資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
6.設計我們的小船
一、教學目標
科學觀念:
1.輪船的制作需要考慮船的大小、船的形狀、船體材料、載重量、穩固性、動力系統等因素。
2.工程設計—般會經歷“問題一設計一制作一測試一完善”等過程。
科學思維:利用設計思維完成小船的設計，通過比較分析，在交流中完善和優化設計方案。
探究實踐:
1.針對具體任務，按照設計的基本步驟來設計一艘小船。
2.能將自己簡單的創意轉化為設計圖、模型或實物。
3.對自己或他人設計的想法、草圖提出改進建議，并說明理由。
態度責任：
1.在設計小船的過程中，培養綜合運用所學知識解決問題的習慣。
2.在設計小船的活動中，建立質量和成本等意識。
3.敢于對小船的設計方案質疑并虛心聽取別人的合理建議。
二、教學重難點
重點：整理思考和交流設計的因素，畫好設計圖。
難點：對小船設計圖的交流和改進。
評價任務（根據需要設計評價量規）
評價量表
評價任務 評價標準 表現程度 自評 互評 師評
☆☆☆ ☆☆ ☆
明確任務 能夠通過任務要求明確小船的尺寸，以及動力裝置。 能 基本能 不能
選擇材料，設計小船 能夠綜合考慮各種因素，列出所需的材料，計算所需的費用。 能 基本能 不能
能夠畫出船的結構示意圖，并能加以標注說明。 能 基本能 不能
小組能展示自己的設計方案，并說出設計圖的合理性和可靠性。 能 基本能 不能
評價改進設計 能夠對其他小組的方案提出改進意見。 能 基本能 不能
能夠根據交流結果改進自己的造船方案。 能 基本能 不能
學習收獲
四、教學過程
學習活動 設計意圖 效果評價
（一）談話導入 1.復習前面所學有關船的相關內容。 師：同學們，通過本單元前五課的學習，我們已經學習了許多有關船的知識，讓我們一起共同回顧一下吧。 課件出示提示信息，學生自由回答。 師生小結：學習了船的歷史；知道了用浮的材料造船；也可以用沉的材料造船；還知道了如何增加船的載重量；也知道了船要穩定，才能保持平衡，如何給船裝上各種各樣的動力。 談話導入，激發學生興趣，了解學生前知，引出本課學習任務 。 對于積極回答問題的同學給予及時獎勵。
（二）探究活動 活動一：明確任務 （1）教師課件出示任務。 師：同學們，一艘船要成功航行，需要考慮的因素是方方面面的，今天我們就自己動手，自己設計一艘小船，依靠自有動力把200g貨物運送到指定目的地。 觀看真實情景視頻，河道長1米，寬40厘米，要求小船將“貨物”從起點線運送到終點線上，在運送過程中，不能碰到“河道”的兩岸。 活動二：設計小船 小組思考小船設計需要考量哪些因素。 小組匯報，師生小結。 載重量、穩固性、船的材料和形狀、動力裝置、船的大小 選擇材料 ①出示造船材料清單及價格（因為我們設計的只是一艘模型船，所以可以采用“造船幣”來標示材料的參考價格。） 選用材料價格(造船幣)選用材料價格(造船幣)KT板( 30em*20cm*0.5em)5木棒(15em) 5條10薄木板(30cmp*20cmP*0. cm)10牙簽(7em) 20根5 泡沫塊(30cm*20cm*3cm)10電動機(3cm)20塑料瓶(22. 5cm) 2個15電池(5cm) 2個15卡紙(21cm*29. 7em)5導線(50cm)10棉繩(2m)5小水輪(直徑5cm) 2個10 氣球5螺旋槳(直徑6cm)10吸管(20cm) 4條10蠟燭(3cm)10鋁管(30cm)15橡皮筋(6cm) 10根10免費提供的工具:尺子、剪刀、美工刀、熱熔膠槍、彩筆、透明膠水和50g鉤碼6個等。
②討論材料選用的考慮次序 師：同學們，這些不同功能的材料，似乎有若干種不同的選擇，我們該如何作出選擇呢？利用這些材料，你又想設計怎樣的小船呢？請小組討論一下。 ③小組匯報，師生總結。 設計小船我們要考慮：成本控制、功能增加、外觀美化、達成任務，關鍵是達成任務，是設計小船的最重要的目標。 課件出示設計思路： 基本要求(優先考慮):能依靠自有動力把200g貨物運送到指定目的地。 附加要求(加分選項):小船的功能增加外觀美化和成本控制等。 設計小船方案 師：用設計圖更能形象地表達我們設計的方案，為了更好地繪制設計圖，這里有幾個注意事項: 圖紙的格子一格代表實物的1cm，繪制時注意也要考慮實際設計的尺寸大小; 可以從俯視圖或側視圖畫出船的結構圖，并用文字標注各部分名稱及所用的材料。 學生在活動手冊網格線上完成小船的設計。 小組展示設計方案，其他小組進行評價。 小組修改完善設計方案。 基于明確任務要求的模型設計讓情境更具真實性，更符合真實情境下的工程設計要求。 通過小組討論，數據計算等方法，繪制自己小船的設計圖，并通過分享設計方案，以及與其他小組對方案的相互評價，能夠完善設計方案，從而鍛煉學生創造性的科學思維能力。 教師根據學生的課堂表現和后期的匯報說明，給予評價。 學生能夠綜合考慮各種因素，選擇合適的材料，完成設計方案并進行展示說明。
（三）研討 1.交流我們的設計，說說設計理由，并互相提出改進意見。 示例：由薄木板、木棒、氣球、牙簽和卡紙做成的小船，大概需要35個造船幣，長31厘米，寬11厘米，靠空氣動力行駛，把砝碼充當貨物時，要均勻分布在小船上，增加它的穩定性，用卡紙是為了裝飾小船。 評價： 優點：1.造價便宜2.美觀有裝飾。 缺點：1.動力不足，只有一只氣球提供動力。2.浮力不足，只有一塊薄木板，很容易沉沒。 2.課件展示各小組設計圖，比較它們的相同點和不同點。 相同點：都把任務達成作為最優先考慮的方面。 不同點:1.外觀不同，有的像游輪很漂亮，有的像運貨船，應該載重量不小。 2.它們的動力都不同，有的采用橡皮筋，有的用電動機，有的用空氣動力。 通過研討活動，引導各小組集思廣益，再次改進自己的造船方案 教師觀察學生是否積極參與課堂討論，給予及時反饋。
（四）知識總結 師生共同總結本課知識點。 教師通過學生回答，了解學生對本課知識的掌握情況。 觀察學生是否參與知識總結，是否積極發言，及時鼓勵參與學生。
四、成果集成
通過明確任務、選擇材料、設計方案，將達成任務作為最優先考慮的方面，經歷工程設計的全過程。
五、作業設計
【知識技能類作業】
填空題
1.設計小船需要考慮哪些因素（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。
2.工程設計的過程需要經歷：問題—（ ）—制作—（ ）—完善。
二、判斷題
1.在設計小船的活動中，要建立質量和成本意識（ ）。
2.現代輪船有船體和形狀等結構設計，主要考慮船的牢固程度（ ）。
3.正方形船體不利于減少水的阻力（ ）。
4.為了讓船的載重量符合要求，船身的設計要越寬大越好（ ）。
三、選擇題
1.下列事項中不會出現在小船的設計圖中的是( )。
A.小船船體的材料 B.小船的行駛速度 C.小船的動力裝置
2.設計和制作小船時，下列做法中，不正確的是( ) 。
A.設計圖和制作要保持一致 B.設計圖畫好就沒有用了 C.設計圖可以畫出細節圖
(2)設計和制作小船的基本步驟比較合理的是( )。
①制訂方案 ②實施方案 ③評估與改進 ④明確問題
A.④①②③ B.①②③④ C.④①③②
【綜合實踐類作業】
繼續完善我們小船的設計圖。
答案：
一、填空題
1．船的大小、船的形狀、船體材料、載重量、動力系統（任選4個）
2．設計、測試
二、判斷題
1.√ 2. × 3.√ 4. ×
三、選擇題
1.B 2.B 3.A
六、板書設計
6.設計我們的小船 1.設計小船要考慮的因素：船的大小、船的形狀、船體材料、載重量、動力系統等 2.設計圖要標注好材料和結構
七、教學反思
本課的設計思路:學生在明確造船的要求和材料后，充分調動已有的認知和技能進行方案設計;再通過小組合作與組間交流等方式對設計方案不斷修正與完善;最后小組形成一個較為理想的造船方案。
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第二單元《船的研究》大單元整體教學設計
教材版本 教科版 單元（或主題）名稱 《船的研究》
單元主題 同學們，在今年的創客節中，我們學校去參觀的同學都有幸目睹了一場別開生面的船模比賽。那些精致的船模，在微縮的水道中破浪前行，仿佛帶入了一個縮小版的海洋世界。我們能不能也制造出自己的船模，明年也去參加創客節比賽呢？
