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？”
 

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。

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。”

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。”
 

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。