多媒体课件（含郑和船队航海视频/图片、各种现代与古代指南针实物图片、工程设计流程简图、优秀设计案例）。

实物投影仪。

各类指南针实物（罗盘、手机电子罗盘等）。

示范用设计草图海报。

学生材料（每组）：

大白纸或A3卡纸（用于绘制设计方案海报）。

彩笔、铅笔、尺子。

《班级记录单》（用于记录设计方案要点）。

“我的材料清单”便签纸。

环境准备：教室布置成“设计工作室”氛围，可张贴“头脑风暴”、“精益求精”等标语。

六、教学过程

（一）聚焦：从伟大航程到我的创造（5分钟）

历史震撼导入：

播放郑和庞大船队在大海上航行的视频或展示宏伟图片。

提问：“在茫茫大海上，没有现代GPS，船队依靠什么来辨别方向，确保不会迷失？”（学生齐答：指南针）。

教师强调：“是的，指南针是当时最关键的导航仪器，是我们中国人的伟大发明，它连接了中国与世界。”

发布核心挑战任务：

教师出示一个现代简易指南针，拆解其基本结构：磁针、旋转轴、刻度盘、外壳。

提出挑战：“我们已经自己制作了能指南北的磁针。现在，我们要像真正的产品设计师一样，利用身边的材料，设计一个小巧且指向准确的指南针。 你们有信心接受这个挑战吗？”

揭示课题：《设计指南针》。

（二）探索：化身指南针设计师（25分钟）

探索活动一：头脑风暴——好指南针的标准是什么？

小组讨论：课件出示问题：“我们可以从哪些方面评价一个指南针的好坏？”学生分组讨论，将关键词写在便利贴上。

全班共创评价标准：

各小组分享观点，教师引导归类。学生可能会提到：指得准、转得快、好看、耐用、便宜、轻便等。

教师根据教材提示，与学生共同梳理并板书“自制指南针评价标准”：

功能核心：磁针旋转灵敏，指向准确（有8个方向刻度）。

制作可行性：材料易得，价格低廉。

使用体验：轻巧简便，便于携带。

美学设计：外观美观，有创意。

跨学科链接（工程与美术）：明确告诉学生，一个优秀的设计需要同时考虑功能、成本和美观，这是工程设计与工业设计的基本思想。

探索活动二：方案设计——绘制我们的蓝图（核心探究）

关键技术研讨：

聚焦核心难题：“有哪些方法可以让磁针灵活转动呢？”引导学生回顾前几课所学：悬挂法、水浮法、尖顶支撑法。讨论每种方法的优缺点（如水浮怕洒，悬挂怕风）。

追问：“如何才能让指南针指示的方向更加精准？”引导思考：刻度盘要准确标出8个方向；旋转装置摩擦要小；磁针要强磁性且平衡。

小组方案设计：

发布任务：各小组根据讨论，确定本组指南针的类型（如水浮式、支撑式、悬挂式）和设计理念。