《设计指南针》（教学设计）-2025-2026学年三年级下册科学教科版

《设计指南针》教学设计 课时名称 6.设计指南针 所属单元 三年级下册《辨别方向》 课标要求 (原文照抄) 【核心概念】3物质的运动与相互作用 【学习内容】3.2电磁相互作用 【内容要求】⑤知道磁铁同时存在两个不同的磁极，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引。 【学业要求】能利用磁铁的基本性质解释某些生活现象。 【教学提示】 1.教学策略建议 3~4年级，指导学生设计简单的实验，探究磁铁磁极间的相互作用规律。 2.学习活动建议 （3）制作。1~6年级：制作指南针等。 【核心概念】工程设计与物化 【学习内容】13.1工程需要定义和界定；13.2工程的关键是设计 【内容要求】 ①描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件。 ②借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路。 ③根据需求和限制条件，比较多种可能得解决方案 ，并初步判断其合理性。 【学业要求】能提出满足一定限制条件的简单设计问题和多种设计方案。能用多种方式说明设计思路，选择适当的方案。 【教学提示】 1.教学策略建议 （3）1~4年级，可以制作比较简单的作品，让学生通过亲身体验，发展实践能力与创新能力。 （4）针对有缺陷的作品：3~6年级可以让学生从问题出发，从修改图纸开始，有目的地改进作品。教师要将评价标准前置，让学生在设计之前确定目标，明确衡量的标准，参照评价标准进行自我监控和自我评价，逐步养成自我管理和自我调节的良好习惯。 （5）培养学生的团队合作精神。教师设计活动时，要考虑内容的难易程度；在活动中，要有意识地引导学生开展分工与合作，让他们为了共同的任务目标，相互配合、相互支持。 2.学习活动建议 以项目研究的方式制作简易小乐器、简单创意电路、弹射纸飞机等，培养动手能力，体验工程实践的要素。 【学业质量描述】 利用所学科学原理，通过构思、设计、实施、检验等过程，考虑多种因素，完成简单的工程任务； 尝试利用所学科学原理，运用多种思路、多种方法完成探究和实践；愿意分享自己的想法，接纳他人观点，完善探究活动。 单元目标 1.通过观察、模拟实验分析太阳规律运动及其引起的部分自然物形成的规律，归纳利用自然物辨别方向的基本方法，能够准确辨别方向并解释原理，感受自然现象与方向的内在联系，并从多个角度审视利用自然物辨别方向的局限性，认识到辨别方向的重要性，产生探究兴趣。 2.在教师引导下设计并实施研究磁铁磁极的相关性质的实验，观察并如实记录实验现象，分析归纳出“磁铁南北两极，同极相斥、异极相吸”的规律，初步推断地球具有磁场及磁极分布，感受科学探究的严谨性，形成严谨求实、乐于探究与分享的科学习惯。 3.通过对比实验，掌握制作具有较强磁性的磁针的方法，制作一个简易的指南针，理解按照工程实践的一般流程包括：明确任务-制订方案-制作测试-评估改进，并能解释其中蕴含的科学原理，提升工程思维和创新思维，感受结构与功能、系统与模型的关联，树立创新意识，提升合作与表达能力。 4.细致观察指南针的外形和构造，说出其基本组成，分析其结构与指示功能的关联，推测使用方法，小组合作利用指南针完成寻找有磁性物体的实践活动，提升实践能力和合作能力，认识科学、技术与生活的密切关联，树立团队协作意识和创新思维，形成持续探索的科学态度。 教材分析 大概念（大观念）：利用磁铁的性质，设计出可以辨别方向的指南针。 重点：在限制条件下，设计一个小巧且指向准确的指南针。 难点：依据评价标准，对指南针设计方案进行评价改进。 学情分析 知识基础分析：（£很好 R一般 £差） 通过前几课的学习，学生已经知道磁铁具有指示南北方向的性质，并制成了一根小磁针。但缺少将科学原理与工程设计结合的经验。 学习兴趣分析：（R很有 £有 £没有） 学生对“指南针能指南北”充满好奇，对动手制作兴趣浓厚，喜欢操作类活动，但容易直接制作忽视设计的过程。 学习习惯分析：（£很好 R一般 £差） 三年级学生能初步跟随问题进行思考，但多数学生习惯先动手、后思考，缺少先构思、画草图、明确方案再动手的设计习惯；表达设计思路时，难以借助图、文字清晰说明想法，倾听他人意见、主动对比不同方案的习惯尚未形成，自主调整设计的反思习惯也不足。 学习动力和自信心分析：（R很强 £一般 £弱） 三年级学生对“设计指南针”这一真实任务充满新鲜感与探索欲，学习动力和自信心很强。 班级学习氛围分析：（R浓厚 £一般 £差） 班级整体学习氛围浓厚，对设计活动充满了期待。 学生差异性：（R很大 £一般£小） 学生在设计思路、表达能力、思维水平上存在明显差异：有的学生能主动结合磁铁性质提出多种设计方案，逻辑清晰、想法新颖；有的学生只能模仿他人设计，独立构思能力较弱。在表达设计思路方面，部分学生能借助草图清晰说明设计意图，也有学生难以用语言或图画完整呈现自己的想法。思维灵活性上，少数学生能根据条件调整设计，多数学生思维较单一，不善于对比和优化方案。 教学目标 1.在设计指南针时，能针对评价标准选择合适的材料、采用图文结合的方式制定方案； 2.能对比多个方案分析归纳自己设计方案的优点，提出改进建议； 3.认识到设计指南针需经历明确评价标准、选择合适材料、绘制设计图及评价改进的工程流程。 重难点 教学重点 1.掌握制作磁针的正确方法，理解指南针指示方向的核心原理（磁针具有磁性且能自由转动）。 2.能结合材料特点，自主设计并制作出一款能准确指示南北的指南针。 3.经历“设计—制作—测试—改进”的完整工程实践过程，初步形成工程设计的基本思路。 教学难点 1.理解“磁针自由转动”对指南针指示方向的重要性，能根据这一要求选择合适的材料与结构设计支架。 2.在测试过程中发现指南针存在的问题（如指示不精准、转动不灵活等），并能提出合理的改进方案。 3.将磁铁的性质与指南针的设计制作有机结合，实现知识与实践的有效转化。 评价方案 为更好地促进和优化课堂教学，本课以过程性评价为主，观察学生在活动中的表现，重点关注学生的参与情况。评价主体多元，在教师评价的基础上，注重学生自评与互评。评价内容基于学习目标，讲“科学观念”“科学思维”“探究实践”“态度责任”四大核心素养有机融入课堂评价。具体设计如下： 学习目标 评价内容 评价任务 评价主体 评价依据 评价工具 课时学习目标1 设计方案 完成指南针设计草图 师评+自评+组内互评 观察+评价标准 任务单+嵌入评价表 课时学习目标2 方案调整能力 能听取他人意见、分析对比多个方案后改进自己的方案 师评+组内互评 观察+学习单 任务单+嵌入评价表 课时学习目标3   方案设计步骤 有条理完成设计方案 师评+组内互评 观察+评价标准 任务单 补充资源 郑和下西洋的资料及指南针的发展历史 开发工具 任务单：附件1 板书：           可视化工具：课件中的图片 教学多样化 呈示：言语、文字、图片 对话：师生问答、生生互动（讨论，互助） 指导：自主、合作、探究 教学过程 学生 教师 评价 一.聚焦问题 1.倾听郑和下西洋的故事，思考并回答：大海中辨别方向的工具。 2.回忆并说出指南针利用“磁铁能指示南北方向”的性质。 1.出示郑和和宝船图。讲述航海故事，问：船队在茫茫大海中航行时，要依靠什么来辨别方向呢？ 2.追问：指南针是我国古代四大发明之一，它是利用了磁铁的什么性质制成的？ 3.明确任务：今天我们的任务是利用小磁针以及身边的材料，尝试设计一个小巧灵活且指向准确的指南针。 1.评价学生能否关联已有认知准确说出指南针利用了磁铁的什么性质。 2.关注学生是否明确本节课的任务。 二.自主发现 1.组内讨论：指南针要具备什么特点？  2.全班交流，相互补充。 3.思考并画出让磁针转的灵活的方法。 4.思考方法，理解方位盘的作用。 1.思考：指南针要具备什么特点？  2.我们可从哪几个方面评价是否完成设计任务？ 3.总结评价标准 项目   得星数 材料 难找，价格高 可找，价格中等 易找，价格低   外观 不美观 较美观 美观   功能 磁针难旋转，且只能指南北 磁针可以旋转，能指示四个方位 磁针旋转灵活，可指示8个方位   实用性 不轻巧不简便 轻巧不简便 轻巧简便   4.追问：有什么办法可以让小磁针灵活旋转？需要什么材料？并在黑板板贴磁针，引导学生画图表达。 5.怎样让指南针指示的方向更精确，有什么办法同时准确判断其余方向？引导学生思考方位盘作用。 1.观察学生能否从多角度思考评价标准。 2.评价学生是否敢于表达自己的想法，以及表达的条理性。   三.深度理解 1.以小组为单位绘制图文结合的设计图。 2.各小组展示说明设计方案并，其他组提出自己的异议。 3.全班讨论：我们的指南针设计方案能实现我们确定的评价标准吗？有哪些需要改进的地方。 1.说明设计指南针要求：请大家以小组为单位选择一种指南针绘制设计图，并配有必要的文字说明。 2.巡视：观察各小组的设计方案并给与指导。 3.组织展示交流。 4.反思：引导学生对照评价表及其他小组意见进行反思。 1.观察小组合作的有效性及设计方案的科学性、创新性。 2.评价学生能否清晰描述自己组的设计方案并接受他人建议。 3.评价学生是否能认真倾听、敢于质疑。 四.牢固掌握 1.调整和完善自己小组的设计方案。 2.依据方案课下搜集并整理制作指南针所需要的材料。 1.改进：引导各小组依据他人意见改进设计方案。 2.提示学生课下准备材料。 1.评价学生能否依据标准及他人意见迭代升级设计方案。 2.评价学生的材料准备情况。 五.融会贯通 大胆畅享未来指南针的样子及功能。 畅享未来：随着科技的发展，未来的指南针会有哪些功能？ 关注学生是否有合理的创新想法。 教学反思 亮点： 1.情境驱动激发内生兴趣：以“郑和下西洋在大海航行借助指南针辨方向”为导入情境，紧扣我国古代四大发明的文化背景，快速吸引学生注意力，同时自然衔接“磁铁磁极”“地球磁场”等旧知，为新课学习奠定认知基础，学生参与探究的主动性显著提升。 2. 遵循流程培养工程思维力：严格遵循“明确任务—制订方案—动手制作—测试评估”的工程流程，引导学生经历从“制作磁针”到“优化支架”的完整过程。课堂中鼓励学生结合任务要求，想办法选择合适的材料，聚焦“小巧灵活、指向准确”的设计目标不断优化设计，有效锻炼学生工程设计能力、问题解决能力。 不足：因时间限制，课堂上我们往往会忽视评估与改进后的“设计图二次审核”环节。虽然要求学生修改设计图，但未对照原来的评价标准进行再次验证，不清楚“改进后的方案是否达标”，导致“评估—改进—验证”的工程闭环不完整，一定程度上削弱了学生对设计流程完整性的认知。   学科网（北京）股份有限公司 $