2.3《用沉的材料造船》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册教科版

五年级下册科学第二单元《船的研究》 第3课《用沉的材料造船》教学设计 一、基本信息 课程：小学科学 教材：教科版五年级下册 单元：第二单元 船的研究 课题：第3课 用沉的材料造船 课时：1课时 二、设计依据 1. 课标依据：依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》，本课属于“工程与技术”核心概念，要求学生用沉的材料（橡皮泥、铝箔）造船，通过改变材料形状增大浮力，让沉的材料漂浮，理解钢铁造船的原理，落实科学探究、科学思维、科学观念与态度责任四大核心素养，同时渗透技术改变材料性能的意识。 2. 教材逻辑：本课是单元探究的技术进阶环节，前两课聚焦浮的材料造船，本课转向沉的材料造船，通过橡皮泥、铝箔造船实验，引导学生理解“改变材料形状能增大浮力”的科学原理，为后续探究船的载重量、稳定性等技术问题奠定科学基础，体现了单元从“材料利用”到“原理探究”的进阶。 3. 学情依据：五年级学生已知道木头、竹子等浮的材料能造船，但对沉的材料（如钢铁）能造船的原理缺乏理解，对“浮力”概念只有初步感知，缺乏通过改变材料形状增大浮力的实践体验。本课通过模拟实验，帮助学生理解沉的材料造船的科学原理，同时掌握提升船稳定性的方法。 三、教材分析 本课以“用沉的材料造船”为探究主题，引导学生经历“聚焦问题—制作测试—研讨原理—拓展应用”的完整探究流程，教材内容分为四个核心板块： 1. 聚焦：以“沉的材料也可以造船吗？”引发思考，引出本课探究主题，实现从浮的材料到沉的材料的探究过渡。 2. 探索： 环节1：用橡皮泥和铝箔（沉的材料）模拟造船，让它们漂浮在水面上； 环节2：测试橡皮泥船和铝箔船的载重量，观察它们能否装载一定量的金属垫圈； 环节3：理解沉的材料做成船型后，受到的浮力增大，因此能漂浮在水面上，了解钢铁造船的技术进步。 3. 研讨：围绕让沉的材料漂浮的方法、提升船稳定性的方法展开讨论，结合渡船、双体帆船的图片，理解船底宽阔、双体结构等提升稳定性的设计。 4. 拓展：通过资料介绍，了解船的稳定性对航行安全的重要性，认识不同船型的稳定性设计，深化对工程技术的理解。 教材设计层层递进，以模拟实验为载体，让学生在制作、测试中理解沉的材料造船的科学原理，同时渗透工程设计的优化思想，落实科学素养的培养。 四、学情分析 1. 知识基础：学生已知道浮的材料能造船，见过钢铁制造的轮船，但对沉的材料（橡皮泥、铝箔）如何漂浮在水面上缺乏认识，对“浮力”的概念和影响因素了解较少。 2. 能力特点：学生乐于动手制作，能参与简单的造船实验，但在改变材料形状时容易出现船型不合理、载重量小的问题；能进行简单的载重量测试，但对数据的分析和原理的提炼能力有待提升。 3. 思维水平：学生以具象思维为主，对抽象的“浮力变化”理解需要实验支撑，容易出现“只关注船是否漂浮，不思考背后原理”的问题，需要教师通过研讨引导学生建立“形状改变—浮力增大—材料漂浮”的逻辑关联。 4. 情感态度：学生对沉的材料造船充满好奇，有探究兴趣，通过了解钢铁造船的技术进步，能体会到科学原理对工程技术的推动作用，增强工程技术意识。 五、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道沉的材料（橡皮泥、铝箔）可以通过改变形状做成船型，增大浮力，从而漂浮在水面上。 2. 理解钢铁能造船的原理，知道改变材料形状能增大浮力，认识船的稳定性设计（宽阔船底、双体结构）。 （二）科学思维目标 1. 能通过改变橡皮泥和铝箔的形状，让它们漂浮在水面上，初步形成模型建构与创新设计能力。 2. 能通过测试船的载重量，分析不同船型的浮力差异，形成对比分析与归纳推理能力。 （三）探究实践目标 1. 能用橡皮泥和铝箔制作船型，测试它们的载重量，完成实验记录表的填写。 2. 能通过实验对比，提出提升船稳定性的方法，初步形成工程优化的实践能力。 （四）态度责任目标 1. 在制作沉的材料船的过程中，养成严谨细致、实事求是的科学态度，体会科学原理对工程技术的推动作用。 2. 增强工程技术意识，认识到技术进步需要科学原理的支撑，激发对科学与工程结合的探究兴趣。 六、教学重难点 教学重点：用橡皮泥和铝箔制作船型，让沉的材料漂浮在水面上，理解改变形状增大浮力的原理。 教学难点：理解沉的材料做成船型后浮力增大的原因，掌握提升船稳定性的方法。 七、教学准备 （一）教师准备 1. 教学课件（包含橡皮泥、铝箔造船实验视频，钢铁轮船、渡船、双体帆船的图片和资料）； 2. 演示材料：橡皮泥、铝箔、水槽、金属垫圈（或螺母）、记录表； 3. 拓展材料：不同船型的稳定性对比资料、钢铁造船的发展历史。 （二）学生准备 1. 分组制作材料：橡皮泥、铝箔、水槽、金属垫圈（每组1套）； 2. 活动手册中的实验记录表。 八、教学过程 （一）情境导入，聚焦问题（5分钟） 师：上课！同学们好！ 生：老师好！ 师：同学们，我们之前用浮的材料（木头、竹子）造了船，那沉的材料能造船吗？大家看这张图片，巨大的轮船是用钢铁做的，钢铁在水里是沉的，为什么轮船能浮在水面上呢？ 生1：因为轮船做成了空心的形状； 生2：因为轮船很大，能排开很多水，受到的浮力大。 师：说得很有道理！今天，我们就一起来探究《用沉的材料造船》，看看沉的材料橡皮泥和铝箔，能不能做成船浮在水面上，解开钢铁造船的秘密。（板书课题） （二）活动一：用橡皮泥和铝箔造船（10分钟） 师：首先，我们来做一个实验，用橡皮泥和铝箔这两种沉的材料，模拟造一艘船，让它们能漂浮在水面上。请大家以小组为单位，想一想：怎么改变橡皮泥和铝箔的形状，才能让它们浮起来？ （学生小组讨论，设计船型，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的想法？ 小组1：我们打算把橡皮泥捏成碗的形状，中间是空的；把铝箔折成盒子的形状，这样中间空心，就能浮起来了。 师：说得很好！请大家动手试一试，把橡皮泥捏成船型，把铝箔折成船型，然后放在水槽里，看看能不能漂浮起来。制作的时候要注意：橡皮泥船要捏紧，不要有裂缝；铝箔船要折整齐，边缘不要漏水。 （学生小组制作橡皮泥船和铝箔船，教师巡视指导，提醒学生： 1. 橡皮泥船可以捏成碗形、船形，底部要平，这样更稳定； 2. 铝箔船可以折成长方形盒子，边缘要折高，防止水进去； 3. 制作完成后，轻轻放入水中，测试是否漂浮。） 师：哪个小组的船已经漂浮起来了？来展示一下。 （学生展示橡皮泥船和铝箔船，放入水槽测试） 师：大家的船都成功漂浮起来了！原来沉的橡皮泥和铝箔，做成空心的船型后，就能浮在水面上了。 （三）活动二：测试船的载重量（8分钟） 师：接下来，我们来测试一下橡皮泥船和铝箔船的载重量，用金属垫圈当作货物，看看它们能装载几个垫圈，注意不要让水浸湿垫圈，也不要把垫圈放在一边，要均匀放置。请大家小组合作，慢慢把垫圈放在船上，每次放一个，观察船的变化，记录能装载的垫圈数量。 （学生小组测试载重量，教师巡视指导，提醒学生： 1. 垫圈要均匀放在船的中间，不要放在边缘，不然船会侧翻； 2. 慢慢放，观察船什么时候开始下沉，记录下沉前的垫圈数量； 3. 橡皮泥船如果有裂缝，水会进去，影响载重量，要捏紧。） 师：哪个小组来分享一下你们的测试结果？ 小组2：我们的橡皮泥船能装载3个垫圈，铝箔船能装载5个垫圈，放第6个的时候铝箔船开始下沉了。 师：大家的测试结果都差不多，铝箔船的载重量比橡皮泥船大一些，因为铝箔船的空心体积更大，受到的浮力也更大。 （四）研讨一：沉的材料漂浮的原理（5分钟） 师：现在我们来讨论第一个问题：我们用了什么方法，让橡皮泥和铝箔漂浮在水面上？ 生：把它们做成了空心的船型，中间是空的，这样就能浮起来了。 师：没错！原来沉的橡皮泥和铝箔，做成空心的船型后，排开的水量变大了，受到的浮力也增大了，所以就能漂浮在水面上。这就是钢铁能造船的原理：钢铁虽然沉，但做成空心的轮船后，排开的水量很大，受到的浮力也很大，所以能浮在水面上，而且载重量很大。 （五）研讨二：提升船的稳定性（6分钟） 师：我们再来看第二个问题：为了让船型橡皮泥和铝箔稳定地漂浮在水面上，我们又用了什么方法？ 生1：把船的底部做得宽一点，这样不容易侧翻； 生2：把船的边缘折高一点，防止水进去，也能增加稳定性； 生3：把垫圈均匀放在船上，不要只放在一边。 师：说得非常好！船的稳定性很重要，如果船不稳定，就容易侧翻，造成事故。大家看课本上的渡船和双体帆船，渡船的底部特别宽阔，双体帆船有两个船身，这样设计都是为了提高船的稳定性。请大家想一想，怎样改进你们的橡皮泥船和铝箔船，让它们更稳定？ 生：可以把船底做得更宽，或者做成双体船的形状，增加稳定性。 师：大家的想法很有创意！课后可以试着改进一下你们的船，看看能不能让它们更稳定，载重量更大。 （六）拓展：钢铁造船的技术进步（4分钟） 师：随着技术的进步，钢铁也能造船，而且钢铁制造的船不但坚固，载重量也更大。大家看这张图片，巨大的钢铁轮船，能载很多货物和人，这都是因为人们掌握了增大浮力的原理，把沉的钢铁做成了空心的船型。除了轮船，还有用钢铁做的潜艇，能在水下航行，这也是技术进步的结果。 （七）课堂小结（2分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起用沉的材料橡皮泥和铝箔造了船，知道了改变沉的材料的形状，做成空心的船型，能增大浮力，让它们漂浮在水面上，也了解了提升船稳定性的方法。谁来说说，你今天最大的收获是什么？ 生1：我知道了沉的材料也能造船，只要做成空心的形状，增大浮力就能浮起来； 生2：我学会了用橡皮泥和铝箔做船，测试了它们的载重量； 生3：我知道了船的稳定性很重要，可以把船底做得宽一点来提高稳定性。 师：大家的收获都很大！科学原理推动了工程技术的进步，沉的材料也能造出性能很好的船。接下来的学习中，我们会继续探究船的载重量和稳定性的问题，看看怎样才能造出性能更好的船。 师：这节课就上到这里，下课！ 九、板书设计 用沉的材料造船 沉的材料：橡皮泥、铝箔（在水中下沉） 让沉的材料漂浮的方法 改变形状 → 做成空心船型 原理：增大排开水量 → 浮力增大 → 漂浮 测试载重量：金属垫圈（均匀放置） 提升稳定性： 船底宽阔、均匀载重、边缘加高 应用：钢铁轮船（空心结构，浮力大、载重量大、坚固） 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 实验探究到位，落实科学观念：本课通过橡皮泥和铝箔造船的模拟实验，让学生直观感受沉的材料通过改变形状增大浮力的过程，有效落实了科学观念目标，帮助学生理解了钢铁造船的原理。 2. 学生主体地位突出，互动充分：课堂中通过小组讨论设计船型、合作制作船、测试载重量、交流分享等活动，给学生充足的表达与实践机会，师生、生生互动充分，学生的参与度高，课堂氛围活跃。 3. 联系生活实际，体现科学价值：结合钢铁轮船、渡船、双体帆船的实例，让学生体会到科学原理在工程技术中的应用，增强了学生的工程技术意识，体现了态度责任目标的渗透。 4. 研讨深入，突破教学难点：通过讨论提升船稳定性的方法，结合图片资料，帮助学生理解船底宽阔、双体结构等稳定性设计，突破了“船的稳定性”这一教学难点。 （二）不足之处 1. 部分小组的橡皮泥船制作不够成功，出现漏水、裂缝的问题，影响了载重量的测试结果，说明学生的制作技巧仍需指导。 2. 课堂时间分配略显紧张，拓展环节的钢铁造船技术进步介绍不够充分，学生对工程技术与科学原理的结合理解不够深入。 3. 对个别学生的关注不够，部分学生在理解浮力增大的原理时仍有困难，需要更多的引导和解释。 （三）改进措施 1. 后续教学中，增加橡皮泥船和铝箔船的制作技巧演示，比如橡皮泥船的捏制方法（捏紧、无裂缝）、铝箔船的折叠方法（边缘加高、无漏水），帮助学生制作出更成功的船。 2. 优化课堂时间分配，将拓展环节的钢铁造船资料作为课前预习任务，让学生课前了解，课堂上重点进行实验和研讨，预留更多时间让学生分享自己的改进方案。 3. 增加浮力原理的直观演示，比如用不同形状的橡皮泥排开水的体积对比实验，帮助学生理解排开水量与浮力的关系，突破原理理解的难点。 总体而言，本节课较好地完成了教学目标，学生通过模拟实验理解了沉的材料造船的科学原理，掌握了提升船稳定性的方法，为后续单元学习奠定了坚实的基础。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $