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

五年级下册科学第二单元《船的研究》 第4课《增加船的载重量》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4课 增加船的载重量 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，要求学生通过对比不同底面积铝箔船的载重量，探究船的载重量与体积的关系，理解增大船的体积能增加载重量，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，同时渗透工程设计与优化的意识。 2. 教材逻辑：本课是单元探究的核心技术环节，前几课聚焦船的材料、漂浮原理，本课转向船的载重量探究，通过铝箔船对比实验，引导学生理解船的载重量与体积的关系，为后续探究船的稳定性、动力等问题奠定科学基础，体现了单元从“原理理解”到“性能优化”的进阶。 3. 学情依据：五年级学生已知道空心船能增大浮力，但对船的载重量与体积的定量关系缺乏探究体验，对如何通过设计优化提高船的载重量缺乏系统认识。本课通过控制变量实验，帮助学生建立船的载重量与体积的关联，同时掌握提升载重量和稳定性的方法。 三、教材分析 本课以“增加船的载重量”为探究主题，引导学生经历“聚焦问题—设计制作—对比测试—研讨优化”的完整探究流程，教材内容分为四个核心板块： 1. 聚焦：以“人们需要越来越大的船满足运输需求，造船技术如何解决这个问题？”引发思考，引出本课探究主题，明确探究方向。 2. 探索： 环节1：用边长12厘米的正方形铝箔设计不同底面积的船，画出设计图； 环节2：根据设计制作3艘铝箔船，计算它们的体积； 环节3：用弹珠或垫圈模拟货物，对比不同船的载重量，完成记录表。 3. 研讨：围绕船的载重量与什么有关、如何提高船的载重量展开讨论，深化对船的载重量影响因素的理解。 4. 拓展：针对弹珠滚动导致船侧翻的问题，探究提升船稳定性的方法，体现工程设计的迭代优化思想。 教材设计层层递进，以控制变量实验为载体，让学生在对比测试中理解船的载重量与体积的关系，同时渗透工程设计的优化思路，落实科学素养的培养。 四、学情分析 1. 知识基础：学生已知道空心船能增大浮力，见过大型货轮，但对船的载重量与体积的定量关系缺乏认识，对“体积越大，载重量越大”的原理理解不足。 2. 能力特点：学生乐于动手制作和对比实验，能参与铝箔船的制作和载重量测试，但在控制变量（如铝箔大小相同、船型制作规范）方面容易出现误差，对实验数据的分析和结论提炼能力有待提升。 3. 思维水平：学生以具象思维为主，对抽象的“载重量与体积的关系”理解需要实验数据支撑，容易出现“只关注载重量大小，不分析背后原因”的问题，需要教师通过研讨引导学生建立“体积增大—浮力增大—载重量增加”的逻辑关联。 4. 情感态度：学生对大型货轮的载重量充满好奇，有探究兴趣，通过对比实验和优化设计，能体会到工程设计需要不断优化，增强工程技术意识和创新意识。 五、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道船的载重量与船的体积有关，在相同材料下，船的体积越大，载重量越大。 2. 理解增大船的底面积、合理设计船型能增加船的载重量，认识大型货轮的设计原理。 （二）科学思维目标 1. 能通过设计不同底面积的铝箔船，初步形成控制变量与模型建构能力。 2. 能通过对比不同船的载重量数据，分析载重量与体积的关系，形成对比分析与归纳推理能力。 （三）探究实践目标 1. 能用相同大小的铝箔制作不同底面积的船，计算船的体积，完成制作和测试。 2. 能用弹珠或垫圈测试不同船的载重量，对比数据，完成实验记录表的填写。 3. 能提出解决弹珠滚动问题的方案，提升船的稳定性，初步形成工程优化的实践能力。 （四）态度责任目标 1. 在探究船的载重量的过程中，养成严谨细致、实事求是的科学态度，体会控制变量实验的重要性。 2. 增强工程技术意识，认识到通过优化设计能提升船的性能，激发对工程设计的探究兴趣。 六、教学重难点 教学重点：通过对比实验，探究船的载重量与体积的关系，知道船的体积越大，载重量越大。 教学难点：控制实验变量（铝箔大小相同、制作规范），准确测试和分析不同船的载重量数据，理解载重量与体积的定量关系。 七、教学准备 （一）教师准备 1. 教学课件（包含大型货轮图片和视频、铝箔船制作步骤、实验数据记录表模板）； 2. 演示材料：边长12厘米的铝箔、水槽、弹珠/垫圈、不同底面积的铝箔船成品、体积计算模板； 3. 拓展材料：解决弹珠滚动问题的优化方案示例、大型货轮的结构资料。 （二）学生准备 1. 分组制作材料：边长12厘米的铝箔、水槽、弹珠/垫圈、直尺、剪刀（每组1套）； 2. 活动手册中的设计图、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，大家看这张图片，这是一艘巨大的集装箱货轮，能装载成千上万的集装箱，载重量非常大。随着社会的发展，人们需要越来越大的船来运输货物，造船技术是怎样解决这个问题的呢？今天，我们就一起来探究《增加船的载重量》，看看怎样才能让船装更多的货物。（板书课题） （二）活动一：设计不同底面积的铝箔船（8分钟） 师：首先，我们要用边长12厘米的正方形铝箔，设计不同底面积的船。请大家看课本上的三个设计图，它们的底面积分别是： 1. 底面积8×8厘米，船舷高2厘米； 2. 底面积6×6厘米，船舷高3厘米； 3. 底面积4×4厘米，船舷高4厘米。 师：请大家以小组为单位，讨论一下这三种船的体积怎么计算？体积=底面积×高，我们来算一算： 第一种：8×8×2=128立方厘米； 第二种：6×6×3=108立方厘米； 第三种：4×4×4=64立方厘米。 师：请大家选择其中一种设计，或者自己设计不同底面积的船，画出设计图，注意铝箔的边长都是12厘米，不能改变。 （学生小组设计船型，画设计图，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的设计？ 小组1：我们选择了底面积8×8厘米的船，船舷高2厘米，体积128立方厘米，我们觉得底面积大一点，载重量可能更大。 师：设计得很合理！大家要注意，设计时要保证铝箔的大小不变，通过调整船舷的高度来改变底面积，这样才能控制变量，对比实验结果。 （三）活动二：制作铝箔船并计算体积（10分钟） 师：现在，我们就根据设计图来制作铝箔船。制作步骤是： 1. 按照设计图的尺寸，在铝箔上画出折痕； 2. 沿着折痕折起船舷，折成盒子的形状，边缘要压平，防止漏水； 3. 制作完成后，测量底面积和船舷的高度，计算船的体积。 师：制作的时候要注意：折痕要整齐，船舷要一样高，不然船会倾斜；铝箔不要撕破，不然会漏水，影响实验结果。 （学生小组制作铝箔船，教师巡视指导，提醒学生： 4. 折船舷时可以用直尺辅助，折得更整齐； 5. 船的四个角要折好，不要有缝隙； 6. 制作完成后，先放入水槽里试一试，看能不能漂浮起来，有没有漏水。） 师：哪个小组的船已经制作好了？来展示一下，说说你们船的底面积和体积。 （学生展示铝箔船，放入水槽测试，分享体积数据） 师：大家的船都制作得很规范，体积计算也很准确，非常棒！ （四）活动三：测试船的载重量（10分钟） 师：接下来，我们来测试不同船的载重量，用弹珠或垫圈当作货物，看看哪艘船能装更多的货物。测试的时候要注意： 1. 货物要均匀放在船的中间，不要只放在一边，不然船会侧翻； 2. 每次放一个，慢慢放，观察船什么时候开始下沉，记录下沉前的货物数量； 3. 测试完成后，把船和货物擦干，整理好材料。 （学生小组测试载重量，教师巡视指导，提醒学生： 4. 放弹珠时要轻一点，不要把船打翻； 5. 如果船漏水了，要重新制作或换一艘船测试； 6. 记录数据时要准确，比如底面积8×8的船装了多少个垫圈，底面积6×6的装了多少个。） 师：哪个小组来分享一下你们的测试结果？ 小组2：我们的测试结果是：底面积8×8厘米的船装了12个垫圈，底面积6×6厘米的船装了9个垫圈，底面积4×4厘米的船装了5个垫圈，底面积大的船装的垫圈更多。 师：大家的测试结果和他们差不多吗？我们来整理一下数据，体积大的船，载重量也大，对吗？ 生：对！体积128立方厘米的船载重量最大，体积64立方厘米的船载重量最小。 （五）研讨交流：载重量的影响因素（6分钟） 师：现在我们来讨论课本上的两个问题。第一个问题：船的载重量跟什么有关？ 生：船的载重量跟船的体积有关，体积越大，载重量越大；也跟底面积有关，底面积大的船体积大，载重量也大。 师：没错！在相同材料下，船的体积越大，排开的水量就越大，受到的浮力也越大，所以能装载更多的货物，载重量就越大。 第二个问题：怎样提高船的载重量？ 生1：增大船的底面积，让船的体积变大； 生2：把船舷加高一点，让船的体积更大； 生3：把船做得更规范，不漏水，这样浮力不会减小，载重量也能提高。 师：说得很有道理！大型货轮就是利用这个原理，把船做得很大，体积很大，所以能装载很多集装箱，载重量非常大。 （六）拓展：解决弹珠滚动问题（4分钟） 师：大家在测试的时候有没有发现，弹珠会滚动，导致船容易侧翻，影响载重量的测试？怎样解决这个问题呢？请大家想一想，说一说。 生1：可以在船里做几个格子，把弹珠放在格子里，就不会滚动了； 生2：可以用垫圈代替弹珠，垫圈不会滚动，更稳定； 生3：可以把船底做得更宽，让船更稳定，不容易侧翻。 师：大家的想法很有创意！课后可以试着改进一下你们的船，比如在船里加上隔板，或者用垫圈代替弹珠，再测试一次载重量，看看能不能装更多的货物。 （七）课堂小结（2分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起探究了船的载重量，知道了船的载重量与体积有关，体积越大，载重量越大，也学会了用控制变量实验来对比不同船的载重量。谁来说说，你今天最大的收获是什么？ 生1：我知道了船的体积越大，载重量越大，大型货轮就是这个原理； 生2：我学会了用铝箔制作不同底面积的船，测试它们的载重量； 生3：我知道了放货物时要均匀放置，不然船会侧翻，还可以做隔板防止弹珠滚动。 师：大家的收获都很大！通过优化船的设计，增大船的体积，就能提高船的载重量，这就是造船技术的进步。接下来的学习中，我们会继续探究船的稳定性问题，看看怎样才能让船在装载很多货物的同时，保持稳定不侧翻。 师：这节课就上到这里，下课！ 九、板书设计 增加船的载重量 探究实验：铝箔船的载重量 材料：边长12厘米的铝箔（控制变量） 设计：不同底面积、不同船舷高 → 不同体积 测试：弹珠/垫圈数量（均匀放置） 结论：船的载重量与体积有关 体积越大 → 浮力越大 → 载重量越大 提高载重量的方法： 1. 增大船的体积（底面积大、船舷高） 2. 船型规范、不漏水 3. 货物均匀放置 解决侧翻问题：加隔板、用垫圈、加宽船底 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 控制变量实验落实到位，突破核心概念：本课以控制变量实验为主线，让学生用相同大小的铝箔制作不同体积的船，对比载重量，直观验证了“体积越大，载重量越大”的结论，有效落实了科学观念目标，帮助学生理解了船的载重量原理。 2. 学生主体地位突出，探究过程完整：课堂中通过设计船型、制作铝箔船、测试载重量、研讨交流等环节，给学生充足的探究空间，师生、生生互动充分，学生的参与度高，完整经历了科学探究的过程，培养了科学探究能力。 3. 联系生活实际，体现科学价值：结合大型货轮的实例，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. 拓展环节培养创新意识：通过解决弹珠滚动问题，引导学生提出改进方案，培养了学生的创新思维和工程优化能力，体现了科学探究的连续性。 （二）不足之处 1. 部分小组的铝箔船制作不够规范，船舷高度不一致或有缝隙，导致漏水，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，实验数据的交流和分析不够充分，部分学生对数据的解读和结论提炼不够清晰。 3. 对个别学生的关注不够，部分学生在控制变量的理解上仍有困难，需要更多的引导和解释。 （三）改进措施 1. 后续教学中，增加铝箔船制作技巧的演示，比如如何均匀折船舷、如何处理船角防止漏水，帮助学生制作出更规范的船，保证实验结果的准确性。 2. 优化课堂时间分配，将船的制作环节提前布置为课前预习任务，课堂上重点进行测试、数据交流和研讨，预留更多时间让学生分享自己的实验结果和发现。 3. 增加控制变量实验的讲解，让学生明确为什么要保持铝箔大小相同，突出实验的严谨性，帮助学生更好地理解实验原理。 总体而言，本节课较好地完成了教学目标，学生通过控制变量实验探究了船的载重量与体积的关系，理解了大型货轮的设计原理，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 $