2.7《制作与测试我们的小船》教学设计-2025-2026学年科学五年级下册教科版

《制作与测试我们的小船》 学科 小学科学 年级册别 五年级下册 共1课时 教材 教科版小学科学五年级下册 授课类型 工程设计与实践课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是教科版五年级下册“船”单元的第二课，承接第一课的浮力原理学习。教材核心在于引导学生将设计图转化为实物，重点阐述制作步骤的合理性与动力系统的应用。内容涵盖载重（200克）、动力、航程三大测试标准，并引入龙骨结构等工程知识，旨在通过“制作-测试-改进”的工程闭环，培养学生解决复杂问题的实践能力。 学情分析 五年级学生已掌握物体沉浮条件及简单浮力计算，具备初步的设计绘图能力。但在工程实践中，学生常忽视材料特性与结构的匹配，对“动力系统”的理解多停留在概念层面，缺乏动手实现经验。难点在于如何将抽象设计转化为符合测试标准的实体，以及如何在测试失败后理性分析原因并进行迭代优化。 课时教学目标 科学观念 1. 理解现代轮船骨架、船舱及龙骨结构对增加牢固度和抗风浪能力的关键作用，认识工程设计需兼顾功能与结构安全。 2. 明确小船测试的三项核心标准：载重量达到200克、拥有独立动力系统、能行驶一段距离，建立工程评价的量化意识。 科学思维 1. 能通过对比古代龙舟与现代轮船的结构差异，运用分析与比较的方法，推理出结构设计对航行性能的影响规律。 2. 在测试环节遭遇失败时，能基于数据（如沉没深度、行驶距离）进行因果分析，提出针对性的改进假设而非盲目调整。 探究实践 1. 能依据设计图，选择合适的材料（如泡沫、塑料瓶、橡皮筋等），按照合理的步骤制作出具备动力系统的模型小船。 2. 能在模拟水域中规范操作，使用砝码或钩码测试载重，记录行驶轨迹与距离，并根据测试结果撰写说明书或改进方案。 态度责任 1. 在小组合作制作中，能主动承担分工任务，尊重同伴创意，面对制作失败不气馁，保持探索与改进的科学态度。 2. 了解我国船舶制造业成就（如“蛟龙号”、航母），增强民族自豪感，树立利用科技服务社会、保护海洋环境的意识。 教学重点、难点 重点 1. 掌握小船制作的合理步骤，能够根据设计图完成具有动力系统和一定载重能力的模型小船制作。 2. 理解并执行三项测试标准（载重200克、有动力、行得远），并能基于数据进行客观评估。 难点 1. 如何将设计图中的“动力系统”转化为实际可行的机械结构（如螺旋桨、气球推进等）。 2. 在测试失败后，如何从结构稳定性、重心分布、动力效率等多维度分析原因并进行有效改进。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、工程实践法、合作学习法、讲授法 教具准备 水槽、水、泡沫板、塑料瓶、橡皮筋、小马达、螺旋桨、砝码、秒表、尺子、设计图纸、多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入：深海寻宝挑战 一、创设情境，发布“深海寻宝”工程任务 （1）、播放视频，激发兴趣 教师播放一段关于“蛟龙号”载人潜水器在海底7000米深处探索的短片，画面展示其红色上层建筑与白色主体在蓝色海水中航行的壮观景象，船体上清晰可见“蛟龙号”字样及五星红旗标志。 引导语：“同学们，我们的国家制造出了世界上下潜最深的作业型载人潜水器‘蛟龙号’，它已经成功在海底7000米深处进行过载人探索。但是，如果要运送物资到深海，或者像古代人那样在江河湖海中运输货物，我们需要什么样的工具呢？今天，我们将化身‘小小造船工程师’，接受一个特殊的挑战——为学校的科技节制作一艘能载着大家在水中行驶的大型纸船，或者先制作一艘满足特定标准的小型实验船。” （2）、解读任务书，明确测试标准 教师分发“深海寻宝挑战任务卡”，并详细解读其中的三项核心测试标准： 1. 载重量：必须达到200克。这意味着小船不仅要能浮起来，还要能承受相当于4个鸡蛋的重量而不沉没。 2. 动力系统：必须有自己的动力系统。不能只是靠手推，需要利用橡皮筋、气球、小马达或风力等能量来源让船自己动起来。 3. 行驶距离：必须能行驶一段距离。至少要从起点线移动到终点线，证明其具有持续的推进能力。 引导语：“这三项标准就像三道关卡，只有全部通过的船，才有资格参加最终的‘科技节展览’。现在，请大家打开课本第35页，看看教科书里是如何指导我们开始制作的。” （3）、回顾设计，确认方案可行性 教师展示几份典型的“小船设计图”案例，包括帆船、动力船和驳船。 提问：“在设计图中，你们是否考虑了船底的龙骨结构？现代轮船都有骨架和船舱，这能增加船的牢固程度，更好地利用空间，还能阻止漏水蔓延。我们的简易小船虽然材料简单，但能否借鉴这种思路？” 强调：“有了设计图，我们就可以按照设计图开始制作了。思考怎样的制作步骤是比较合理的。是先做船身还是先装动力？顺序错了可能会导致无法安装。” 1. 观看“蛟龙号”视频，感受大国重器的魅力。 2. 阅读任务卡，明确载重200克、有动力、行得远的三项标准。 3. 结合已有设计图，讨论制作步骤的合理性。 4. 思考龙骨结构对船体坚固性的作用。 设计意图 通过“蛟龙号”视频震撼导入，激发学生的民族自豪感和工程使命感。明确具体的量化测试标准，将抽象的“做好一艘船”转化为可操作的工程目标，为后续实践指明方向。 二、工程实践：制作与测试 一、分组制作，落实设计细节 （1）、材料选择与结构搭建 教师巡视各小组，指导学生根据设计图选择合适的材料。对于使用泡沫板的学生，提醒注意切割边缘的平滑度；对于使用塑料瓶的学生，指导如何固定船底配重以保持平衡。 示范关键步骤：“制作船身时，我们可以借鉴古代龙骨的思路。虽然我们没有木头，但可以用硬纸板折成'V'字形或'I'字形固定在底部，这就是简易的‘龙骨’，它能大大增加船的纵向强度，防止船体断裂。 引导语：“现在，请各组按照设计图开始制作。注意，制作步骤要合理。比如，如果你打算用橡皮筋驱动螺旋桨，请先确保螺旋桨轴的安装位置不会影响船身的浮力平衡。” （2）、动力系统组装 针对动力系统的安装，教师提供三种常见方案供选择并指导操作： 方案A（橡皮筋动力）：将橡皮筋一端固定在船尾，另一端连接螺旋桨轴。拧紧橡皮筋储存弹性势能，释放后带动螺旋桨旋转。 方案B（气球动力）：将气球套在吸管上，吸管穿过船身，吹气后松手，利用反冲力前进。 方案C（电动马达）：将小马达固定在船尾，连接电池盒和螺旋桨，注意线路绝缘。 指导要点：“无论哪种方案，都要确保动力装置安装牢固，且不会阻碍船体入水。如果动力装置太重，船可能会吃水过深，影响载重测试。” （3）、下水预试与微调 在各组基本成型后，允许进行第一次下水预试。 教师提示：“不要急着放满200克重物。先空船测试，看它是否能平稳漂浮，动力是否顺畅。如果船身倾斜，检查两侧重量是否对称；如果转圈，检查螺旋桨是否歪斜。” 鼓励创新：“如果在测试中发现船容易侧翻，能不能加宽船底？如果跑得太慢，能不能换更粗的橡皮筋？” 二、正式测试，数据记录与分析 （1）、载重测试操作规范 教师讲解载重测试的具体流程：将小船放入水槽，轻轻放置砝码或钩码。要求均匀放置在船舱中心位置，避免偏载导致侧翻。 规则说明：“我们要测试的是‘载重量达到200克’。请一组一组地加，每加一次观察船的状态。当船刚好下沉到水面与船沿齐平，或者再加重一点就沉没时，记录此时的总重量。注意，必须稳稳地浮在水面上才算成功。” （2）、动力与航程测试 启动动力系统，计时并测量行驶距离。 教师引导：“现在开始测试动力和航程。请一名同学负责释放动力，一名同学负责计时，一名同学负责标记终点。如果船能行驶超过1米，即视为达标。如果中途停止，请记录停止时的距离。” 数据记录：“请在实验记录单上如实填写：载重多少克？行驶了多少厘米？遇到了什么问题？” （3）、故障诊断与即时改进 针对未达标的船只，教师组织“现场会诊”。 提问：“为什么你的船载重不够？是不是因为船身太窄，稳性不好？为什么动力不足？是不是橡皮筋拧得太少？还是螺旋桨太大阻力太大？” 策略指导：“如果是结构问题，可以加固龙骨；如果是动力问题，可以增加橡皮筋数量或更换更大功率马达。记住，工程就是在不断试错中进步的。” 1. 小组合作，根据设计图选择材料，搭建船身并安装龙骨结构。 2. 组装动力系统（橡皮筋/气球/马达），进行空船预试。 3. 进行载重测试，逐步添加砝码直至沉没临界点，记录数据。 4. 测试动力行驶距离，分析失败原因并尝试即时改进。 设计意图 通过“制作-预试-测试-改进”的完整工程流程，让学生亲历科学探究的全过程。强调龙骨结构等工程知识的应用，培养学生在真实情境中解决问题的能力和合作精神。 三、评估交流：展览与说明书 一、举办“小船展览会” （1）、成果展示与互评 教师组织各小组将成功通过测试的小船集中展示在水槽中，形成“舰队”。 引导语：“恭喜大家完成了挑战！现在，让我们举办一场‘小船展览会’。