4.14《模拟探索：到火星上去》（教学设计）-2025-2026学年科学六年级下册人教鄂教版

六年级下册科学第四单元《“飞向”太空》 第14课《模拟探索：到火星上去》教学设计 一、设计依据 本设计依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》“地球与宇宙科学”领域和“技术与工程”领域核心概念要求，以人教鄂教版六年级下册《模拟探索：到火星上去》一课为载体，立足“火星环境认知、探测器着陆工程与人类定居设想”核心观点，通过资料探究、工程设计、模拟活动等方式，引导学生建构“火星探索”的科学概念，落实四大核心素养，体现“科学—技术—工程—社会”的融合理念。 二、教材分析 本课是六年级下册，承接前序宇宙探索与飞行器制作内容，聚焦“人类火星探索”，构建了“火星环境对比—探测器着陆设计—火星定居计划”的逻辑链条。 教材以“我们制作的‘火箭’升空了，接着我们可以畅想去太空旅行了”为导入，通过“火星定居计划”的科学实践，串联火星与地球环境对比、探测器安全着陆设计、人类火星生存方案三大核心活动，并以我国“天问一号”探测任务为拓展，引导学生从科学认知、工程设计、未来畅想三个维度，全面理解火星探索的挑战与机遇，培养科学思维与工程意识。 三、学情分析 六年级学生已具备一定的宇宙科学基础，对火星有初步认知，但对火星与地球的环境差异、探测器着陆的工程难点缺乏系统理解。该年龄段学生具备较强的信息整合能力与创新设计意愿，对航天工程、外星定居等话题兴趣浓厚，但在将环境限制转化为具体工程方案方面仍需引导。同时，学生对火星的认知多停留在“红色星球”的表层印象，缺乏对科学数据的理性分析，需要通过对比探究与工程模拟，建立“环境条件—工程设计—生存方案”的关联，培养科学严谨性与创新思维。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1. 了解火星的基本环境特征，对比火星与地球的环境差异，理解火星对人类生存的限制条件。 2. 知道火星探测器安全着陆的关键技术，了解降落伞、减速反冲器、着陆支架的作用原理。 3. 了解我国“天问一号”火星探测任务的成就，认识人类火星探索的进展与意义。 （二）科学思维目标 1. 能通过数据对比，分析火星与地球的环境差异，发展比较分析与归纳推理能力。 2. 能通过着陆装置结构分析，建立工程设计与火星环境条件的关联，发展模型建构与逻辑推理能力。 3. 能基于火星环境限制，提出合理的人类定居方案，发展创新思维与系统设计能力。 （三）探究实践目标 1. 经历“环境对比探究—着陆装置设计—定居计划制定”的完整实践过程，掌握资料分析与工程设计的基本方法。 2. 能独立完成火星与地球的环境对比分析，参与探测器着陆装置的设计与讨论，提升信息整合与工程设计能力。 3. 能通过小组合作，完成“火星定居计划”的制定与展示，提升合作探究与表达交流能力。 （四）态度责任目标 1. 对火星探索与航天工程产生探究兴趣，乐于参与资料分析、工程设计等实践活动，体会科学探索的艰辛与乐趣。 2. 树立“科学技术进步推动宇宙探索”的观念，增强对航天工程的探究兴趣。 3. 体会我国火星探测成就的自豪感，激发爱国情怀与科学探索精神，树立为航天事业奋斗的意识。 五、教学重难点 教学重点：对比火星与地球的环境差异，理解火星对人类生存的限制条件；了解火星探测器安全着陆的关键技术。 教学难点：基于火星环境限制，提出合理的探测器着陆方案与人类定居计划，建立环境条件与工程设计的关联。 六、教学准备 1. 多媒体课件：包含火星环境数据、地球与火星对比图、“天问一号”着陆视频、探测器结构示意图、我国火星探测成就资料。 2. 活动材料：火星环境对比表、着陆装置设计图、彩笔、硬纸板、记录表、标签。 3. 分组准备：学生提前分为6个小组，明确分工（资料整理员、设计员、记录员、发言人），课前查阅火星环境或探测器资料。 4. 其他准备：课堂评价表、火星环境对比学习单、探测器着陆设计单、火星定居计划单。 七、教学过程 （一）情境导入，聚焦问题（5分钟） 师：同学们，上课！在开始今天的学习前，老师先给大家带来一段视频，请看大屏幕。（播放“天问一号”火星探测器着陆视频） 师：谁来说说，这段视频展示了什么？为什么人类要探索火星？ 生1：视频展示了火星探测器着陆火星的过程，火星是太阳系中环境与地球最接近的行星，可能适合人类未来定居。 生2：探索火星可以帮助我们了解太阳系的演化，也为人类寻找新的家园。 师：说得非常准确！大家看课本第56页的这段话：“我们制作的‘火箭’升空了，接着我们可以畅想去太空旅行了。火星是太阳系中环境条件与地球比较接近的一颗行星。我们能‘飞上’火星并在那里‘定居’吗？” 今天，我们就一起走进《模拟探索：到火星上去》一课，探究火星探索的奥秘。（板书课题：模拟探索：到火星上去） （二）探究活动1：火星与地球的环境对比（10分钟） 师：首先，我们来看课本第56页的问题：“查阅资料，了解火星的相关信息，比较火星和地球的环境有什么相近和不同之处。假如我们在那里生活，会是什么样的状况？” 大家结合课前查阅的资料，小组内完成火星与地球的环境对比表，从温度、一天时间、地面状况、大气状况、水资源等方面进行对比。 （学生分组完成对比表，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的对比结果？ 组1发言人：火星表面温度范围是-132℃~28℃，地球的平均温度是15℃左右；火星一天时间是24小时37分，和地球的一天很接近；火星地面干燥贫瘠，有火山和沙漠，地球地面有丰富的地形和植被；火星大气稀薄，主要是二氧化碳，缺少氧气，地球大气主要是氮气和氧气；火星缺少水，但发现有地下盐水湖，地球水资源丰富。 组2发言人：相近之处是火星和地球的自转周期相近，都有一天的昼夜变化；不同之处是火星温度极端、大气稀薄、缺少氧气和液态水，环境比地球恶劣很多，人类无法直接在火星上生存。 师：分析得很全面！我们来总结一下火星的环境限制： 温度极端：温差大，最低温度达-132℃，没有合适的温度环境。 大气不适宜：稀薄且主要为二氧化碳，缺少氧气，人类无法呼吸。 水资源匮乏：只有地下盐水湖，没有液态淡水。 地形复杂：干燥多沙漠、火山，表面环境恶劣。 （三）探究活动2：火星探测器安全着陆设计（12分钟） 师：接下来，我们来看课本第57页的问题：“如果我们的‘探测器’能够抵达火星，怎样才能让它安全‘着陆’？” 大家结合火星的环境特点，小组内讨论一下，火星探测器着陆需要克服哪些困难？我们可以设计哪些装置来解决这些问题？ （小组讨论着陆困难与解决方案，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的讨论结果？ 组1发言人：火星探测器着陆需要克服高速飞行的冲击力、大气稀薄导致的减速困难、地形复杂导致的着陆不稳定等问题。我们可以设计降落伞来减速，用减速反冲器进一步降低速度，用着陆支架来保持稳定。 组2发言人：降落伞可以利用火星大气阻力减速，减速反冲器通过向下喷气产生反冲力降低速度，着陆支架可以吸收冲击力，防止探测器倾倒。 师：说得非常对！大家看课本里的探测器结构示意图，降落伞、减速反冲器、着陆支架是火星探测器安全着陆的关键装置，它们分别解决了减速、缓冲、稳定的问题。现在，大家以小组为单位，画出你们的探测器着陆装置设计图，标注各部分的作用。 （学生分组画设计图，教师巡视指导） （四）探究活动3：火星定居计划制定（10分钟） 师：了解了火星的环境限制和探测器着陆技术，我们来思考一下：“在火星上我们怎样生存下去？哪些方法可以让火星的环境变得像地球一样适合我们居住？” 大家结合火星的环境特点，小组内制定一个“火星定居计划”，包括如何解决氧气、水、温度、食物等生存问题，以及如何改造火星环境。 （小组制定定居计划，教师巡视指导） 师：哪个小组来分享你们的火星定居计划？ 组1发言人：我们计划在火星上建立封闭的生态舱，利用火星的二氧化碳通过光合作用产生氧气；利用地下盐水湖提取淡水，通过净化系统处理；在生态舱内建设温室，种植农作物解决食物问题；利用太阳能发电提供能源，建设保温系统控制温度。 组2发言人：我们还计划通过改造火星大气，释放温室气体提高温度，种植耐候植物，逐步改造火星环境，让火星变得更像地球。 师：说得很有创意！这些方案都结合了火星的环境特点，解决了人类生存的关键问题，体现了科学创新的思维。 （五）探究活动4：拓展与应用——我国火星探测成就（3分钟） 师：大家看课本第57页的资料：“2020年7月，我国成功发射第一个火星探测器——‘天问一号’。‘天问一号’通过一次发射完成环绕、着陆、巡视探测目标，开展对火星的科学探测。” 大家结合课前查阅的资料，分享一下我国“天问一号”的探测成就。 生：“天问一号”成功实现了火星环绕、着陆和巡视，祝融号火星车在火星表面开展探测，获取了大量火星环境数据，标志着我国火星探测技术达到了世界先进水平。 师：说得非常对！我国的火星探测成就，体现了我国航天技术的进步，也为人类探索火星做出了重要贡献。 （六）联系生活，深化认知（2分钟） 师：同学们，我们了解了火星的环境和探索计划，那在我们的生活中，哪些科学技术和火星探索有关？ 生1：太空育种技术，和太空环境有关，也可以为火星种植农作物提供参考。 生2：封闭生态系统技术，用于空间站，也可以用于火星定居舱。 师：说得都很现实！这些技术的发展，不仅推动了航天探索，也改善了我们的生活。 （七）课堂小结（3分钟） 师：同学们，今天这节课，我们一起探究了火星的环境、探测器着陆技术和火星定居计划。谁来说说，你有什么收获？ 生1：我知道了火星和地球的环境差异，了解了火星对人类生存的限制条件。 生2：我设计了火星探测器的着陆装置，知道了降落伞、减速反冲器、着陆支架的作用。 生3：我和小组一起制定了火星定居计划，提出了解决氧气、水、食物问题的方案。 生4：我了解了我国“天问一号”的火星探测成就，感到很自豪。 师：大家的收获都很多！火星探索是一项充满挑战的科学工程，需要科学、技术、工程的结合。希望大家能学习科学家的探索精神，努力学习科学知识，将来也能为人类的火星探索贡献自己的力量。 八、板书设计 模拟探索：到火星上去 火星vs地球环境对比 相近：自转周期（≈24小时） 不同：温度极端、大气稀薄（缺氧气）、缺水、地形恶劣 探测器安全着陆 关键装置：降落伞（减速）、减速反冲器（缓冲）、着陆支架（稳定） 火星定居计划 生存问题：氧气、水、温度、食物 解决方案：封闭生态舱、温室种植、太阳能发电、环境改造 我国火星探测：天问一号（环绕、着陆、巡视） 九、教学反思 （一）亮点与成效 1. 教学流程完整，以“情境导入—环境对比—着陆设计—定居计划—拓展应用”为主线，层层递进，既落实了教材的每一个环节，又符合六年级学生的认知规律，有效建构了“火星探索”的科学概念。 2. 突出了科学探究与工程实践的核心地位，通过对比分析、设计绘图、计划制定等活动，引导学生经历完整的探究与设计过程，让学生在资料整合、模型建构、创新设计中提升科学思维与工程设计能力，落实了四大核心素养。 3. 注重科学与技术、社会的联系，从火星环境对比到探测器设计，再到我国火星探测成就，引导学生理解科学技术对宇宙探索的推动作用，同时通过我国航天成就的分享，增强了学生的民族自豪感与爱国情怀，落实了态度责任目标。 4. 充分体现了学生的主体地位，小组讨论、对比分析、设计绘图、计划分享等环节给了学生充足的表达与实践机会，师生互动、生生互动充分，学生的参与度高，课堂氛围活跃。 （二）不足与改进方向 1. 火星环境对比环节，部分学生对数据的分析不够深入，导致对火星环境限制的理解不够透彻。后续教学中，可补充火星环境数据的可视化图表，帮助学生更直观地对比分析，深化对火星环境的理解。 2. 探测器着陆装置设计环节，部分学生的设计缺乏工程合理性，后续可补充探测器着陆过程的动画视频，让学生更直观地了解各装置的作用原理，提升设计的科学性。 3. 对不同层次学生的关注仍需加强，部分基础薄弱的学生在定居计划制定时参与度不高，后续可提供预设的定居计划模板，帮助学生梳理思路，确保每位学生都能在探究中有所收获。 4. 拓展应用环节中，学生对火星探测的未来发展了解较少，后续可补充火星基地建设的科幻设想与科学研究进展，激发学生的创新思维与探索兴趣。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $