3.3 小小工程师——简易潜水器（教学课件）科学沪科技版五年级上册（新教材）

3.3 小小工程师——简易潜水艇 五年级上册第三单元第三课 沪科技版 1 目录 1 情境与问题 2 探究与发现 3 研讨与拓展 4 回顾与练习 5 总结与评价 核心素养 科学观念： 知道潜水器通过改变自身重量（进排水）控制沉浮，理解沉浮条件在工程中的应用。 科学思维： 能根据实验故障分析原因，对比简易模型与真实深海装备的异同。 探究实践：经历设计方案、选材制作、测试检验、迭代改进的完整工程实践过程。 态度责任：体会不怕失败、反复改进的工程精神，激发探索深海科技的兴趣。 1.情境与问题 学习任务 聚焦 2002 年“蛟龙”号深海载人潜水器开始研制，设计师先明确潜水器下沉任务，然后进行设计与制作，解决下沉与上浮、高压、密封、耐腐蚀、绝缘等问题，接着将部件组装起来并进行测试。2013年起，“蛟龙”号先后在我国南海等区域开展深海探测任务。 聚焦 工程师的挑战：让潜水艇自由沉浮 潜水艇能在大海里自由上浮、下潜，它是怎么做到的？ 工程任务 利用身边的材料（如塑料瓶、注射器等），制作一艘既能在水中平稳地下沉至少 15 厘米，又能浮出水面的简易潜水器。 • 能在水中上浮 • 能在水中下潜 • 能控制沉浮状态 如果你是小小工程师，能用身边的材料做一个简易潜水艇吗？ 我们需要哪些材料？ 塑料瓶 作为潜水艇外壳 沙子/配重 改变潜水艇重量 水槽/水盆 用来测试沉浮 想一想： 怎样让潜水艇既能浮在水面，又能潜入水中？需要改变什么？ 聚焦 我们需要哪些材料？ 塑料瓶/注射器 作为潜水艇外壳 沙子/配重 改变潜水艇重量 水槽/水盆 用来测试沉浮 想一想： 怎样让潜水艇既能浮在水面，又能潜入水中？需要改变什么？ 聚焦 2.探索与发现 学习任务 探究 潜水器是如何实现下沉和上浮的？ 发现 发现 发现 探究 总结上浮和下潜的规律 探究—设计方案 设 计 潜 水 器 前 需 要 厘 清 思 路， 列 出 需 要 考 虑 的 问 题 和 解 决 方 法。 例如，潜水器的构造是什么样的？它有哪些组成部件？这些部件具有哪些功能？如何制作来实现这些功能？ 尝试画出设计图，标出各部分的构造、作用及所用材料。小组讨论交流设计的方案，并进行改进完善。 探究—制作与测试 根据设计方案，利用选择的材料及工具，制作潜水艇。 探究—制作与测试 3.研讨与拓展 学习任务 研讨 展示交流与评价 在 班 级 展 示 自 制 简 易 潜 水 器 在 水 中 的 沉 浮， 交 流 设 计 方 案、 制 作 过程及运用的科学原理，比较各潜水器的优缺点，将改进意见或建议记录下来，再优化作品。 研讨 我们的潜水艇和真实潜水艇有什么不同？ 我们的简易潜水艇 • 用塑料瓶做外壳 • 加沙子改变重量 • 手动加沙倒沙 • 只能在浅水里玩 真实的潜水艇 • 用钢铁做外壳 • 压载水舱进排水 • 按钮控制进排水 • 能潜到几千米深 研讨 1.7.2013 ‹#› 拓展 我的海洋探秘之旅 科学家把海洋分为5个水层， 0~200米，海洋上层。这一层的海洋动物最多。在不借助装备的情况下，人类最多能下潜 100米左右的深度。 200~1000米，海洋中层。借助水肺，人类曾经到达过水下300多米的深度。蓝鲸经常栖息在500米深处。 1000~4000米，海洋深层。这一深度水压非常大，几乎没有阳光。深海鳕鱼生活在 2 740米处。 4000~6000米，海洋深渊层。许多深海鱼的视觉退化，只能用触觉器官来感知。2011年夏天,“蛟龙”号潜水器顺利下潜到5188米，拍摄海底地形照片，进行多金属结核勘探。 6000米以下，海洋超深渊层。这里的水温常年为0~1℃℃，水压极高。2012年，“蛟龙”号在马里亚纳海沟载人下潜，深度达7 062 米。2020年，“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度1009米。 4.回顾与学习 学习任务 总结 回顾 5.总结与评价 学习任务 总结 小小工程师的收获 ⚓ 科学知识 改变重量可以控制物体在水中的沉浮 🔧 工程方法 设计→制作→测试→改进的工程流程 💪 探究精神 不怕失败，反复测试改进就是工程师精神 1.7.2013 ‹#› 一、选择题。 练习 1. 科学家从鱼鳔能胀能缩的现象得到启发，发明了潜水艇。今天我们当小小工程师，也要做一个能在水里沉浮的小装置。这个简易潜水器和真实潜水艇用的是同一个原理，就是（　　） A. 改变身体的大小　　B. 改变自身的轻重 C. 改变水的温度　　D. 改变水的颜色 2. 小明把做好的潜水器按进水里，对着吸管吸气，瓶里“咕嘟咕嘟”进了水，潜水器慢慢沉了下去；他再往外吹气，水又被顶了出来，潜水器又浮了上来。这个潜水器能上浮下沉，是因为（　　） A. 吸气吹气改变了瓶子的轻重　　B. 吸气吹气改变了瓶子的大小 C. 吸气吹气改变了水的浮力　　D. 吸气吹气改变了瓶子的颜色 3. 小华组的潜水器做好后放进水盆，“咚”的一下就直沉盆底，吸管吹得脸都红了也不见它动一动。你觉得最可能是什么原因？（　　） A. 瓶子太大了　　B. 