请成功通过三项标准的小船代表上台展示。其他同学作为‘评审团’，观察它们的造型、结构和动力方式。” 互评环节：“你觉得哪艘船最漂亮？哪艘船跑得最快？哪艘船载重最多？请说出理由。” （2）、分享成功经验 邀请表现优异的小组分享制作心得。 提问：“你们组是怎么解决船身不稳的问题的？你们的动力系统有什么特别之处？” 预设回答：“我们加了宽宽的底板。”“我们用了双螺旋桨。”“我们把重物放在最下面降低重心。” 二、撰写说明书，深化认知 （1）、编写产品说明书 教师布置任务：“每一艘成功的船都是一件作品，我们需要给它写一份说明书。说明书要包含：船的名称、使用的材料、动力原理、最大载重、行驶距离以及注意事项。” 示例引导：“例如：‘极速号’，采用泡沫板和橡皮筋动力，最大载重220克，行驶距离1.5米。注意事项：使用前请检查橡皮筋是否老化。” （2）、拓展思考与总结 教师引导学生联系教材中的“科学阅读”内容。 提问：“我们做的船虽然简单，但现代轮船有骨架、船舱，能阻止漏水蔓延。我们的船如果漏水了怎么办？能不能借鉴船舱的设计，把船分成几个小格？” 总结升华：“我国有三千多家船厂，分布在长三角、珠三角和环渤海地区。我们已经建造了自己的航空母舰。希望大家以后能关注我国的船舶制造，用科学知识报效祖国。” 1. 展示本组小船，参与互评，找出优点与不足。 2. 分享制作过程中的关键技巧和解决问题的方法。 3. 撰写小船说明书，整理技术参数和使用说明。 4. 思考船舱结构与防沉设计的关联，拓展工程视野。 设计意图 通过“展览会”和“说明书”环节，将实践成果转化为语言表述，锻炼学生的归纳总结能力。结合我国船舶工业成就，提升学生的家国情怀，实现情感态度价值观的目标。 四、拓展延伸：科技节展望 一、展望未来，布置课后任务 （1）、大型纸船挑战预告 教师展示一张学生在学校科技节上乘坐自制大型纸船在水中行驶的图片和视频片段。 引导语：“今天我们制作的是实验小船。在即将到来的学校科技节上，同学们可以尝试制作一艘大型纸船，载着大家在水中行驶。这需要更大的设计勇气和更严谨的工程计算。” （2）、课后探究任务 布置开放性作业：“回家后可以查阅资料，了解古代船底龙骨结构的具体形状，或者尝试设计一种新型的动力系统（如太阳能、水力等），下节课分享。” （3）、课堂小结 教师总结：“制作与测试我们的小船，不仅是一次手工活动，更是一次工程思维的洗礼。从设计到制作，从测试到改进，每一步都凝聚着智慧。希望同学们保持这份探索的热情，未来成为真正的造船大师！” 1. 观看大型纸船视频，激发对大型工程项目的向往。 2. 记录课后探究任务，思考龙骨结构或新动力形式。 3. 聆听课堂小结，梳理本节课的核心收获。 4. 整理实验器材，清理桌面卫生。 设计意图 将课堂学习延伸至课外和家庭，通过“科技节”愿景激励学生持续探索。最后的小结帮助学生构建完整的知识框架，养成良好的实验习惯。 板书设计 《制作与测试我们的小船》 一、任务目标（三项标准） 1. 载重：≥ 200g 2. 动力：有独立动力系统 3. 航程：行驶一段距离 二、制作要点 1. 结构：龙骨（坚固）、船舱（防沉） 2. 动力：橡皮筋 / 气球 / 马达 3. 步骤：设计 → 选材 → 制作 → 预试 三、测试与改进 问题 → 分析 → 改进 → 再测试（工程思维：不断迭代） 四、大国重器;蛟龙号（7000m） | 航空母舰 | 龙骨智慧 教学反思 成功之处 1. 情境创设生动有效：通过“蛟龙号”视频和“深海寻宝”任务，极大地激发了学生的参与热情，将枯燥的工程制作转化为一场充满使命感的探险活动。 2. 工程思维落地扎实：教学中不仅仅关注船做得漂不漂亮，更强调“测试标准”的量化和“改进迭代”的过程，让学生在失败中学会分析原因，真正体验了工程设计的核心逻辑。 3. 跨学科融合自然：将物理浮力知识、数学测量计算与工程结构设计有机结合，同时融入我国船舶工业成就，有效提升了学生的科学素养和家国情怀。 不足之处 1. 时间把控略显紧张：部分小组在动力系统组装上花费过多时间，导致最后的测试和改进环节稍显仓促，未能让所有小组都充分经历多次迭代。 2. 个体差异关注不够：在小组合作中，个别动手能力较弱的学生参与度不高，主要依赖组长操作，下次需设计更细致的角色分工（如记录员、材料员、操作员）以确保全员参与。 3. 评价维度单一：目前主要关注结果是否达标，对学生在过程中展现出的创新思维和团队协作精神的多元化评价还可以更加丰富。 学科网（北京）股份有限公司 $