課標要求 核心概念：物質的運動與相互作用，技術、工程與社會，工程設計與物化 學習內容： 3.1力是改變物體運動狀態的原因：知道日常生活中常見的摩擦力、彈力、浮力等都是直接施加在物體上的力；舉例說明給物體施加力可以改變物體運動的快慢，也可以使物體開始或停止運動。 12.1技術與工程創造了人造物，技術的核心是發明，工程的核心是建造：知道技術包括方法、程序和產品等;知道發明的常用方法，舉例說出一些典型的發明，知道發明會用到一定的科學原理，很多發明可以在自然界找到原型。 12.2技術與工程改變了人們的生產和生活：知道技術對提高生產效率或工作效率的影響，舉例說明應用適當技術可以提高生產效率或工作效率，應用所學科學原理設計并制作出可以提高效率的作品。 13.2工程的關鍵是設計：利用示意圖、影像、文字或實物等多種方式，闡明自己的創意，初步認識設計方案中各影響因素間的關系。基于有說服力的論證，認同或質疑某些設計方案，并初步判斷其可行性和合理性。 13.3工程是設計方案物化的結果：利用工具制作簡單的實物模型，根據實際反饋結果進行改進并展示。 學業要求： 能說明有些力是通過接觸物體施加的，有些力是不直接接觸物體施加的，力可以改變物體的運動狀態。 能說出技術與工程的基本特點及其對提高生產效率或工作效率的作用。 能舉例說出常用的發明方法，能說出一些工程中的主要系統和中國的一些大科學工程;能簡要說明技術與工程對科學發展的促進作用，能嘗試利用儀器設備進行觀測和記錄。 能嘗試應用所學科學原理設計并制作簡單的裝置，能進行模擬演示并簡要解釋如何提高效率。 能提出滿足一定限制條件的簡單工程問題，知道驗收標準，了解設計方案中各種因素間的關系。 能基于所學科學知識，應用創造性思維的基本方法提出多種設計方案，基于批判性思維評價并優化設計方案。 能制作實物模型，并基于證據改進實物模型的設計和制作。 樂于嘗試多種設計方案，初步具有質疑、創新的態度;知道技術與工程需要實事求是，能如實記錄相關信息和正確對待作品的缺陷。
教材分析 本單元以船的材料、結構、動力等發展演變過程中的重要節點為內容，引導學生在認識、設計、制作船的實踐活動中，初步感知浮力，體驗生產生活需求對科學技術發展的推動作用;以船的演化史為線索，引導學生認識船只經歷了“浮的材料一沉的材料”“自然動力一機械動力”等發展歷程;結合這些發展演化過程中的節點展開設計與制作船的動手實踐活動，讓學生深入體驗人類為了提升船只的載重量、穩定性、動力性能，對造船材料、內外部構造、動力裝置等進行不斷改進和發明。 “船的研究”單元共7課，其學習內容貼近學生生活，所涉及的實驗資源豐富，材 料易得易用，適合學生親手操作，便于教師組織學生開展學習活動。 第1課“船的歷史”是單元起始課。第2課“用浮的材料造船”承接第1課中的“獨木舟負載物體”生成的“不穩定”“裝載量少”問題，通過設計、制作、測量與完善竹筏模型的過程，體驗浮的材料可以制作船并感受浮力。第3課是“用沉的材料造船”。用沉的材料造船是造船技術的一次巨大變革，可以讓學生感受科學與技術的緊密聯系推動了人類文明的發展。第4課“增加船的載重量”是讓鋁箔船裝載更多的貨物，保持船體的穩定性,繼續指向生活和生產需求促進了技術進步，使得船結構和造船技術不斷發展。第5課是“給船裝上動力”。第6課“設計我們的小船”和第7課“制作與測試我們的小船”，圍繞船的材料、結構、動力等重要特點，比較完整地介紹了船的技術演變史后，選擇材料，設計和制作一艘符合一定性能標準的小船，是對前五課的學習成果的綜合運用。
學情分析 本單元內容的編排，符合五年級學生的興趣、動手能力等水平特征，單元和分課時聚焦的目標清晰，貼近五年級學生的最近發展區。單元學習活動和目標結構緊密，前后課時之間又保持較好的獨立性，保證學生能在每一課中經歷一個相對完整的科學學習活動，很好地實現了科學思維與科學知識、技能的多維融合。
單元目標 科學觀念： 不同時期的船具有不同的特點和發展趨勢。 科學技術在改變著船，推動著船的發展。 船由船艙、船舵、龍骨等多個系統組成，它們具有不同的作用。 浮的材料和沉的材料都可以制造船，改變材料的結構可以改變船的載重量和穩定性。 相同質量和相同大小的材料，制作的船體積越大，受到的浮力越大，就越容易浮在水面上。 一個人工產品的完成一般會經歷“問題一設計一制作一測試一完善” 等技術與工程過程。 人類的生產和生活需求推動著科學、技術與工程的發展，船的技術發展推動了人類社會的發展和文明進程。 科學思維： 運用科學、數學、技術、工程等學習方式，在優化工程模型中發展動手能力。 能夠分析、解釋簡單模型所涉及的各個要素及結構，通過分析、比較、綜合等方法，抓住簡單事物的本質特征，使用模型解釋有關的科學現象和過程。 3探究實踐： 通過實驗認識船的形狀、結構與阻力、載重量和穩定性之間的關系。 探索用多種沉浮材料造船，不斷改進船的形狀和結構，提高船的載重量和穩定性。 嘗試將情景轉化為具體的工程技術問題，通過設計、制作、評測與完善等過程， 經歷“設計——制作——測試——分析——改進——再設計” 工程實驗典型過程。 能根據問題或要求進行設計，并按設計方案制作或改進小船。 綜合運用所學知識和方法，設計和制作一艘符合一定標準的小船，并不斷完善它的性能。 4.態度責任： 在認識船的發展史中，感受勞動人民的聰明才智。 在設計制作船的活動中，體驗“做”的成功和樂趣，激發運用科學、技術與工程 研究和解決問題的興趣，培養綜合所學知識通過“動手做”解決問題的習慣。 在設計制作一艘小船的活動中，建立質量和成本等意識。 能夠根據任務要求，從資源可行性、社會環境效益等方面開展評估活動。
單元結構化活動
達成評價 圍繞課時學習目標 1.關注課堂問題預設與學生課堂反饋表現。 2.作業設計與學生答題正確率的及時分析。 3.關注竹筏和船模制作的過程性評價和結果性評價。 4.注重工程設計的團隊合作、相互配合的評價，工程設計作品的展示和改進的評價。 圍繞單元和主題目標。 1.分層設置單元測試 2.制作船的模型。
單元課時課型規劃 課時課型課時內容課時目標（單元目標分配）課時學習任務（或問題）（一般1-2個）達成評價1實驗船的歷史通過實驗認識船的形狀、結構與穩定性之間的關系。1.知道船的發展史 2.通過制作獨木舟模型的活動，感受“最初的小船”的樣子和船的載重量、穩定性和水阻特性。1.能夠知道不同時期船的特點及發展史。 2.能夠通過實驗認識船的形狀、結構與穩定性之間的關系。 3.感受船的發展歷程，感受勞動人民的聰明才智。1實驗用浮的材料造船探索用多種浮的材料造船，不斷改進船的形狀和結構，提高船的載重量和穩定性。設計一一制作——測試造一艘竹(木)筏能利用新的材料，完成設計和制作竹筏（木排）的任務，培養創新精神。1實驗用沉的材料造船探索用多種沉的材料造船，不斷改進船的形狀和結構，提高船的載重量和穩定性。用橡皮泥和鋁箔造船，增加穩定性和載重量 1.能體會到不斷改進設計對結果的影響。 2.從船的發展歷程學習中，激發創造欲望。1實驗增加船的載重量1.能夠運用具體尺寸進行設計和制作不同底面積的鋁箔船 2.根據計算和測試結果，不斷改進船的形狀和結構，提高船的載重量和穩定性。1.研究船的載重量與穩定性，研究船的載重量與船的體積之間的關系。 2.給船裝上船艙，研究船艙與穩定性和載重量之間的關系。1.樂于對鋁箔船載重實驗進行探究。 2.能真實記錄自己觀察到的現象，并根據載重數據開展交流研討。1實驗給船裝上動力1.能根據不同要求，給小船提供動力。 2.通過實驗能解釋船行進方向與舵之間的關系。給船裝上動力并控制方向1.能夠在認識船的動力發展史中，感受勞動人民的聰明才智。 2.能夠體驗給船裝上動力的成功和樂趣1實驗設計我們的小船針對具體任務，按照設計的基本步驟來設計一艘小船。 能將自己簡單的創意轉化為設計圖、模型或實物。 對自己或他人設計的想法、草圖提出改進建議，并說明理由。選擇材料設計小船方案，繪制設計圖。1.能在設計小船的過程中，培養綜合運用所學知識解決問題的習慣。 在設計小船的活動中，2.能建立質量和成本等意識。 3.敢于對小船的設計方案質疑并虛心聽取別人的合理建議。1工程設計制作與測試我們的小船能按照設計方案制作小船。 能根據測試過程中發現的問題，不斷調整和優化小船。 能從多個角度評價小船的制作過程。根據設計方案設計小船，并測試、評估、改進。在制作小船的過程中，建立質量和成本等意識。 在制作小船的活動中，愿意跟同伴合作探究，體驗“做”的成功和樂趣，培養綜合運用所學的知識與技能解決問題的習慣
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