1.7《制作指南针》（教学设计）-2025-2026学年科学三年级下册教科版

三年级下册科学第一单元《辨别方向》 第7课《制作指南针》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）》设计，紧扣物质科学领域核心概念“物质的结构与性质”，聚焦“工程与技术实践”展开教学。以核心素养为导向，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维目标，通过方案设计、制作实践、测试改进、交流评估等活动，引导学生经历完整的工程实践过程，制作水浮式指南针，理解指南针的原理与结构，体会古代科技发明的价值，培养学生的工程实践能力、创新思维与科学态度。 二、教材分析 本课是教科版小学科学三年级下册第一单元《辨别方向》的第7课，是单元的综合实践课，也是单元学习成果的应用与升华课。教材以“制作能够正确指示方向的指南针”为核心任务，通过“明确任务—制作与测试—展示与评估—交流反思”四个递进式环节，引导学生根据水浮式指南针的设计方案，利用前一课制作的小磁针，制作简易指南针，通过测试、修改、交流评估，完善作品，同时了解古代水浮式指南针的发明与应用，体会科技发展的历程。 教材内容编排逻辑清晰：从古代水浮式指南针的引入，到方案设计、制作实践，再到测试改进、交流评估，层层递进，将科学知识与工程实践结合，渗透“工程实践需要设计、制作、测试、改进”的思想，同时引导学生反思制作过程中的问题，培养学生的问题解决能力与创新思维。 三、学情分析 三年级学生已具备以下基础： 1.知识基础：前几课已经学习了磁铁的指向性、磁极间的相互作用、磁化现象，亲手制作了小磁针，对指南针的原理有了清晰的认识，为制作简易指南针奠定了知识基础。 2.能力基础：具备初步的动手制作、小组合作与方案设计能力，能在教师指导下完成简单的制作活动，但对工程实践的完整流程（设计—制作—测试—改进）缺乏系统认识，对制作过程中的问题解决能力仍需引导。 3.认知特点：以具象思维为主，对动手制作活动兴趣浓厚，对“制作指南针”充满好奇心，但容易忽略制作细节（如磁针的固定、方位盘的对齐）对指南针效果的影响，需要教师通过分步指导、同伴互助，帮助其规范操作，完成作品。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1.知道指南针的基本结构，了解水浮式指南针的工作原理，知道磁针的指向性是指南针的核心原理。 2.了解古代水浮式指南针的发明与应用，体会指南针在人类导航中的重要作用。 3.知道制作指南针的关键步骤，了解影响指南针指向准确性的因素。 （二）科学思维目标 1.通过设计制作方案、分析制作问题，培养规划、设计与问题解决的逻辑思维能力。 2.对制作的指南针进行测试、评估，分析存在的问题并提出改进方案，初步形成基于证据的评估与反思思维。 3.能对比不同指南针的优缺点，培养辩证分析与创新优化的思维能力。 （三）探究实践目标 1.能在教师指导下，根据设计方案，利用小磁针、泡沫球、方位盘等材料，制作水浮式简易指南针，规范完成制作步骤。 2.能小组合作，对制作的指南针进行测试，根据测试结果修改完善作品，提升工程实践与合作探究能力。 3.能通过交流评估，分享制作经验与改进方法，提升表达交流与反思改进的能力。 （四）态度责任目标 1.感受古代科学家发明指南针的智慧，体会指南针对人类航海事业的影响，激发对科学技术的热爱与民族自豪感。 2.在制作与探究活动中养成认真操作、主动合作、反思改进的良好习惯，培养严谨的科学态度与工程实践精神。 3.了解指南针的发明与应用，体会科学技术与人类生活的密切联系，增强用科学知识解决实际问题的意识。 五、教学重难点 教学重点：根据设计方案，制作水浮式简易指南针，并通过测试、修改完善作品，了解指南针的结构与原理。 教学难点：解决制作过程中的问题（如磁针固定、方位盘对齐、水面稳定性等），制作出能准确指示方向的指南针，并对作品进行评估与改进。 六、教学准备 （一）教师准备 多媒体课件（含古代水浮式指南针的资料、制作步骤微视频）、水浮式指南针成品、制作材料（缝衣针、条形磁铁、泡沫塑料小球、水、圆纸、塑料小碗、剪刀、彩笔、胶水）、指南针成品及制作材料包、评价表、安全提示牌。 （二）学生准备 每组一套制作材料：缝衣针1根、条形磁铁1块、泡沫塑料小球1个、塑料小碗1个、圆纸1张、剪刀1把、彩笔1支、胶水、水、指南针成品（用于对比）。 七、教学过程 （一）情境导入，明确任务（5分钟） 师：同学们，上课！请大家坐端正，眼睛看老师。 生：老师好！ 师：同学们好，请坐。大家看大屏幕，这是九百多年前我国海船上使用的水浮式指南针，它为船只的航行指明了方向，是我国古代的四大发明之一。大家看，这个水浮式指南针是由什么组成的？ （播放水浮式指南针的图片与结构示意图） 生：它有一个小碗，里面装着水，还有一根浮在水面上的针！ 师：没错！水浮式指南针由磁针、漂浮物、方位盘、容器四部分组成，磁针利用水的浮力漂浮在水面上，能自由转动，从而指示方向。上节课我们已经制作了小磁针，这节课，我们就一起来制作一枚水浮式简易指南针，让它能像古代的指南针一样，正确指示方向。（板书课题：制作指南针） 师：请大家看课本第21页的“明确任务”，全班一起读一遍。 生（齐读）：按照设计方案，制作能够正确指示方向的指南针。 师：这就是我们今天的核心任务。大家有没有信心完成？ 生：有！ （二）方案解读，分步指导（10分钟） 师：首先，我们来看水浮式指南针的设计方案。请大家看课本第21页的设计方案，谁来读一读？ （指名学生朗读设计方案） 师：读得非常清楚！我们的水浮式指南针需要用到这些材料：针、泡沫塑料小球、水、圆纸、塑料小碗。我们可以把它分成四个制作步骤，大家跟着老师一起来看： 1. 制作磁针：用上节课学到的方法，用磁铁摩擦缝衣针，制作一枚有磁性的小磁针，并用磁铁判断出它的南北极，做好标记。 2. 制作漂浮装置：把小磁针穿过泡沫塑料小球，让它能稳定地漂浮在水面上，且能自由转动。 3. 制作方位盘：在圆纸上画出八个方向，标上东、南、西、北、东北、东南、西北、西南，做成方位盘。 4. 组装指南针：把方位盘放在塑料小碗里，倒入水，把穿好磁针的泡沫球放在水面上，调整磁针的方向，让它能自由转动。 师：大家在制作的时候，一定要注意安全，针很尖，不要扎到手；使用剪刀的时候也要小心，不要剪到手。现在，大家分组讨论一下，制作过程中可能会遇到什么问题？怎么解决？ （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：时间到！哪个小组来说说你们的想法？ 生1：如果磁针的磁性不强，就没法指示方向，我们可以多摩擦几次！ 生2：如果泡沫球沉下去了，就没法浮起来，我们可以用轻一点的泡沫球！ 生3：如果方位盘和磁针的方向对不齐，指南针就不准，我们要等磁针稳定后再调整方位盘！ 师：大家考虑得非常全面！这些都是我们制作时需要注意的关键问题。现在，请大家分组，开始制作指南针，制作过程中遇到问题，可以举手问老师，也可以和小组同学一起解决。 （三）制作实践，教师巡视（15分钟） 师：现在，大家分组制作指南针，小组内合理分工，一人制作磁针，一人制作方位盘，一人准备材料，大家互相配合，完成制作。 （学生分组制作，教师巡视指导： 提醒学生用磁铁摩擦缝衣针，制作磁针，并标记南北极； 指导学生把磁针穿过泡沫球，确保泡沫球能稳定漂浮； 帮助学生调整方位盘，确保方位盘的中心与磁针的中心对齐； 提醒学生等磁针稳定后，再根据磁针的指向调整方位盘的方向； 鼓励学生遇到问题主动讨论解决，如磁针不转、泡沫球倾斜等问题） 师：大部分小组已经完成了制作，现在，请大家把制作好的指南针放在桌子上，我们来进行测试。 （四）测试改进，完善作品（8分钟） 师：请大家看课本第21页的“制作与测试”环节，制作完成后，我们要组内测试指南针，有针对性地修改。现在，请大家把制作好的指南针放在桌面上，观察磁针能不能自由转动，能不能正确指示方向，和旁边的同学互相测试一下。 （学生组内测试指南针，教师巡视指导： 引导学生观察磁针是否能自由转动，有没有被方位盘卡住； 引导学生用指南针成品对比，检查自制指南针的指向是否准确； 帮助学生分析问题：如磁针磁性弱、泡沫球倾斜、方位盘标记错误等； 鼓励学生根据测试结果修改完善作品） 师：时间到！哪个小组来说说你们在测试中发现了什么问题？怎么修改的？ 生1：我们的指南针磁针不转，是因为泡沫球卡在了方位盘上，我们把方位盘剪大了一点，它就能转了！ 生2：我们的指南针指向不准，是因为磁针的磁性太弱，我们又用磁铁多摩擦了几次，就准确了！ 生3：我们的方位盘标错了方向，后来用指南针对比，把方向改过来了！ 师：大家都很棒！遇到问题能主动分析、修改，这就是工程实践的重要环节。现在，大家的指南针都已经修改好了，接下来我们进行展示与评估。 （五）展示评估，交流反思（7分钟） 师：请每个小组派一名代表，上台展示你们制作的指南针，介绍一下你们的作品，说一说制作过程中遇到的问题和解决方法。 （学生小组代表上台展示，介绍作品，教师引导其他小组认真倾听） 师：现在，请大家看课本第22页的“展示与评估”环节，小组之间相互测试自制的指南针，然后填写评价表。评价表有四个方面：外观、性能、材料、制作过程，优秀的得3颗星，良好的得2颗星，合格的得1颗星。 （学生小组之间互相测试指南针，填写评价表，教师巡视指导） 师：时间到！我们来交流一下，制作过程中遇到了什么问题？是如何解决的？ 生1：我们一开始把磁针穿反了，导致指南针指向反了，后来用磁铁的南北极测试，把磁针反过来穿，就好了！ 生2：我们的水太满了，泡沫球被碗壁挡住了，后来把水倒掉了一点，它就能自由转动了！ 师：大家的问题解决方法都很巧妙！那不同类型的指南针，各有哪些优缺点呢？我们的水浮式指南针有什么优点？有什么不足？ 生1：水浮式指南针的优点是制作简单，磁针能自由转动！ 生2：不足是如果水洒了，就没法用了，而且风大的时候也会影响它！ 师：说得非常对！不同的指南针有不同的优缺点，我们的水浮式指南针虽然简单，但也容易受外界因素的影响，后来人们发明了更稳定的指南针，比如悬挂式、顶针式，就是为了克服这些不足。 （六）课堂总结，拓展延伸（3分钟） 师：今天这节课，我们经历了方案设计、制作实践、测试改进、展示评估的完整工程实践过程，制作了一枚水浮式简易指南针，了解了指南针的结构与原理，体会到了古代科学家发明指南针的智慧。指南针是我国古代的四大发明之一，它的发明促进了世界航海事业的发展，也推动了人类文明的进步。 师：大家课后可以继续改进你们的指南针，比如用不同的漂浮物，或者制作悬挂式、顶针式的指南针，看看哪种效果更好。下节课，我们将对本单元的内容进行复习，大家可以把制作的指南针带来，一起分享交流。 师：今天的科学课就上到这里，请大家整理好实验材料，下课！ 生：老师再见！ 八、全课小结 本节课，我们以制作水浮式简易指南针为核心任务，经历了“明确任务—方案解读—制作实践—测试改进—展示评估—交流反思”的完整工程实践过程，制作出了能正确指示方向的简易指南针，了解了指南针的结构与原理，体会了古代水浮式指南针的发明与应用价值。整节课，学生不仅掌握了指南针的制作方法，更在工程实践中培养了方案设计、动手制作、问题解决、交流评估的能力，体会到了工程实践的严谨性与古代科技的智慧，同时也感受到了科学技术对人类生活的重要影响。 九、板书设计 制作指南针 1. 水浮式指南针结构：磁针、漂浮物、方位盘、容器 2. 制作步骤： ① 制作磁针（摩擦→标记南北极） ② 制作漂浮装置（磁针+泡沫球） ③ 制作方位盘（标8个方向） ④ 组装测试（水碗→放磁针→调方位盘） 3. 关键：磁针能自由转动、磁性强、方位盘对齐 4. 改进：根据测试结果修改问题（磁性弱、卡住、倾斜等） 十、教学反思 本节课以工程实践为核心，围绕制作水浮式简易指南针的任务，设计了情境导入、方案解读、制作实践、测试改进、展示评估、交流反思等多个环节，较好地落实了新课标提出的核心素养目标。 （一）亮点 1. 教学过程完整呈现了工程实践的流程，从方案设计到制作、测试、改进，层层递进，让学生经历了完整的工程实践过程，有效培养了学生的方案设计、动手制作、问题解决与交流评估能力，同时通过同伴互助、教师指导，帮助学生解决了制作中的问题，提升了工程实践的有效性。 2. 注重科学与历史、生活的联系，通过古代水浮式指南针的资料介绍，让学生体会到了古代科技的智慧与指南针的历史价值，同时通过制作实践，让学生感受到了科学知识在工程中的应用，激发了学生的民族自豪感与探究兴趣。 3. 关注学生的个体差异与安全，通过分步指导、小组分工，让不同能力的学生都能参与到制作活动中，同时通过安全提示，规范了学生的操作，避免了安全问题。 （二）不足与改进方向 1. 制作环节时间较紧张，部分小组的指南针测试与修改不够充分，后续可以提前准备部分半成品材料，如预制作好的磁针、方位盘，让学生有更充足的时间进行测试与改进。 2. 对不同类型指南针的优缺点对比不够深入，后续可以补充悬挂式、顶针式指南针的实物或图片，让学生更直观地对比不同指南针的优缺点，深化对工程改进的理解。 3. 评价环节的引导不够细致，部分学生的评价标准把握不准，后续可以提前讲解评价表的使用方法，增加示范评价，帮助学生掌握评价标准，提升交流评估的有效性。 总体而言，本节课较好地达成了教学目标，学生在工程实践中建构了科学概念，培养了科学素养与工程实践能力。后续教学中，将继续优化工程实践活动，关注学生的个体差异，提升课堂的生成性与探究的深度，让学生真正成为工程实践的主人。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $