1.6《 设计指南针》教学设计-2025-2026学年科学三年级下册教科版

《 设计指南针》 学科 小学科学 年级册别 三年级下册 共1课时 教材 教科版 授课类型 探究实践课 第1课时 教材分析 教材分析 本课选自教科版三年级下册《磁铁》单元，是连接“认识磁铁”与“制作指南针”的关键环节。教材通过回顾郑和下西洋的历史故事，引出利用身边材料设计指南针的任务。内容涵盖明确任务、制订方案（讨论评价标准、设计支撑式或水浮式方案）、评估改进及拓展准备。旨在引导学生经历工程设计的全过程，从需求分析到方案设计，培养工程思维。 学情分析 三年级学生已掌握磁极指向南北的特性，对磁铁有浓厚兴趣，但缺乏将知识转化为工程产品的经验。他们能简单描述现象，但在制定严谨的评价标准和构思具体结构时存在困难。学生生活经验丰富，知道指南针用途，但对其内部构造原理模糊。教学中需搭建支架，引导其从感性认知走向理性设计，突破“如何让磁针灵活转动且稳定”的难点。 课时教学目标 科学观念 1. 知道指南针是利用磁铁能够指南北的性质制成的工具。 2. 理解评价一个指南针好坏需要综合考虑灵敏度、准确性、便携性和美观度等多个维度。 科学思维 1. 能通过对比分析，提出让磁针灵活转动的多种可行方案（如支撑法、水浮法）。 2. 能基于评价标准，运用逻辑推理对设计方案进行自我评估和修正。 探究实践 1. 能小组合作，根据任务要求讨论并制定详细的设计方案，绘制设计图。 2. 能根据他人的评价意见，调整和优化自己的设计方案，为制作做准备。 态度责任 1. 感受中国古代科技成就，增强民族自豪感和文化自信。 2. 养成严谨细致、乐于分享、尊重他人意见的科学态度。 教学重点、难点 重点 1. 确定自制指南针的评价标准。 2. 小组合作制订出可行的指南针设计方案。 难点 1. 如何设计出让磁针既灵敏又稳定的支撑或悬浮结构。 2. 如何根据评价标准客观地评估并改进设计方案。 教学方法与准备 教学方法 情境教学法、议题式教学法、合作探究法、讲授法 教具准备 多媒体课件（郑和航海视频、指南针图片）、条形磁铁、回形针、泡沫块、碗、水、记录单、设计图纸模板。 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，明确任务 一、穿越时空，开启航海之旅 （一）、播放视频，创设历史情境 1. 教师播放一段关于明代航海家郑和率领船队下西洋的短视频片段。视频中展示了庞大的船队在波涛汹涌的大海上航行，帆上挂着鲜艳的旗帜，船头悬挂着罗盘。 2. 教师提问：“同学们，在几百年前没有卫星导航的时代，郑和的船队是如何在茫茫大海上辨别方向，顺利完成文化交流任务的呢？请大家仔细观察视频中的细节。” 3. 引导学生关注视频中船上的关键设备——指南针。教师讲述：“正是这个小小的仪器，帮助郑和的船队七下西洋，开辟了海上丝绸之路。今天，我们也要像古代的小工匠一样，利用身边的材料，尝试设计一个属于我们自己的指南针！” （二）、揭示课题，明确核心任务 1. 教师在黑板上板书课题《设计指南针》，并在旁边贴上郑和船队的简笔画。 2. 教师出示任务卡：“我们的任务是：利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。” 3. 教师进一步追问：“要设计出一个好的指南针，我们需要先解决什么问题？大家觉得什么样的指南针才是‘好’的？” 4. 引导学生思考设计的初步方向，激发学生的探究欲望，为后续讨论评价标准做铺垫。 二、头脑风暴，初识评价标准 （一）、抛出问题，引发思考 1. 教师组织全班讨论：“如果我们要评选班级里的‘最佳指南针’，你们认为应该从哪些方面来打分呢？比如，它转得快不快？准不准？好不好带？漂亮不漂亮？” 2. 教师鼓励学生大胆发言，将学生的想法记录在黑板上，如“转得灵”、“指得准”、“轻便”、“好看”等关键词。 （二）、提炼标准，形成共识 1. 教师引导学生将零散的想法归纳整理。教师总结：“刚才大家提了很多很好的建议。我们可以把这些建议变成我们小组设计指南针时的‘评价标准’。” 2. 教师结合教材第18页的内容，展示标准的四大维度： 磁针旋转灵敏，表盘有8个方向。 制作材料易得、价格低廉。 轻巧简便。 外观美观。 3. 教师强调：“这些标准就是我们设计的‘尺子’，所有的方案都要尽量符合这些要求。特别是‘磁针旋转灵敏’和‘指得准’，这是指南针最核心的功能。” 1. 观看视频，观察郑和船队使用的指南针。 2. 思考并回答：指南针帮助船队辨别方向。 3. 齐读任务，明确本节课要完成“设计指南针”的挑战。 4. 积极参与讨论，提出自己对好指南针的看法。 设计意图 通过郑和下西洋的历史故事，激发学生的好奇心和民族自豪感，将抽象的“设计任务”具象化为“解决航海难题”，让学生在真实的情境中产生强烈的学习动机。同时，通过头脑风暴，让学生初步感知评价标准的重要性，为后续的方案设计奠定基础。 二、小组合作，制订设计方案 一、深入研讨，攻克技术难关 （一）、聚焦核心问题：如何让磁针灵活转动？ 1. 教师将学生分为若干小组，每组分发一套基础材料包（包含条形磁铁、回形针、细线、泡沫块、小碗、水等）。 2. 教师提出驱动性问题：“我们已经有了磁针（可以用缝衣针或条形磁铁代替），但是怎么让它能自由转动并且准确指向南北呢？请大家动手试一试，或者动脑想一想，有哪些方法可以让磁针‘站’起来或者‘浮’起来，并且转动起来很灵活？” 3. 教师巡视各小组，引导学生进行简单的尝试。例如，有的组可能想到用细线吊起来，有的组可能想到放在泡沫片上，还有的组可能想到放在水里。 4. 教师适时介入指导：“如果用线吊着，线会不会太紧导致转不动？如果放在泡沫上，泡沫会不会太重压住磁针？如果放在水里，水会不会晃动影响指向？” （二）、比较方案，筛选最优解 1. 教师组织各组汇报初步想法。教师板书两种主要方案雏形：“支撑式”（如用大头针尖支撑、用细线悬挂）和“水浮式”（如用泡沫托起、直接漂浮）。 2. 教师引导学生对照之前的“评价标准”进行讨论：“这两种方案，哪种更符合‘轻巧简便’？哪种更容易做到‘旋转灵敏’？哪种操作起来更安全？” 3. 教师展示教材第19页的“班级记录单”示意图，介绍第二组的“支撑式指南针设计方案”和第一组的“水浮式指南针设计方案”。 4. 教师示范如何填写记录单：“首先，我们要写下日期；其次，列出所需的材料清单；最后，画出设计图，图文结合，让别人一看就懂。” 二、动手绘图，完善设计方案 （一）、分组设计，绘制草图 1. 各小组根据讨论结果，选择一种方案进行深入设计。要求学生必须画出详细的结构图，标注清楚磁针的位置、支撑点或浮体的位置、底座的形状等。 2. 教师提供设计图纸模板，指导学生规范作图。对于“水浮式”，要画出容器、水、泡沫、磁针的层次关系；对于“支撑式”，要画出支点是否稳固，磁针是否平衡。 3. 教师提醒：“设计不仅仅是画图，还要考虑材料。请检查你们的材料清单是否都在我们身边容易找到的东西，比如回形针、纸杯、树叶等，不要设计得太复杂，要符合‘价格低廉’的标准。” （二）、组内互评，优化方案 1. 设计完成后，组内成员互相检查：“我们的磁针能转得动吗？指向会准吗？材料够不够？” 2. 教师选取几个典型小组的设计方案投影展示，引导全班同学依据评价标准进行点评。 3. 教师引导：“这个小组设计的悬挂线有点短，可能会导致磁针晃动幅度大，影响读数，能不能改长一点？那个小组的水盆太大了，不符合‘轻巧简便’，能不能换个更小的容器？” 4. 各组根据同伴的建议，对自己的设计图进行修改和完善，确保方案的可操作性。 1. 小组讨论，尝试不同的放置方式（悬挂、支撑、漂浮）。 2. 对比不同方案的优缺点，结合评价标准进行选择。 3. 分工合作，一人记录，一人画图，一人选材。 4. 展示设计图，接受同学和老师的评价，并修改方案。 设计意图 本环节是课程的核心。通过“发现问题-提出假设-验证方案-优化设计”的工程思维路径，让学生亲历科学探究过程。教师不直接给出答案，而是提供材料和引导语，让学生在实践中体会“支撑”和“水浮”的原理，培养解决实际问题的能力。同时，通过互评环节，强化评价标准的应用，提升批判性思维。 三、交流展示，评估与改进 一、成果展示，多维评价 （一）、小组代表上台汇报 1. 邀请3-4个不同方案的小组代表上台，展示他们的“班级记录单”和设计图。 2. 汇报内容包括：选择的方案类型、使用的主要材料、设计图的亮点以及预期的效果。 3. 教师鼓励其他同学作为“评审团”，拿着评价标准表进行打分和提问。 （二）、师生共同点评 1. 教师引导：“大家觉得这个‘水浮式’方案最大的优点是什么？有没有什么潜在的问题？” 2. 学生反馈：“优点是操作简单，缺点是水面波动可能影响稳定性。” 3. 教师补充：“非常敏锐！所以我们在设计时要考虑容器的防风措施，或者限制水的晃动范围。这就是‘评估与改进’的过程。” 4. 教师再次强调：“无论选择哪种方案，核心都是要让磁针能自由转动并准确指向南北。只要符合评价标准，就是优秀的设计。” 二、总结延伸，准备制作 （一）、整理思路，确定最终方案 1. 各小组根据课堂上的交流和评价，最终确定本组的制作方案，并在记录单上签字确认。 2. 教师布置课后任务：“今天我们完成了最关键的设计环节。课后，请同学们根据确定的方案，去搜集和整理制作指南针所需的材料。比如，如果你选水浮式，就要找一个合适的小碗和一块轻质的泡沫；如果选支撑式，就要找一根细线和一个大头针。” 3. 教师提醒：“材料要安全、环保。下节课，我们将正式动手制作指南针，看看谁的设计最实用！” 1. 小组代表自信展示设计方案，讲解设计思路。 2. 台下同学认真倾听，依据标准提出建设性意见。 3. 记录员修改完善本组的设计图。 4. 明确课后任务，开始准备制作材料。 设计意图 通过展示与交流，为学生提供表达自我的平台，锻炼口语交际能力。同时，通过多角度的评价，帮助学生跳出单一视角，发现设计的不足，学会在反思中进步。最后的拓展环节将课堂延伸至课外，为下一课时的制作做好充分的物质和心理准备，保持学习的连续性。 四、课堂总结，情感升华 一、回顾历程，展望未来 （一）、梳理流程 1. 教师带领学生回顾本节课的学习流程：“今天我们经历了从明确任务，到讨论标准，再到设计方案的完整过程。大家是不是觉得像真正的小工程师一样？” 2. 教师总结：“设计并不是一蹴而就的，需要经过不断的思考和修改。希望同学们在课后能认真准备材料，期待下节课看到大家亲手制作的精美指南针。” （二）、情感升华 1. 教师再次提及郑和的故事：“古人利用智慧发明了指南针，推动了人类文明的进程。今天，我们也用科学思维设计了指南针。希望大家将来也能像古人一样，用科学知识造福人类。” 1. 跟随老师回顾本节课的重点内容。 2. 表达对下节课制作的期待。 3. 感受科学发明的伟大意义。 设计意图 简短的总结有助于巩固知识，强化记忆。情感升华部分旨在培养学生的家国情怀，将科学知识的学习与历史文化传承相结合，落实立德树人的根本任务。 板书设计 6. 设计指南针 任务：设计小巧、指向准确的指南针 评价标准： 1. 磁针旋转灵敏（核心） 2. 指向准确 3. 材料易得、轻巧简便 4. 外观美观 设计方案： 【支撑式】 材料：针、线、支架 关键：支点要稳，转动要灵 【水浮式】 材料：碗、水、泡沫/瓶盖 关键：浮体要轻，水面要平 郑和下西洋 → 智慧传承 教学反思 成功之处 1. 情境创设有效：通过郑和下西洋的视频导入，成功激发了学生对指南针的兴趣和民族自豪感，使学生在“解决航海难题”的驱动下主动投入学习。 2. 评价标准前置：在设计方案之前，先与学生共同讨论并确立评价标准，使得后续的设计活动有了明确的导向，避免了盲目设计，培养了学生的工程思维。 3. 学生主体突出：整个教学过程以小组合作探究为主，教师主要扮演引导者和支持者角色，学生通过动手尝试、画图设计、互评修改，深度参与了知识的建构过程。 不足之处 1. 时间把控略显紧张：在“制订方案”环节，部分小组讨论热烈，导致绘图和修改时间不足，部分作品未能完全呈现细节。未来可考虑延长该环节时间或分两课时进行。 2. 个别差异关注不够：在小组合作中，个别性格内向的学生参与度不高，主要依赖组长。下次需细化分工，确保每位学生都有具体的任务。 3. 材料准备多样性：虽然提供了基础材料，但部分学生想尝试更独特的材料（如不同形状的浮体），受限于课堂条件未能充分满足，需在课后作业中给予更多开放空间。 学科网（北京）股份有限公司 $