2.4《增加船的载重量》 教学设计-2025-2026学年科学五年级下册教科版

《增加船的载重量》 学科 小学科学 年级册别 五年级下册 共1课时 教材 教科版五年级下册 授课类型 探究实验课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是教科版五年级下册《船的研究》单元的第4课。在前几课学生已经了解了古代和现代船的发展，掌握了浮力原理的基础上，本课聚焦于“如何增加船的载重量”。教材通过“聚焦”环节引导学生思考社会需求与造船技术的关系，进而进入“探索”环节。核心活动是利用边长12厘米的正方形铝箔制作不同底面积的船，通过控制变量法（改变底面积、高度）来探究船的体积与载重量的关系。教材提供了详细的设计图样，要求学生计算体积并进行对比测试。最后通过“研讨”环节总结规律，并拓展到船舱分隔对稳定性的影响。本课旨在培养学生工程思维、数据分析能力及解决实际问题能力。 学情分析 五年级学生已经具备了基本的浮力概念，知道物体排开的水量越多，受到的浮力越大。他们在之前的课程中接触过简单的船只制作，但对“体积”、“底面积”与“载重量”之间的定量关系缺乏深入理解。学生在动手制作时，容易出现铝箔折叠不严密导致漏水、或者为了追求高高度而忽略底面积稳定性等问题。此外，学生在记录数据和归纳结论时，往往只能看到表面现象，难以从数据中提炼出“增大排开水的体积可以显著增加载重量”这一核心科学观念。教学中需重点指导如何规范操作、准确测量以及引导深度思考。 课时教学目标 科学观念 1. 认识到船的载重量与船排开的水的体积（即船的体积）密切相关，在材料相同的情况下，增大船的体积（特别是底面积或高度）可以显著增加其载重量。 2. 理解通过改变船的形状（如增加底面积、加高船舷）可以有效利用材料，从而提升承载能力，满足运输需求。 科学思维 1. 能够通过控制变量法设计实验，比较不同底面积或不同高度的铝箔船在载重量上的差异，并能用数据支持自己的观点。 2. 能对实验数据进行分析和解释，发现“底面积越大，载重量越大”的规律，并能尝试解释其中的原因（排开水更多）。 探究实践 1. 能根据任务要求，设计出底面积不同的铝箔船方案，并计算出理论体积，然后动手制作出符合要求的船只模型。 2. 能使用弹珠或垫圈作为货物，规范地进行载重量测试，准确记录数据，并客观地评估实验结果。 态度责任 1. 在小组合作中乐于分享设计方案，愿意倾听他人的意见，共同解决制作过程中遇到的困难（如漏水、侧翻）。 2. 养成严谨求实的科学态度，如实记录实验数据，不因结果不理想而随意修改，体会工程技术对人类社会的推动作用。 教学重点、难点 重点 1. 通过实验探究，明确船的载重量与船的体积（底面积和高度）之间的关系。 2. 掌握利用铝箔制作不同规格船只的方法，并能准确进行载重量测试和数据记录。 难点 1. 理解并验证“在材料一定时，增大排开水的体积可以增加载重量”这一科学原理。 2. 在制作过程中平衡船的稳定性与载重量，避免船只因重心不稳或密封不严而失败。 教学方法与准备 教学方法 情境教学法、探究式教学法、实验演示法、小组合作学习法 教具准备 多媒体课件、边长12cm正方形铝箔纸、剪刀、直尺、水槽、弹珠/金属垫圈、活动手册、抹布 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，聚焦问题 一、故事引入：超级货轮的诞生 （一）、播放视频，创设情境 教师播放一段大型集装箱货轮在海上航行的视频，画面展示巨大的船身装载着成千上万个集装箱。随后提问：“同学们，随着人类社会的发展，我们对交通和运输货物的需求越来越大。你们看这艘船，它为什么能装下这么多货物？如果我们要让一艘小船也装上同样多的货物，该怎么办呢？” 接着展示教材第29页的“聚焦”部分文字：“随着社会的发展，人们需要越来越大的船来满足交通和运输货物的需要。造船的技术是怎样解决这个问题的呢？”引导学生思考，引出本节课的核心任务——“增加船的载重量”。 （二）、回顾旧知，提出猜想 教师引导学生回顾上一课的知识：“我们在前面学习了橡皮泥船，知道把橡皮泥做成空心的形状可以漂浮在水面上。那么，除了做成空心，还有哪些方法可以让船装得更多呢？” 组织全班讨论，鼓励学生大胆猜测。预设学生回答：把船做大一点、把船底变宽一点、把船帮加高一点等。教师板书学生的关键词：变大、变宽、变高。 （三）、明确任务，发布挑战 教师宣布今天的“小小造船师”挑战赛规则：“今天我们要利用边长为12厘米的正方形铝箔纸，制作三艘不同底面积的船。看看哪一艘船能装下更多的‘货物’（弹珠或垫圈）。我们要比一比，谁的船最厉害！” 强调实验要求：必须使用同一张12cm×12cm的铝箔纸，不能裁剪掉多余的部分，只能通过折叠改变形状。 1. 观看视频，感受大船的壮观，产生对“载重量”的好奇。 2. 结合生活经验，思考并回答如何增加船的载重量。 3. 明确实验挑战目标，了解基本规则。 4. 分组领取材料，准备开始设计。 设计意图 通过宏大的货轮视频激发学生兴趣，将抽象的“载重量”概念具体化。利用“挑战赛”的形式赋予学生角色感，提高参与度。同时通过回顾旧知，激活学生的前概念，为后续的探究做铺垫。 二、工程设计，制作船只 一、设计方案，计算体积 （一）、解读教材，示范设计 教师打开教材第29页至30页，展示“设计不同底面积的铝箔船”的图示。指着图例讲解：“教材为我们提供了三种设计方案。第一种，折痕距离边缘2厘米，底面边长就是8厘米；第二种，折痕距离边缘3厘米，底面边长就是6厘米；第三种，折痕距离边缘4厘米，底面边长就是4厘米。” 教师在黑板上画出这三种设计的示意图，并带领学生一起计算它们的体积。公式提示：体积 = 底面积 × 高。例如，第一种船：底面积 = 8×8=64平方厘米，高=2厘米，体积=128立方厘米。第二种船：底面积=6×6=36平方厘米，高=3厘米，体积=108立方厘米。第三种船：底面积=4×4=16平方厘米，高=4厘米，体积=64立方厘米。 （二）、小组讨论，确定方案 各小组领取一张12cm×12cm的铝箔纸。要求每组选择一种方案进行制作，或者尝试自己设计一种新的底面积（如折痕2.5厘米）。 教师巡视指导，提醒学生注意：设计时要考虑船底的平整度，折痕要清晰，否则容易漏水。指导学生先在纸上画出折痕线，确认无误后再动手折叠。 （三）、动手制作，初步成型 学生开始动手折叠铝箔纸。教师强调：“制作时要小心，不要把铝箔纸撕破。四个角要折叠整齐，确保船体是一个封闭的空间，这样才能装水（货物）而不漏。” 对于制作困难的小组，教师进行个别辅导，演示如何沿着折痕用力按压，使船体更加坚固。 1. 观察教材图示，理解三种不同底面积船的制作方法。 2. 跟随老师计算不同方案的体积，理解体积与尺寸的关系。 3. 小组讨论决定制作哪种形状的船，并在草稿纸上画出草图。 4. 动手折叠铝箔纸，制作出初步的船体模型。 设计意图 此环节是工程思维的关键体现。通过计算体积，让学生建立“体积”与“载重量”的量化联系。动手制作过程不仅锻炼动手能力，更让学生在试错中理解“密封性”的重要性。计算环节强化了数学与科学的融合。 三、实验探究，数据实证 一、测试载重，记录数据 （一）、介绍测试方法 教师展示水槽和测试工具：“现在我们的船做好了，怎么知道谁装得多呢？我们需要一个公平的测试标准。请大家看教材第30页的第三步：‘用弹珠或垫圈模拟货物，比较哪一艘船的载重量大。’" 教师示范测试步骤：1. 将船轻轻放入水中，确保船平稳漂浮；2. 用镊子或手小心地将弹珠（或垫圈）一个一个放入船舱中心；3. 每放一个都要数清楚；4. 当船进水沉没的前一刻，停止投放，记录此时的数量。 强调注意事项：投放货物时要轻拿轻放，尽量放在船的中心位置，避免船身倾斜过快；如果船中途漏水，该次测试无效，需重新制作或修补后重试。 （二）、分组实验，轮流测试 各小组依次上台进行测试。其他小组成员负责计数和记录。教师提供《活动手册》记录表，包含“船的型号（底面积大小）”、“预测载重量”、“实际载重量（弹珠数）”、“备注”等栏目。 教师巡回指导，观察学生操作是否规范，提醒学生注意观察船在加载过程中的状态变化，比如船身下沉了多少，是否发生倾斜。 （三）、多轮对比，优化改进 如果时间允许，鼓励各组尝试制作第二艘不同底面积的船进行对比，或者让不同底面积的小组互换测试，收集更多数据。 教师引导学生关注异常数据：“有没有哪艘船的数据特别离谱？是不是因为漏水了？还是因为放歪了？”引导学生反思实验误差的来源。 1. 认真听讲，掌握正确的载重量测试方法和安全规范。 2. 小组分工合作，一人投放货物，一人计数，一人记录数据。 3. 小心翼翼地将弹珠放入船中，直到船沉没或进水。 4. 如实记录实验数据，并与预测值进行对比，分析差异原因。 设计意图 通过规范的实验操作，让学生获得一手数据。这是科学探究的核心环节，通过“做中学”，学生能直观感受到不同形状对载重量的影响。强调数据的真实性和记录的完整性，培养严谨的科学态度。 四、研讨交流，建构概念 一、数据分析，得出结论 （一）、汇报数据，全班汇总 邀请几个典型小组（如底面积最大的组、最小的组、中间的组）汇报他们的实验数据。教师在黑板上绘制柱状图，将不同底面积对应的载重量直观展示出来。 提问：“大家发现了什么规律？底面积大的船，载重量怎么样？底面积小的船，载重量又怎么样？” 引导学生结合计算出的体积数据进行对比：“我们之前算过，底面积大的船，它的体积也是最大的。这说明了什么？” （二）、深度研讨，突破难点 针对教材第30页的“研讨”问题展开讨论： 问题1：“船的载重量跟什么有关？” 教师引导：“不仅仅是底面积，还跟船的高度有关。我们把船做得越高，排开的水就越多，受到的浮力就越大。所以，船的载重量主要取决于船排开水的体积。” 问题2：“怎样提高船的载重量？” 学生总结：增大底面积、增加船的高度、保证船体密封不漏。 教师补充：“这就是为什么现代的货轮都造得那么大，而且有很多层甲板。它们通过巨大的体积来排开大量的水，从而获得巨大的浮力来承载货物。” （三）、拓展思考，解决新问题 展示教材第30页的“拓展”部分图片：“但是，如果我们在船上放很多滚动的弹珠，船很容易侧翻。怎么办？” 引导学生思考船舱分隔的作用：“如果把船内部用隔板分成很多小格子，就像现在的集装箱船一样，会发生什么？” 简要介绍：分隔舱可以提高船的稳定性，防止货物滚动导致重心偏移。 1. 积极汇报本组的实验数据，参与全班数据的统计。 2. 观察柱状图，分析底面积、体积与载重量之间的关系。 3. 结合研讨问题，运用科学知识解释实验现象，归纳结论。 4. 思考如何提高船的稳定性，初步了解船舱分隔的作用。 设计意图 通过数据可视化，帮助学生从感性认识上升到理性认识。研讨环节紧扣教材核心问题，引导学生透过现象看本质，理解“排开水的体积”这一核心概念。拓展环节则进一步拓宽了学生的视野，连接了科学与生活。 五、课堂总结，布置作业 一、总结升华，延伸学习 （一）、回顾全课，梳理知识 教师带领学生回顾本节课的学习历程：“今天我们通过设计、制作、测试，发现了增加船载重量的秘密。原来，只要我们能想办法增大船排开水的体积，就能让船装下更多的东西。这就是造船技术的智慧。” 重申核心结论：在材料一定的情况下，增大船的体积（底面积或高度），可以显著增加载重量。 （二）、布置作业，拓展实践 1. 基础作业：完成活动手册中的相关练习题，整理今天的实验报告。 2. 实践作业：回家后利用废旧材料（如泡沫板、塑料瓶等）制作一艘能装更多货物的船，并尝试给它装上动力（参考下一课内容），下周带来展示。 （三）、结束语 “小小的铝箔纸也能有大作为，希望同学们像工程师一样，用智慧和双手去创造更多有用的发明！下课！” 1. 跟随老师回顾本节课的重点内容和实验结论。 2. 记录作业要求，明确课后任务。 3. 整理实验器材，清理桌面卫生。 4. 期待下节课的实践挑战。 设计意图 总结环节帮助学生构建完整的知识体系。分层作业设计兼顾了巩固知识和拓展创新，特别是引入“装动力”的预告，为下一课做了很好的衔接，保持学生的学习热情。 板书设计 增加船的载重量 一、聚焦：需求大 -> 技术解 二、探究：铝箔船实验 1. 设计：底面积不同（2cm, 3cm, 4cm折痕）2. 制作：密封、平整 3. 测试：放弹珠，数个数 三、结论：体积 = 底面积 × 高 体积越大 -> 排开水越多 -> 浮力越大 -> 载重量越大 四、拓展：船舱分隔 -> 提高稳定性 教学反思 成功之处 1. 情境导入生动有效，通过货轮视频迅速抓住了学生的注意力，激发了他们探索“如何增加载重量”的兴趣。 2. 实验设计体现了控制变量的思想，通过计算不同底面积和高度下的体积，让学生直观地看到了体积与载重量的正相关关系，突破了难点。 3. 学生参与度极高，在制作和测试环节，学生们表现出强烈的竞争意识和团队合作精神，课堂氛围活跃。 不足之处 1. 部分小组在制作铝箔船时，由于操作不够熟练，导致船体出现褶皱或轻微破损，影响了实验结果的准确性，后续应加强制作技巧的指导。 2. 在数据统计环节，由于时间紧凑，部分小组未能充分讨论数据背后的深层原因，只是停留在表面现象，教师引导的深度还可以进一步加强。 3. 对于“船舱分隔”的拓展环节，仅停留在图片展示，未能让学生亲手体验分隔带来的稳定性变化，略显遗憾。 学科网（北京）股份有限公司 $