里面装的水和石子太多，太重了 C. 吸管太细了　　D. 水太凉了 B A B 4. 做小制作时，连接的地方如果没粘紧，就容易漏气漏水。简易潜水器更是这样——有一个地方没封好，整个装置就失灵了。这说明做潜水器最关键的是（　　） A. 外观要漂亮　　B. 密封要严实，不漏气不水 C. 瓶子越贵越好　　D. 颜色要鲜艳 5. 各组测试潜水器时，有的组成功了，有的组失败了。面对失败，下列做法正确的是（　　） A. 把模型摔在桌上，说材料不好　　B. 反正做不好，干脆放弃 C. 和组员一起找找哪里出了问题，改一改再试　　D. 趁老师不注意，借别人成功的来交差 一、选择题。 练习 B C 1. 做一个工程小制作，一般要经过这几步：先弄清楚要做什么（明确任务），再__________，然后找材料动手做，做好后__________，发现问题再改进。 2. 往潜水器里吸气，水就进去，潜水器变__________，就下沉；往外吹气，水就排出来，潜水器变__________，就上浮。 3. 潜水器的各个连接口都要用橡皮泥或胶水封好，保证它的__________性，不然漏气了就吹不动了。 二、填空题。 练习 画设计图 测试检验 轻 重 密封 练习 材料一：课堂小实验 科学课上，老师给每组发了一个塑料瓶、一根吸管、几块橡皮泥和几颗小石子，任务是做一个“听话”的小潜水器——你让它沉它就沉，你让它浮它就浮。小丽组的设计是：在塑料瓶里装半瓶水，把吸管从瓶口插进去，一直通到瓶底，瓶口周围用橡皮泥封得严严实实。把瓶子放进水盆里，用嘴含住吸管一头：吸气，水就顺着吸管流进瓶子，瓶子变重，慢慢沉下去；吹气，瓶子里的水又被顶出来，瓶子变轻，浮上来。 1）小丽组的潜水器是靠什么办法让它沉下去、又浮上来的？ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 三、综合题。阅读下面的材料，回答问题： 练习 材料二：科技加油站——中国的深海重器 你做的这个小潜水器，和真正的“深海重器”用的是同一个原理。2024年，我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器，在马里亚纳海沟成功下潜到10907米，刷新了我国潜水器的最大下潜深度。它的肚子里也有“压载水舱”——要下潜时往里面注水，变重；要上浮时用高压气体把水排出去，变轻。 不过和你手里的塑料瓶不同，真正的深海潜水器要面对万米深海的巨大水压，外壳得用特别坚固的钛合金材料；它不需要人在旁边吹吸管，而是用电脑控制水泵自动进排水；它身上还装着摄像头、机械臂和各种科学仪器，能在海底拍照片、抓岩石样本、测水温水流。科学家说，未来的深海潜水器会更聪明，能自己在海里工作好几个月，帮人类探索地球最后的未知疆域。 （2）根据材料二，“海斗一号”深海潜水器和你做的简易潜水器，在沉浮原理上有什么相同的地方？ 三、综合题。阅读下面的材料，回答问题： 练习 （3）对比材料一和材料二，真正的深海潜水器比课堂上做的简易潜水器多了哪些本领？请写出两点。 ①_______________________________________________________________ ②_______________________________________________________________ （4）小丽组的小潜水器试了三次才成功。“海斗一号”从研制到下潜成功，也经历了无数次测试和改进。这告诉我们做科学工程的事情要有什么样的态度？ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ （5）深海里藏着地球上最后的秘密。你觉得未来的深海潜水器还能帮人类做哪些事情？大胆想象，写出一个你的奇思妙想。 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 三、综合题。阅读下面的材料，回答问题： 练习 （1）靠吸管吸气和吹气来控制瓶里的水量：吸气时水进瓶子，变重下沉；吹气时水排出，变轻上浮。 （2）都是通过改变自身重量来控制沉浮：下潜时往舱里注水变重，上浮时把水排出去变轻。 （3）示例：①外壳用坚固的钛合金，能承受万米深海的巨大水压；②用电脑控制水泵自动进排水，不需要人吹吸管；③装有摄像头、机械臂，能拍照片、抓岩石样本。（写出两点即可） （4）不怕失败、反复测试、发现问题、动手改进。工程设计不是一次就能做成的，要在一次次试错中不断完善，坚持到底才能成功。 （5）示例：未来的潜水器可以在海底建实验室，让科学家长时间住在海底研究；可以在海底找宝藏、找沉船；可以在海底种珊瑚、修复海洋生态。（言之有理即可） 科学态度 合作学习 评价 查询资料继续优化你的潜水艇! 作业 感谢您的聆听 THANKS 沪科技版 35 Lavf61.7.105 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.29 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $