5.5《我们的空投包》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册大象版

五年级下册科学第五单元《大自然里的老师》 第5课《我们的空投包》教学设计 一、设计依据 本课依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》“技术与工程”领域要求，聚焦“基于仿生原型，完整经历工程设计的‘设计—制作—测试—改进—交流’全流程，解决实际问题”这一核心概念，引导学生完成鸡蛋空投包的项目式实践，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四大核心素养的培养要求，强化工程设计的系统性与实践性。 二、教材分析 本课是大象版五年级下册科学第五单元《大自然里的老师》的第五课，是单元的综合实践课，承接前一课《空投包的仿生原型》的原型探究，完整呈现工程设计的全流程。教材以“鸡蛋空投包”项目为载体，通过“设计—制作—实验测试—改进—表达交流”的完整流程，引导学生将仿生学思路转化为实际工程产品，体现了工程设计的严谨性与迭代性，是对单元仿生学知识的综合应用与升华。 三、学情分析 五年级学生已经了解仿生学的基本思路，也完成了空投包的仿生原型探究，但对工程设计的完整流程缺乏实践经验，不了解“设计—制作—测试—改进”的迭代过程，在设计图纸绘制、材料加工、数据记录、问题分析与改进等环节存在困难。学生具备一定的小组合作和动手制作能力，但对“如何根据测试结果改进设计”的工程思维需要教师引导，同时对户外实验的安全规范也需要明确指导。 四、教学目标 1.科学观念：知道工程设计需要经历“设计—制作—测试—改进—交流”的完整流程；了解空投包的设计要点，知道降落伞、缓冲层、保护壳等结构在空投包中的作用；认识到工程设计需要根据测试结果不断改进。 2.科学思维：能根据项目需求和仿生原型，绘制空投包的设计图纸；能根据实验数据和现象，分析空投包存在的问题，提出改进方案，建立工程设计的迭代思维模型。 3.探究实践：能小组合作完成空投包的设计、制作；能进行户外空投实验，记录空投包的质量、体积、着陆情况、拆解时间和物资完好情况；能根据实验结果改进空投包设计，并进行二次测试。 4.态度责任：体会工程设计中严谨的流程规范、数据记录和反复改进的重要性；树立工程实践中的安全意识和合作意识；感受仿生学在工程技术中的应用价值，激发对工程设计的探究兴趣。 五、教学重难点 重点：完整经历空投包的“设计—制作—测试—改进—交流”工程设计流程，记录实验数据并分析问题。 难点：根据测试结果分析空投包的问题，提出合理的改进方案，完成设计迭代。 六、教学准备 教师：多媒体课件（空投包设计案例、实验安全规范视频）、空投包设计模板、实验记录表、制作工具（胶带、剪刀、订书机等）、安全防护装备、评价表。 学生：课前准备的制作材料（塑料袋、硬纸板、海绵、尼龙线等），小组分工明确，准备记录工具。 七、教学过程 （一）情境导入：回顾项目，明确任务（5分钟） 师：同学们，上节课我们已经找到了空投包的仿生原型，今天我们就要把这些原型启示变成现实，完成鸡蛋空投包的设计、制作和测试！我们的任务是：制作一个空投包，让鸡蛋从教学二楼抛下后保持完整，同时满足质量不超过100克、体积不超过1立方分米的要求。今天，我们就一起来完成《我们的空投包》项目实践。（板书课题） （二）设计环节：绘制图纸，完善方案（10分钟） 师：经过上节课的原型探究，我们有了很多新的想法。现在请小组商议，完成空投包的设计并配上文字说明，填写设计表。（出示空投包设计模板） 师：我们来看第1小组的设计案例： 1. 正方体，边长10厘米（体积不超过1立方分米）； 2. 硬纸板制作外壳 3. 海绵（里层）做缓冲防震层； 4. 防水层； 5. 开箱器，箱子用胶带封好，箱底吊着开箱器； 6. 包裹外绘有蝴蝶结，既是标志，又很醒目； 7. 吊着纸盒的线是尼龙线，不粗糙，阻力小； 8. 用塑料袋制作降落伞。 师：大家在设计时，要明确以下内容： 我们的设想：空投包的整体思路； 借鉴的生物原型：哪些生物的安全着陆本领给了我们启示； 对模型的改进：相比初步想法，做了哪些优化； 设计的优点：设计的亮点和优势； 可能存在的问题：设计中可能遇到的问题，提前想好应对方法； 材料选择：在需要的材料下面打“√”，比如塑料袋、皱纹纸、气球、纸杯、尼龙线等。 师：现在请小组合作，完成设计图纸和文字说明，明确小组分工，比如设计师、材料员、制作员、记录员。（学生小组讨论并完成设计，教师巡视指导，重点指导图纸绘制和方案完善） 师：哪个小组来分享你们的设计方案？ 小组1：我们借鉴了飞鼠的滑翔结构，用塑料袋做降落伞减慢速度；借鉴猫的肉垫，用海绵做缓冲层；用硬纸板做外壳保护鸡蛋。我们的设计优点是结构简单，材料轻便，可能存在的问题是降落伞的线容易打结，我们准备提前把线理顺，用胶带固定！ 师：设计得非常完整，考虑到了优点和可能的问题，很棒！ （三）制作环节：分工合作，动手实践（10分钟） 师：现在请大家对照设计图纸，分工合作，完成空投包的制作，并测量记录空投包的质量、体积等数据。制作过程中如果因为实际情况需要对设计进行调整时，要及时在设计图上做好记录。 师：安全提示：制作过程中使用工具要注意安全，剪刀、订书机不要对着同学；材料裁剪时要注意规范使用工具。（学生小组合作制作空投包，教师巡视指导，重点指导材料加工和设计调整） 师：大家在制作时，要注意降落伞的大小和尼龙线的长度，还有缓冲层的厚度，要保证鸡蛋在里面不晃动。哪个小组制作完成了，先测量一下空投包的质量和体积，看看是否符合要求。 小组2：我们的空投包制作完成了，质量是85克，体积是800立方厘米，符合要求！ 师：做得很快，数据也符合标准，继续加油！ （四）实验环节：户外测试，记录数据（10分钟） 师：现在我们要进行户外实验，测试空投包能否顺利着陆。安全提示：实验时应采取足够的安全保护措施，注意安全，防止意外冲撞；实验时不可相互打闹；不可在没有防护栏杆或者防护栏杆不够牢固的地方进行实验。我们在二楼的安全区域进行实验，下面有老师和同学负责观察和接应。 师：实验时，要记录以下数据： 空投包的质量（克） 空投包的体积（立方厘米） 是否顺利着陆 拆解时间（秒） 物资是否完好 师：现在请大家按小组顺序进行实验，每个小组测试一次，记录员做好数据记录。（学生小组依次进行空投实验，教师指导记录数据，观察实验现象） 师：哪个小组的鸡蛋成功着陆了？ 小组3：我们的空投包顺利着陆了，鸡蛋完好无损，拆解时间是15秒！ 师：哪个小组遇到了问题？ 小组4：我们的空投包底部缺少缓冲，鸡蛋摔破了！ 师：没关系，我们正好可以分析问题，进行改进。大家的实验都完成了，我们来分析一下实验结果。 （五）改进环节：分析问题，优化设计（5分钟） 师：实验的结果达到我们的任务目标了吗？还有可以继续完善的地方吗？请小组讨论，分析你们的空投包存在的问题，提出改进方案。 师：比如底部缺少缓冲，造成物资破损，可以怎么改进？ 生1：我们可以在底部再加一层海绵或者泡沫，增加缓冲！ 师：如果降落伞的速度太快，怎么办？ 生2：可以把降落伞做得大一点，或者多做几个降落伞，增加空气阻力！ 师：如果拆解时间太长，怎么办？ 生3：可以把开箱器做得更明显，或者把胶带的位置留一个小开口，方便拆解！ 师：大家的改进方案都很合理，现在请大家根据讨论结果，修改完善设计方案，课后可以再找时间进行二次测试。 （六）表达交流：成果发布，分享收获（5分钟） 师：现在我们开一个“空投包成果发布会”，每个小组向全班同学展示自己的成果，汇报时要讲清自己小组研究设计的思路和全过程，包括： 1. 项目需求分析； 2. 仿生原型的启示； 3. 设计方案和制作过程； 4. 实验数据和现象； 5. 存在的问题和改进方案。 师：哪个小组先来分享？ 小组1：我们的空投包设计借鉴了飞鼠、猫和椰子的仿生原型，制作了降落伞、缓冲层和保护壳。实验中我们的鸡蛋完好无损，拆解时间是12秒，质量90克，体积900立方厘米，符合要求。我们的优点是降落伞稳定，缓冲层保护得很好，以后可以改进的地方是让外壳更轻便，减轻质量！ 师：分享得非常完整，思路清晰，数据也很准确！其他小组的分享也都很精彩，大家都完成了工程设计的全流程实践。 （七）课堂小结（3分钟） 师：今天这节课，我们一起完成了鸡蛋空投包的设计、制作、测试、改进和交流，谁来说说你的收获？ 生4：我知道了工程设计要经历设计、制作、测试、改进的完整流程！ 生5：我学会了小组合作完成项目，也知道了要根据测试结果改进设计！ 生6：我感受到了仿生学在工程设计中的应用，大自然里的生物真的给了我们很多启示！ 师：大家的收获真不少！工程设计是一个严谨、反复迭代的过程，需要我们明确需求、寻找原型、精心设计、认真制作、科学测试、不断改进。希望大家能把这种工程思维用到以后的学习和生活中，也希望大家能继续完善自己的空投包，成为小小工程师！ 八、板书设计 我们的空投包 1. 工程设计全流程： 设计 → 制作 → 测试 → 改进 → 交流 2. 空投包设计要点： 降落伞：减慢下落速度（仿生飞鼠/翅果） 缓冲层：防震保护（仿生猫的肉垫） 保护壳：固定与防护（仿生椰子硬壳） 3. 实验记录：质量、体积、着陆情况、拆解时间、物资完好度 4. 改进思路：分析问题 → 优化结构 → 二次测试 九、教学反思 本课通过完整的项目式实践，引导学生经历了工程设计的全流程，将仿生学思路转化为实际的空投包产品，体现了科学探究的实践性与工程设计的严谨性。学生能在小组合作中完成设计、制作、测试和交流，初步建立了工程设计的迭代思维，也体会到了仿生学在工程技术中的应用价值。但部分学生在实验数据记录和问题分析环节不够细致，后续可增加数据记录指导和问题分析的示范，帮助学生提升工程实践的严谨性。此外，课堂时间有限，学生的二次测试环节未能充分展开，后续可安排课后拓展活动，让学生继续改进并测试空投包，深化工程实践体验。整体来看，本课较好地落实了科学核心素养的培养要求，学生的探究实践能力、工程设计思维和合作意识得到了提升，也树立了严谨的科学态度和安全意识。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $