2.12 制作飞船对接模型（教学设计）科学青岛版六年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦航天器交会对接技术，通过回顾“飞天梦”引出交会对接含义，引导学生朗读课本明确任务并提出疑问，搭建从理论到实践的学习支架，衔接前后知识。 以工程实践流程为主线，小组合作自主设计方案、制作模型、检测改进，培养科学思维（推理论证故障原因）和探究实践（迭代优化），如测试后分析接触不良并加固铜片，提升学生工程意识，为教师提供结构化实践教学指导。

青岛版（2024）科学六年级上册 2.12《制作飞船对接模型》教学设计 课题 2.12 制作飞船对接模型 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道航天器交会对接的含义，了解飞船太空对接需要解决气密性、通信传输、居中锁定、安全避险等关键技术问题。 2. 知道飞船对接系统由多个功能部分组成，各个部分功能不同，只有相互协调匹配，才能实现整体对接功能。 3. 了解模拟模型可以还原真实航天器部分工作原理，明白模型与真实航天器存在区别。 科学思维： 1.针对飞船对接的技术难题，开展小组研讨，分析接口、材料、检测标准之间的联系，自主构思模型设计思路。 2. 能够对自制模型进行测试，分析模型存在的缺陷，推理故障产生原因，提出切实可行的改进方案。 3. 能对比不同小组的设计方案，评估方案优缺点，不断优化完善设计，建立系统工程思维。 探究实践： 1.小组合作开展探究，围绕对接任务，自主完成模型设计方案，填写课本设计方案表格，画出创意设计图。 2. 按照步骤动手制作飞船对接模型，完成电路触点、对接卡口的组装，完成气密性、通信、锁定功能测试。 3. 能够根据测试现象，查找模型不足，落实改进措施，迭代优化模型，完成展示与评价交流。 态度责任： 1. 体会我国航天工程技术人员严谨细致、攻坚克难的工程实践精神，感受航天工程的复杂性。 2. 在小组合作设计、制作、改进模型过程中，乐于倾听同伴意见，愿意不断修改完善自己的作品。 3. 懂得工程制作需要反复测试、不断迭代，树立工程实践意识，对航天工程技术保持探究兴趣。 教学重难点 重点：理解飞船交会对接需要解决的关键技术；小组合作自主设计飞船对接模型；按照方案完成模型制作、检测与迭代改进。 难点：理解多个结构协同配合才能完成对接；准确查找模型故障，提出并落实可行的改进措施；建立系统工程思维。 教学环节 教学过程 课堂导入 一、明确问题 师：同学们，上一节课我们学习了我国的飞天梦，知道神舟飞船和中国空间站要在太空连在一起，这个技术叫什么，大家还记得吗？ 生：交会对接技术。 师：非常棒，请大家翻开课本“明确问题”板块，请一位同学朗读课本文字。 生朗读：航天器交会对接技术，即两个航天器（宇宙飞船、航天飞机等）在空间轨道上会合，并在结构上连成一个整体的技术。掌握空间交会对接技术是实现空间站天地往返运输的需要，是实现多模块空间站太空组装的需要，也是载人登月的需要。在太空中飞船是怎样对接的？ 师：读得很好。大家看课本任务卡，本节课我们有两个任务，谁来读一读？ 生：1.了解太空中飞船是怎样对接的。2.做一个飞船对接模型。 师：在浩瀚太空，两个高速飞行的飞船，要精准碰到一起，还要连接牢固、不漏气、能够传递信号，难度非常大。今天我们就化身小小航天工程师，一起来完成《制作飞船对接模型》。板书课题。 师：看到任务，大家心中有哪些疑问？同桌之间互相说一说。（生生交流） 生1：真实飞船在太空对接要克服哪些困难？ 生2：我们做模型要实现哪些功能？ 生3：我们用普通材料怎么模拟太空对接？ 师：同学们提出的问题非常有价值。接下来我们进入制订方案环节，一起解决这些问题。 课 程 学 习 二、制订方案 师：同学们，要制作准确对接的飞船模型，我们首先要搞清楚，真实飞船对接需要解决哪些关键问题，请大家阅读课本资料卡，独立阅读之后，小组内交流。 （学生阅读资料卡，生生小组交流） 师：哪个小组来分享，飞船在太空对接，需要解决哪些关键问题？ 小组1汇报：对接之后气密性要好，不能漏气；两个飞船之间要可以交流信息；要精准控制位置对齐；飞船飞行状态要稳定；还要有避碰、减震的安全装置。 师板书关键任务：气密性、通信传输、居中锁定、安全稳定。 师：课本上提出了三个思考问题，请各小组围绕这三个问题充分讨论，时间3分钟，讨论结束之后我们一起交流。PPT出示问题： 1.两艘飞船模型的接口需要设计成什么样的？ 2.选什么材料能让飞船接得上，还能分得开？ 3.怎样判断我们的模型是否对接成功？ （小组热烈开展生生讨论，教师巡视，参与各组交流，引导学生思考） 师：时间到。第一个问题：两艘飞船模型的接口需要设计成什么样的？哪个小组分享你们的想法。 小组2代表：接口要可以互相咬合，能够对齐，接在一起不容易歪掉，还可以方便分开。就像水管的卡扣，卡进去就连上，用力又可以拔开。 师：这个想法很巧妙。第二个问题，选什么材料，能接得上，还能分得开？ 小组3代表：可以用水管卡扣，塑料材质，卡合牢固，拆卸也方便；也可以用磁铁，互相吸引对接。 师追问：磁铁有什么缺点？ 生：磁铁容易错位，对接之后气密性很难保证。课本推荐用水管卡扣。 师：第三个问题，怎样判断模型对接成功？ 小组4代表：第一，接口能够顺利卡合锁定；第二，气密性要好，不漏气；第三，模拟通信的电路可以接通，灯泡可以亮。这三个条件都满足才算对接成功。 师：同学们讨论得非常到位。接下来我们再思考课本另外两个探究问题：模型怎样才能实现通信功能？飞船对接还需要考虑气密性。小组继续讨论。 生小组交流。 生1：一艘飞船放置电池，另一艘放置小灯泡。对接之后触点碰到一起，电路接通，灯泡发光，模拟通信。 生2：卡口连接处缝隙不能太大，如果缝隙大就会漏气，要做好密封。 师：大家请看课本通信触点设计图。两艘飞船分别装上铜片作为触点，一边接电池，一边接小灯泡。当卡口对接卡紧，铜片互相接触，电路导通，灯泡点亮，就模拟完成飞船之间的通信传输。 师：现在，请各个小组，结合刚刚讨论的全部内容，填写课本当中的设计方案表格，表格包含对接任务：气密性、通信传输、居中锁定，每一项填写结构设计、材料选择、检测标准。小组还要画出本组的创意设计图。大家小组合作，完善你们的制作方案。 （生生小组合作，填写表格，绘制设计草图，教师巡视指导，引导学生不断修改完善方案） 师：好，现在请两个小组上台，展示本组的设计方案。其他同学认真倾听，听完可以提出修改建议。 小组5展示设计方案。 其他同学提出建议：你们组气密性部分，可以多增加一圈密封海绵；通信铜片位置要对准，不然接触不到，灯泡不会亮。 小组6展示。 师总结：经过大家互相交流，我们优化完善制作方案。 气密性：采用水管卡扣，接口增加密封海绵； 通信传输：两艘飞船分别安装电池、小灯泡，铜片作为对接触点； 居中锁定：卡扣结构实现咬合对齐，居中定位； 检测标准：卡扣顺利卡合；入水无气泡；对接后小灯泡点亮。 实施方案，动手制作（12分钟） 师：同学们，方案已经完善，接下来我们实施方案，动手制作飞船对接模型。老师提醒大家，热熔胶注意安全，不要烫到手。请大家看课本制作步骤，小组合作，一步一步完成制作。我们一起来拆解课本每一步。 师：第一步，将铜片用热熔胶固定在连接卡扣上。哪位同学说一说，这一步要注意什么？ 生：铜片要固定牢固，两个对接卡扣上面的铜片位置必须一一对应，对接的时候刚好可以碰到。 师：说得非常准确，如果铜片位置错位，后面电路就无法接通。小组开始完成第一步。（学生动手操作） 师：第二步，测试电路正常后，将电池和灯泡分别连接在小铜片上。这一步要做什么？ 生：先不要装到瓶子里，先把电路测试好，确认对接之后灯泡可以亮，再组装，避免后期返工。 师：很好，先裸件测试电路，电路没问题，再往下制作。各小组完成第二步测试。 师：第三步，将电池和灯泡分别置入瓶内，用防水胶带将卡扣固定在塑料瓶上。这一步注意什么？ 生：电池、灯泡放在塑料瓶内部，卡扣牢牢固定在两个塑料瓶口，胶带缠绕牢固，不能松动。 师：第四步，连接卡扣检测电路。把两个卡扣互相卡接在一起，看一看灯泡能不能正常点亮。 （学生小组完整制作模型，生生互相配合，教师巡视，个别小组指导，解决接线、铜片错位等问题） 师：同学们，模型已经制作完成，但是我们还不知道性能怎么样，接下来我们进入检测飞船对接模型环节。 检测模型，迭代改进（7分钟） 师：参照课本，我们怎么检测模型？谁来读一读课本的检测方法。 生：把对接好的模型浸入水中，没有气泡冒出，说明气密性良好。同时看灯泡是否发光。 师：检测两个关键点：第一，气密性测试，对接完成后，把模型浸入水中，观察有没有气泡冒出；第二，通信功能测试，卡扣对接之后，小灯泡是否正常点亮；第三，锁定功能测试，对接之后轻轻晃动，卡扣不会轻易脱开。 各小组拿起自己的模型，开展测试，仔细观察现象，小组记录模型存在哪些不足。 （学生小组测试模型，生生交流实验现象） 师：好，请各小组说一说你们模型测试当中发现的不足之处，并且说一说你们小组想到的改进措施。 师：第一组，你们遇到了什么问题？ 小组1：我们的通信触点有时候接触不良，灯泡时亮时灭。 师：分析一下是什么原因？ 生：铜片固定不牢，对接的时候发生偏移。 师：那可以怎样改进？ 小组1回答：用热熔胶把铜片加固；调整铜片的位置，让两片铜片对接之后紧紧贴在一起；适当增加铜片接触面积。 师：这个改进措施切实可行。还有哪个小组有不同的问题？ 小组2：我们整体结构不稳定，轻轻一碰，两个飞船就歪掉，卡扣容易脱开。 师：原因是什么？ 生：塑料瓶比较轻，重心不稳，卡扣咬合深度不够。 师：你们打算怎么改进？ 小组2：在塑料瓶底部加入少量重物增加配重；更换咬合更深的卡扣；增加支架，把飞船模型架起来，提高稳定性。 师：非常好。还有其他故障吗？ 小组3：我们浸入水中之后，接口位置不断冒出气泡，气密性不好。 师：原因？ 生：卡扣缝隙大，没有密封。 改进措施：在卡扣接触位置粘贴海绵或者密封胶圈，填补缝隙，减少漏气。 师归纳总结（板书故障与改进） 1.故障：通信接触不良→改进：加固铜片、增大接触面积，校准触点位置 2.故障：结构不稳定，容易脱开→改进：底部配重，增加支架，选用咬合更深卡扣 3.故障：气密性差，冒气泡→改进：增加密封垫圈、海绵，填补接口缝隙 师：请大家根据刚刚交流的改进意见，对本组模型进行修改优化。给大家3分钟时间，落实改进措施。 （学生小组修改自己的模型，生生协作优化作品） 展示评价，回顾反思（2分钟） 师：现在我们进入展示评价。请小组展示改进后的飞船对接模型。同学们可以从两个方向继续优化，课本上给了我们两个拓展想法，谁来读一读？ 生1：我想进一步美化对接模型的外观。 生2：我考虑可以给飞船对接模型增加碰撞减震装置。 师：大家可以课后继续完成美化与升级。我们看回顾反思，请全班齐读。 生齐读：通过制作飞船对接模型，能够了解一个系统是由多个部分组成的，各部分功能不同，需要协调匹配，才能实现整体功能。 师：请同学们对照课本评价表，开展星级自我评价。 课堂 小结 师：同学们，今天我们化身航天工程师，完成飞船对接模型的设计、制作、检测、改进。真实太空飞船对接，需要同时满足气密性、通信传输、居中锁定、安全稳定等多项要求。一个完整系统由多个部分组成，各个部件互相配合，才能完成整体功能。工程作品不是一次就能做好，需要不断测试，发现不足，迭代改进。我国航天成就，就是无数工程师反复试验攻坚克难换来的。 板书设计 制作飞船对接模型 一、什么是交会对接 太空轨道会合，连接成整体 二、对接四大任务 气密性｜通信传输｜居中锁定｜安全稳定 三、工程流程 明确问题 → 制订方案 → 实施方案（制作）→测试→迭代改进 四、常见故障与改进 1.接触不良：加固铜片，校准触点 2.结构不稳：底部配重、加装支架 3.气密性差：增加密封垫圈 五、科学道理：系统由多部分组成，协调配合实现整体功能 教学反思 本课严格依据2025版科学新课标工程实践领域要求，以工程实践完整流程组织课堂，充分发挥学生主体地位。课堂完整落实课本全部板块：明确问题、制订方案、实施方案、检测改进、展示评价。在制订方案环节，组织学生充分小组研讨，自主思考接口、材料、成功判断标准，填写设计表格，学生之间互评方案，自主完善设计。制作环节分步拆解课本操作步骤，强调先测试再组装。检测环节引导学生如实观察测试现象，自主分析故障，提出并落实可操作的改进措施，落实系统工程思维。课堂多次开展生生交流、师生对话，小组合作贯穿全课。 不足之处：本节课动手制作时间占用较多，部分动手能力弱的小组不能全部完成迭代改进；课堂上只能模拟部分真实对接功能，模型和真实航天器存在差距，部分学生容易把模型等同于真实飞船。 改进措施：课前可以布置预习，让学生提前思考设计思路；设置分层任务，基础任务完成制作，拓展任务做模型升级；课堂明确区分模型和真实航天器的差异；课后开展模型作品展，鼓励学生继续增加减震、外观美化等创意改造，把工程探究延伸到课外。 1 学科网（北京）股份有限公司 $