1.6设计指南针（教学设计）-2025-2026学年三年级下册科学教科版

该小学科学教学设计聚焦指南针的科学观念，引导学生认识其利用磁铁指示方向的原理及基本结构（磁针、方位盘、支架）。通过郑和下西洋情境导入，联系古代四大发明文化价值，以“设计小巧便携、指向准确的指南针”为任务，搭建磁铁性质应用的学习支架。 资料亮点在于融合工程设计理念，通过“方案选择—设计绘图—评估改进”迭代过程培养科学思维，小组合作制定方案并互评优化体现探究实践。提供三种制作方案对比及可替代材料清单，助力学生掌握设计方法，教师可依托详细流程与反思提示提升教学效率，兼顾知识建构与文化认同。

设计指南针 三年级下册 · 第一单元 · 第6课 一、教学目标 科学观念 知道指南针是利用磁铁指示方向的工具，了解指南针的基本结构（磁针、方位盘、支架）。 科学思维 能够根据评价标准，通过分析、比较等方式优化设计方案。 探究实践 能与小组合作制订自制指南针的设计方案，画出设计图，列出材料清单，并进行评估改进。 态度责任 在工程设计活动中培养精益求精的迭代意识，体会指南针作为我国古代四大发明之一的文化价值。 重点：制订自制指南针的设计方案，明确评价标准和设计要点。 难点：从让磁针灵活转动和精准指向两个角度综合优化设计。 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 小碗/塑料盒 1个 直径8~10cm，水浮式用 一次性纸杯 4 细线 1段 长约20cm，悬挂式用 棉线/鱼线 5 泡沫片/软木塞 1小块 水浮式承载磁针用 树叶/塑料片 6 卡纸/硬纸板 1张 制作方位盘用 白纸+胶水 7 剪刀、胶带、笔、指南针样品 各1 制作工具 — 教师准备： 1. 准备郑和下西洋的图片或短视频资料（约1分钟） 2. 准备三种指南针样品：水浮式、悬挂式、支撑式各一个 3. 打印班级设计记录单模板 4. 每组一份评价标准参考表 三、教学过程（共40分钟） 环节一 聚焦：情境导入，明确任务（约6分钟） 师："（展示明代宝船图或播放郑和下西洋短视频片段）同学们，从1405年开始，郑和率领庞大的船队七下西洋，总航程达到七万多海里，比地球赤道周长还长三倍多！在茫茫大海上，他们依靠什么来辨别方向呢？" → 预设：用指南针！用罗盘！ （教师出示指南针样品）指南针是我国古代四大发明之一，早在宋代就被用于航海。今天，我们也来当一回小工程师——利用身边的材料，设计一个既小巧又指向准确的指南针。 板书：课题：设计指南针 ▎ 明确项目任务三要素：①利用身边材料②小巧便携③指向准确 环节二 探索：讨论评价标准，学习设计方案（约12分钟） 1. 讨论评价标准 师："一个好的指南针应该达到哪些标准呢？请大家从材料、功能、外观等角度讨论一下。" （小组讨论2~3分钟，全班交流汇总，教师板书整理） → 预设：磁针要能灵活旋转；要有方位盘，标出8个方向；材料要容易找到、价格便宜；要轻巧方便携带；外观要美观…… 板书：评价标准：①磁针旋转灵敏，表盘有8个方向 ②材料易得价廉 ③轻巧简便 ④外观美观 2. 认识三种制作方案 师："指南针的核心是让磁针能够自由转动。有哪些方法可以让磁针灵活转动呢？" （教师出示三种指南针样品，逐一介绍） → 预设：方案A（水浮式）：磁针放在泡沫片上，漂浮在水面上转动。方案B（悬挂式）：磁针用细线悬挂起来转动。方案C（支撑式）：磁针放在针尖/图钉上转动。 ▎ 三种方案各有优缺点：水浮式稳定但携带不便，悬挂式灵敏但易晃动，支撑式便携但摩擦较大 环节三 研讨：小组设计，评估改进（约16分钟） 1. 小组设计（约8分钟） 师："请各小组选择一种方案，讨论以下问题并完成设计方案记录单：①你们选择哪种方式让磁针转动？需要哪些材料？②如何让指南针指示的方向更加精准？③画出设计图。" （小组合作设计，填写班级记录单，包括方案类型、材料清单、设计图。教师巡视指导。） 板书：设计方案要素：□选择方案 □列出材料 □画出设计图 2. 评估与改进（约6分钟） 师："请各组展示设计方案，其他同学根据评价标准提出建议，看看哪些地方可以改进。" （每组选代表展示设计方案，同学互评。重点评估：磁针能否灵活转动？方位盘能否准确指示方向？材料是否合理？） → 预设：同学A提出：如果用水浮式，泡沫片太大可能会碰到碗壁，应该用小一点的泡沫片。同学B提出：方位盘上的方向标可以用彩色标记，更容易辨认。 师："工程设计中，先设计、再评估、再改进，这种不断完善的思维叫「迭代」。今天你们已经经历了第一轮迭代！" 板书：迭代：设计 → 评估 → 改进 → (再设计) 环节四 拓展：课后准备（约6分钟） 1. 方案交流汇总 师："请各组分享一下你们最终确定的设计方案，课后按设计方案准备材料，下一节课我们就动手制作！" （各组简要汇报最终方案，教师记录各组选择的方案类型） 2. 课堂小结 师："今天我们一起学习了如何设计指南针。一个好的设计，不仅要有清晰的目标，还要有合理的方案、科学的评估和不断完善的改进。回家后请按设计方案准备好材料，下节课我们亲手制作！" → 预设：学生可能提出材料准备困难，教师可提示替代方案（如用碗代替塑料盒、用树叶代替泡沫片等）。 板书设计 环节 核心内容 聚焦 课题：设计指南针 任务：小巧·指向准确·材料易得 探索 ①评价标准：灵敏→精准→轻便→美观 ②三种方案：水浮/悬挂/支撑 研讨 设计方案→评估→改进（迭代） 拓展 课后准备材料，下节课制作 四、教学反思提示 反思维度 课后自问 目标达成 学生是否能说出指南针的基本结构和评价标准？ 工程设计 学生在设计环节是否经历了「方案—评估—改进」的完整过程？ 合作交流 小组合作是否有效，每个学生是否都参与了设计讨论？ 文化渗透 通过郑和下西洋的情境是否激发了学生的民族自豪感和学习兴趣？ 附件资料 附件1：班级设计方案记录单 项目 内容 小组名称 选择方案 □水浮式 □悬挂式 □支撑式 所需材料 ________________________ 设计图 （图文结合） 磁针如何灵活转动？ ________________________ 如何让指向更精准？ ________________________ 组内自评 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ 同学建议 ________________________ （本记录单为参考模板，可根据班级实际情况修改使用） 附件2：知识拓展——指南针的发展历史 指南针的发展经历了漫长的历史演变： ①战国时期（约公元前4世纪）：中国人发现天然磁石，发明了「司南」——用天然磁石磨成的勺子放在青铜盘上，勺柄指南。 ②宋代（公元11世纪）：发明了人工磁化技术，将钢针用磁石摩擦后获得磁性，做成水浮式指南针。北宋沈括在《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、缕悬法。 ③明代（公元15世纪）：指南针（罗盘）广泛应用于航海，郑和船队使用指南针七下西洋。 ④现代：指南针已经发展为多种形式，包括液体指南针、电子指南针、GPS导航等。 指南针的发明和传播，推动了世界航海事业和全球贸易的发展，是中国对世界文明的重大贡献。 自我评价 能说出指南针的三个基本组成部分 能做到打√ 能说出自制指南针的评价标准 能做到打√ 小组合作完成了一份完整的设计方案（含材料清单和设计图） 能做到打√ 能对他人方案提出有价值的改进建议 能做到打√ 学科网（北京）股份有限公司 $