2.6《设计我们的小船》（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6课《设计我们的小船》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6课 设计我们的小船 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，要求学生综合运用本单元知识，设计并制作一艘符合要求的小船（控制成本、载重量≥200克、自带动力），经历完整的工程设计流程，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，同时渗透工程设计的系统性与经济性意识。 2. 教材逻辑：本课是单元探究的总结与应用环节，前几课分别聚焦船的材料、载重量、动力、稳定性等单一性能，本课通过综合设计任务，让学生整合所有知识，完成完整的工程设计，为后续制作小船、测试改进奠定基础，体现了单元从“分项探究”到“综合应用”的闭环。 3. 学情依据：五年级学生已掌握船的材料选择、载重量提升、动力安装、方向控制等知识，但缺乏综合设计一艘完整小船的经验，对工程设计的系统性、成本控制等因素考虑不足。本课通过完整的设计流程，帮助学生建立工程设计的系统思维，掌握设计方案的制定方法。 三、教材分析 本课以“设计我们的小船”为核心任务，引导学生经历“明确任务—制定方案—交流优化”的完整工程设计流程，教材内容分为三个核心板块： 1. 任务：明确小船设计要求：控制制作成本、载重量达到200克、有自己的动力、能运送货物到目的地，提供材料参考价格表。 2. 制订方案：指导学生完成三步设计：画出船的设计图并标注材料和结构；讨论设计的合理性与可靠性；列出所需材料并计算费用。 3. 交流：组织学生交流设计方案，说明设计理由、相互提出改进建议，思考如何用最少费用造出理想的船。 教材设计层层递进，以真实工程任务为驱动，让学生在制定方案、交流优化的过程中，整合单元知识，建立工程设计的系统思维，落实科学素养的培养。 四、学情分析 1. 知识基础：学生已掌握船的浮力原理、载重量提升方法、动力装置安装、船舵控制方向等知识，对不同材料的特性有一定了解，但对材料成本、系统搭配等工程设计要素缺乏认识。 2. 能力特点：学生乐于动手实践，能参与单一环节的探究，但在综合设计时容易出现顾此失彼的问题（如只关注载重量忽略成本，或只考虑动力忽略稳定性），缺乏系统规划和成本控制的能力。 3. 思维水平：学生以具象思维为主，对抽象的“系统优化、成本效益”等工程理念理解需要实践支撑，容易出现“只关注单一性能，不考虑整体平衡”的问题，需要教师通过交流研讨引导学生建立系统思维。 4. 情感态度：学生对完整造船任务充满热情，有强烈的探究兴趣，通过设计和优化方案，能体会到工程设计的复杂性与创造性，增强工程技术意识和团队合作精神。 五、教学目标 （一）科学观念目标 1. 知道工程设计需要综合考虑任务要求（载重量、动力、成本），理解船的各部分设计需要相互协调，才能实现整体性能最优。 2. 了解不同材料的特性与成本，能根据设计需求合理选择材料，控制制作成本。 （二）科学思维目标 1. 能根据任务要求，制定完整的小船设计方案，画出设计图并标注材料、结构和成本，初步形成工程设计与系统规划能力。 2. 能通过交流研讨，对设计方案进行评估和优化，形成批判性思维与改进创新能力。 （三）探究实践目标 1. 能完成小船设计图，列出材料清单并计算成本，制定详细的制作计划。 2. 能参与方案交流研讨，提出合理的改进建议，完善自己的设计方案。 （四）态度责任目标 1. 在设计小船的过程中，养成严谨细致、实事求是的科学态度，体会工程设计的复杂性与系统性。 2. 增强工程技术意识，认识到好的设计需要兼顾性能、成本和可行性，激发对工程设计的探究兴趣和创新意识。 六、教学重难点 教学重点：根据任务要求，制定完整的小船设计方案，画出设计图、列出材料清单并计算成本。 教学难点：综合考虑载重量、动力、成本、稳定性等因素，优化设计方案，实现整体性能最优。 七、教学准备 （一）教师准备 1. 教学课件（包含任务说明、材料价格表、设计方案模板、优秀设计案例）； 2. 演示材料：不同材料的特性介绍、成本计算示例、设计图评价标准； 3. 拓展材料：工程设计的基本流程介绍、优秀学生设计方案示例。 （二）学生准备 1. 分组讨论材料：单元知识回顾笔记、设计图纸、铅笔、直尺； 2. 活动手册中的《小船设计方案》记录表。 八、教学过程 （一）情境导入，明确任务（5分钟） 师：上课！同学们好！ 生：老师好！ 师：同学们，我们已经学习了船的材料、载重量、动力、稳定性等知识，今天我们就要来完成一项终极任务——设计我们的小船。大家看课本上的任务要求： 1. 控制小船的制作成本； 2. 载重量达到200克； 3. 有自己的动力； 4. 能把货物运送到目的地。 师：要完成这个任务，我们需要把本单元学到的所有知识都用上，设计一艘性能优良的小船。今天这节课，我们就来完成小船的设计方案。（板书课题） （二）活动一：回顾知识，梳理设计要素（7分钟） 师：首先，我们来回顾一下，设计一艘小船需要考虑哪些因素？请大家以小组为单位，讨论一下，把你们想到的因素写下来。 （学生小组讨论，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享一下你们的发现？ 小组1：我们认为需要考虑：船的材料（浮的材料或沉的材料做成船型）、船的大小（体积大载重量大）、动力装置（风帆、风力推进、喷气装置）、稳定性（船底宽、对称设计）、方向控制（船舵）、成本（材料价格）。 师：说得非常全面！大家看课本上的提示，设计时需要考虑：船的大小、船的形状、船体材料、载重量、稳固性、动力系统，还有成本控制。这些因素是相互关联的，比如船的大小会影响载重量，也会影响材料成本；动力装置会影响船的行驶，也会增加成本，我们需要综合考虑这些因素，让它们相互协调。 （三）活动二：制定设计方案（12分钟） 师：接下来，我们来制定设计方案，分为三个步骤： 1. 画出船的设计图，标注材料和结构； 2. 讨论设计图的合理性和可靠性； 3. 列出所需的材料，计算所需的费用。 师：首先，我们来看设计图的要求，课本上的示例图，标注了船体材料、动力装置、船舵等结构，还有材料清单和经费预算。请大家先选择船体材料，比如泡沫板、木板、铝箔，然后确定船的形状，建议做成流线型，减小水的阻力；再确定动力装置，比如小电动机+螺旋桨、喷气装置，或者风帆；还要考虑船舵的位置，控制行驶方向。 师：请大家以小组为单位，先画出设计草图，然后讨论设计的合理性：比如船的大小能不能达到200克的载重量？动力装置能不能让船稳定行驶？材料搭配是否合理？成本会不会太高？ （学生小组制定设计方案，教师巡视指导，提醒学生： 4. 设计图要画清楚，标注材料名称、尺寸； 5. 材料清单要详细，根据课本上的价格表计算费用； 6. 要考虑材料的可行性，比如容易找到、容易加工。） 师：哪个小组来分享一下你们的初步设计？ 小组2：我们的设计是：船体用泡沫板，因为它轻，浮力大，成本低；船底做得宽一点，增加稳定性；动力用小电动机+螺旋桨，装在船尾；船舵用塑料片，装在船尾控制方向。材料清单：泡沫板1块、小电动机1个、电池盒1个、导线2根、螺旋桨1个、塑料片1片，我们算一下费用，总共需要XX元。 师：设计得很合理！大家可以参考他们的设计，完善自己的方案。 （四）活动三：交流设计方案（10分钟） 师：现在，我们来进行设计方案交流。请每个小组派代表上台，介绍你们的设计方案，说说设计理由，其他小组可以提出改进建议。 师：哪个小组先来？ 小组3：我们的小船叫“奋进号”，船体用泡沫板，做成流线型，减小阻力；船底面积大，能装更多货物，载重量能达到200克；动力用喷气装置，靠气球喷气推动；船舵用竹签+塑料片，控制方向。材料费用是XX元。我们的设计理由是：泡沫板浮力大、成本低，喷气装置简单易做，流线型船身阻力小。 师：大家对他们的设计有什么建议？ 生1：喷气装置的动力可能不够持续，能不能换成小电动机？ 生2：船底虽然宽，但如果船舷不高，货物多了容易进水，建议把船舷加高一点。 师：这些建议都很有价值！“奋进号”小组可以考虑这些建议，优化你们的方案。 （其他小组依次交流设计方案，教师引导学生从性能、成本、可行性等方面提出改进建议） （五）活动四：优化设计方案（8分钟） 师：现在，根据大家提出的建议，各小组修改完善你们的设计方案，调整材料、结构或成本，让方案更合理、更可行。修改的时候要注意： 1. 船的载重量能不能达到200克？如果不能，要增大船的体积； 2. 动力装置能不能稳定驱动？如果有问题，换一种动力方式； 3. 成本有没有超过预算？如果超了，换用更便宜的材料； 4. 船的稳定性和方向控制有没有考虑到？ （学生小组修改设计方案，教师巡视指导，帮助学生解决修改中的问题） 师：修改完成后，请大家把最终的设计方案填写在活动手册上，包括设计图、材料清单、费用预算和改进说明。 （六）研讨提升：工程设计的要点（2分钟） 师：通过今天的设计，我们发现，工程设计不是一蹴而就的，需要综合考虑很多因素，还要不断优化改进。大家想一想，设计小船时，最重要的是什么？ 生：要平衡性能、成本和可行性，比如既要载重量大，又要控制成本；既要动力足，又要稳定不侧翻。 师：说得非常对！好的工程设计，是在各种限制条件下找到的最优方案，这就是系统优化的思想。 （七）课堂小结（1分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起完成了小船的设计方案，从明确任务、回顾知识，到制定方案、交流优化，每个小组都设计出了很有创意的小船。谁来说说，你今天最大的收获是什么？ 生1：我学会了怎么制定完整的工程设计方案，需要考虑材料、结构、成本等很多因素； 生2：我知道了设计方案需要和别人交流，听取建议，不断优化； 生3：我明白了工程设计要平衡各种因素，不能只关注一个方面。 师：大家的收获都很大！接下来，我们就要根据设计方案制作小船，然后测试它的性能，看看我们的设计能不能达到要求。 师：这节课就上到这里，下课！ 九、板书设计 设计我们的小船 任务要求： 成本可控 载重量≥200克 自带动力 能运送货物 设计要素： 船的大小/形状/材料 + 载重量 + 稳固性 + 动力系统 + 方向控制 + 成本 设计流程： 1. 画设计图（标注材料、结构、尺寸） 2. 列材料清单、算成本 3. 交流研讨、优化方案 关键：综合平衡，系统优化 十、教学反思 （一）教学亮点 1. 任务驱动贯穿课堂，落实工程设计能力：本课以完整的小船设计任务为驱动，让学生经历“明确任务—制定方案—交流优化”的工程设计流程，有效培养了学生的系统规划和设计能力，落实了科学探究核心素养。 2. 学生主体地位突出，交流研讨充分：课堂中通过小组讨论设计、方案交流、互评建议等活动，给学生充足的表达和优化空间，师生、生生互动充分，学生的参与度高，课堂氛围活跃。 3. 知识整合到位，体现单元闭环：引导学生整合本单元所有知识，综合考虑船的各方面性能，帮助学生建立了系统思维，体现了单元从分项探究到综合应用的闭环。 4. 成本控制与可行性教育自然渗透：通过材料价格表和费用计算，让学生体会到工程设计中成本控制的重要性，增强了学生的经济意识和可行性思维，体现了态度责任目标的渗透。 （二）不足之处 1. 部分小组的设计方案不够具体，材料清单和尺寸标注不够清晰，说明学生对设计方案的规范性认识不足，需要更多的指导。 2. 课堂时间分配略显紧张，方案交流环节部分小组的展示不够充分，改进方案的时间也略显仓促。 3. 对个别小组的关注不够，部分学生在成本计算和材料选择上遇到困难，没有得到及时的帮助。 （三）改进措施 1. 后续教学中，增加设计方案的范例讲解，明确设计图、材料清单、成本预算的规范要求，帮助学生制定更具体、更规范的方案。 2. 优化课堂时间分配，将小组初步设计环节提前布置为课前预习任务，课堂上重点进行方案交流和优化，预留更多时间让学生充分展示和改进。 3. 加强对学生的个别指导，分组搭配时让能力强的学生帮助同组的同学，同时教师加强巡视，及时帮助学生解决设计中的困难。 总体而言，本节课较好地完成了教学目标，学生通过设计小船的实践，整合了单元知识，掌握了工程设计的基本流程，为后续制作和测试小船奠定了坚实的基础。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $