1.7制作指南针 教学设计-2025-2026学年科学三年级下册教科版

该小学科学教学设计聚焦水浮式指南针的基本结构与工作原理，通过回顾上节课设计方案并出示样品导入，明确制作任务，搭建“设计-制作”学习支架，衔接前后知识脉络。 以完整工程流程（设计-制作-测试-评估-改进）培养探究实践能力，磁化钢针、组装浮体等步骤引导学生发现问题并解决，评价表从外观、性能等维度促进科学思维，融入沈括《梦溪笔谈》史料渗透态度责任。助力学生提升动手与合作能力，为教师提供可操作的教学方案与评价工具。

制作指南针 三年级下册 · 第一单元 · 第7课 一、教学目标 科学观念 知道水浮式指南针的基本结构和工作原理，了解磁针在水面上能自由旋转并指示南北的特性。 科学思维 能在制作过程中发现并解决实际问题，通过对比分析，归纳不同类型指南针的优缺点。 探究实践 能按照设计方案选择合适的材料和工具，制作一个能正确指示方向的指南针，并进行测试和评估。 态度责任 在制作中培养精益求精的工匠精神，体会合作交流在工程实践中的重要性。 重点：按照设计方案制作水浮式指南针，并完成测试。 难点：让磁针浮在水面并能灵活旋转，以及方位盘的精准对齐。 二、课前准备 分组材料（每4人小组1套）： 序号 材料 数量 规格说明 可替代 1 钢针/回形针 1根 长约3~5cm，用作磁针 大头针 2 条形磁铁 1块 用于磁化钢针 蹄形磁铁 3 泡沫塑料小球/吹塑纸 1小块 浮在水面承载磁针 软木塞/小木块 4 塑料小碗 1个 盛水容器，直径10~15cm 一次性纸杯/塑料盒 5 圆纸片/卡纸 1张 制作方位盘，标8个方向 白纸+彩色笔 6 剪刀、彩笔、胶棒、清水 各1 制作工具 — 7 评价表 每组1份 从外观、性能、材料三方面评价 打印 教师准备： 1. 每组准备一盆水和全套材料 2. 准备一个制作好的水浮式指南针样品供学生参考 3. 打印评价表（含自评、互评和改进建议栏） 4. 准备三种指南针的成品照片或实物对比 5. 注意安全：提醒学生磁化时拿针的安全事项 三、教学过程（共40分钟） 环节一 聚焦：回顾设计，明确任务（约5分钟） 师："上节课我们设计了指南针方案，各小组也都准备好了材料。今天，我们就要把设计变成现实——按照设计方案，制作一个能正确指示方向的指南针！" （教师出示制作好的水浮式指南针样品，让学生直观感受目标） 板书：课题：制作指南针 任务：按照设计方案，制作能正确指示方向的指南针 ▎ 强调两点：①按设计方案制作，遇到不合理处先修改方案再制作②指南针要能正确指示方向 环节二 探索：动手制作，组内测试（约18分钟） 1. 磁化钢针（约3分钟） 师："第一步：用条形磁铁的一端，沿着钢针从针尖向针眼方向单向摩擦20~30次。注意：只能向一个方向摩擦，不能来回摩擦！" （学生操作，教师巡视指导。提醒安全：针尖尖锐，小心扎手。） ▎ 磁化要领：单向摩擦20~30次，用磁铁N极从针尖向针眼摩擦，针尖成为S极，针眼成为N极 2. 组装浮体（约3分钟） 师："第二步：将磁化好的钢针横向穿过泡沫塑料小球，钢针两端露出等长。如果泡沫片太厚，可以用小刀切薄一些。" （学生组装浮体。注意让钢针水平穿过泡沫中心，保持左右平衡。） 3. 安装方位盘（约5分钟） 师："第三步：有两种方法：①直接在泡沫片上画出方位（东、南、西、北），标上8个方向；②在碗底或碗口贴一张圆纸片作为方位盘。选择方案中的一种来制作。" （学生制作方位盘。方法一的优点是方位盘随磁针转动，直接读数；方法二需要将方位盘上的南北与磁针指向对齐后再读其他方向，更接近现代指南针的使用方法。） 4. 组装测试（约7分钟） 师："第四步：在碗中倒入清水至八成满，将组装好的磁针浮体轻轻放在水面上。观察磁针能否自由旋转？静止时是否指示南北？" （学生将指南针放入水中测试，观察磁针转动和指向情况。如有问题，进行调整后再测试。） → 预设：可能出现的问题：磁针不能自由转动→检查泡沫是否太大碰到碗壁，或磁化是否充分。磁针浮体倾斜→调整钢针在泡沫中的位置，使左右平衡。方位盘模糊→重新绘制清晰的方位标记。 板书：制作步骤：磁化→组装浮体→装方位盘→测试→调整 环节三 研讨：展示评估，交流反思（约12分钟） 1. 展示与评估（约7分钟） 师："现在请各组展示你们的指南针作品！其他小组来测试一下，看看能不能正确指示方向，然后根据评价表进行评价。" （各组依次展示作品，其他小组用标准指南针对照测试。每组填写评价表，包含自评和互评两部分。） 板书：评价维度：①外观（美观度）②性能（指向准确性、灵敏性）③材料（易得性、成本） 2. 交流反思（约5分钟） 师："制作过程中你们遇到了哪些问题？是怎样解决的？不同类型的指南针各有什么优缺点？" （小组讨论后全班交流） → 预设：学生A：我们的磁针一开始不转，后来发现是泡沫太大了，换小的一块就好了。学生B：我们做的方位盘标了8个方向，测试时发现东和西标反了，改正后就好了。学生C：水浮式指南针放在水里很稳，但不能随身携带，一拿起来水就洒了。 师："交流中我们发现：不同指南针各有优势，水浮式稳定灵敏但不便携。这也正是工程师们在产品设计时需要考虑的取舍。大家说得很好，每一次解决问题的过程，就是一次成长！" 环节四 拓展：总结提升（约5分钟） 1. 知识拓展 师："大家知道吗？九百多年前，中国人就已经发明了水浮式指南针并用于海船导航。公元1099-1102年，广州港的中国海船上就已经广泛使用这种指南针了。沈括在《梦溪笔谈》中记载了四种指南针用法：水浮法、指甲旋定法、碗唇旋定法和缕悬法。" 2. 课堂小结 （回顾本节课的完整流程：设计方案→准备材料→制作→测试→评估→改进→交流） 师："下节课，我们要用自制的指南针去参加一场有趣的「寻宝」活动！请大家课后检查自己的指南针，如有问题可以再调整改进。" 板书设计 环节 核心内容 聚焦 课题：制作指南针 任务：按设计方案制作能正确指示方向的指南针 探索 磁化→组装浮体→装方位盘→测试→调整 研讨 ①展示评估（外观·性能·材料）②交流反思（问题·解法·优缺点） 拓展 历史：水浮式指南针·九百年前用于航海 预告：下节课用指南针「寻宝」 四、教学反思提示 反思维度 课后自问 动手能力 学生是否能独立完成磁化、组装和测试的全过程？ 问题解决 学生在制作过程中遇到问题时是否能主动思考并寻找解决方法？ 合作能力 小组分工是否合理、有效？ 工程思维 学生是否经历了完整的工程流程（设计→制作→测试→评估→改进）？ 附件资料 附件1：自制指南针评价表 小组名称：__________ 作品类型：□水浮式 □悬挂式 □支撑式 评价维度 评价标准 自评（★） 互评（★） 外观 整体美观、整洁、方位盘清晰 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 性能 （指向准确性） 磁针旋转灵敏，静止时能准确指示南北 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 性能 （方位完整性） 方位盘标有8个方向（东、南、西、北、东北、东南、西北、西南） ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 材料 材料易得、价格低廉 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 合作 小组成员分工合理、积极参与 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ 改进建议：__________________________________________________________________ 综合评价：□优秀 □良好 □合格 □需改进 附件2：知识拓展——沈括《梦溪笔谈》中的指南针 沈括（1031-1095），北宋科学家、政治家，著有《梦溪笔谈》一书。在书中，他详细记载了四种指南针的放置方法： ①水浮法：将磁针穿过灯芯草，放在水面上漂浮。 ②指甲旋定法：将磁针放在指甲上转动。 ③碗唇旋定法：将磁针放在碗的边缘上转动。 ④缕悬法：用细线将磁针悬挂起来，下方未点燃的蜡烛可减少空气流动。 沈括还发现磁针「常微偏东，不全南也」，这是世界上关于磁偏角最早的文字记载，比欧洲早了约400年。 师："想一想：我们课堂上用的是哪种方法？它有什么优点？" 自我评价 能正确磁化钢针并完成浮体组装 能做到打√ 制作的指南针能正确指示南北方向 能做到打√ 能发现制作中的问题并提出改进方案 能做到打√ 能对木组和他组的作品做出合理评价 能做到打√ 学科网（北京）股份有限公司 $