資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
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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5.給船裝上動力
一、教學目標
科學觀念:
1.科學技術在改變著船的動力系統，推動著船的發展。
2.船可以通過舵來控制行進的方向。
科學思維:通過比較的方法，了解不同船的動力系統；通過分析實驗獲得的結果，能解釋船行進方向與舵之間的關系。
探究實踐:
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。
態度責任：
1.在認識船的動力發展史中,感受勞動人民的聰明才智。
2.體驗給船裝上動力的成功和樂趣。
二、教學重難點
重點：比較船的不同動力系統，了解科學技術對船的發展的推動作用。
難點：探究舵對控制船行進方向的作用。
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
☆☆☆ ☆☆ ☆
給船裝上動力 能夠給船裝上動力，讓船運動起來。 能 基本能 不能
給船裝上持續的動力 能夠給船裝上持續動力，讓船持續運動起來。 能 基本能 不能
改一改一讓小船保持一定的方向航行 能夠通過不斷調試，讓船保持一定的航行方向。 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.教師出示兩張圖片 一個是木船，一個是輪船，思考能用船槳滑動輪船嗎？ 學生答:不能， 師：不能。 生：因為船槳無法給輪船提供動力，輪船的動力來自發動機。 師：原來船的動力有這么多奧秘，今天我們就一起來學習給船裝上動力這課。 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：給船裝上動力 （1）教師出示模型船。 師：我們有什么辦法能給船模提供動力呢？ 教師出示材料 風帆動力：上下打孔的卡紙、小棒 水輪動力：兩根木筷、木制水輪、橡皮筋 氣球動力：充滿氣的氣球用氣門針堵住口了 師：你如何用每組材料為小船提供動力呢？ 學生小組討論，并匯報。 師生觀看演示視頻。 學生分組實驗。 學生分組研討以下問題： 思考1:通過觀察，你發現了什么 思考2:如何給小船提供持續的動力呢 學生匯報研討結果：通過觀察發現，小船要在水中運行，必須給它提供動力，要想讓它持續運動，必須持續給它提供動力，可以用柴油機、電動機、核動力等。 活動二：給船裝上持續的動力 師提出問題：今天老師要給大家提供兩種持續動力裝置，一種是風力推進裝置，一種是蒸汽推進裝置。請同學們想一想，它們分別需要什么材料呢？ 學生自由回答。 教師出示材料： 風力推進裝置：電池、導線、電池盒、小電機、槳葉 蒸汽推進裝置：固體酒精或蠟燭、支架、小盤子等 學生觀看安裝視頻。 蒸汽裝置安裝起來有點復雜，課件展示安裝步驟： ①在小瓶中加入二分之一的水，并將吸管插入瓶中。 ②將小玻璃瓶固定在船模上。 ③在小瓶下方放上蠟燭。 ④將船模放入水中，點燃蠟燭，進行測試。 學生給小船安裝裝置。 活動三：小船保持一定的方向航行 （1）師：實驗過程中，遇到了什么問題都是怎樣解決的呢 學生自由回答：小船會偏航。 師：如何讓小船不偏航，保持一定的方向航行呢？ 學生小組研討。 小組匯報研討結果：給他加船舵。 教師介紹船舵：船舵是我們中國人發明的，早在東漢時期就有船舵了，因為船舵的發現，中國船舶發展史上在很長一段時間都處于領先地位。船舵一般安裝在船的尾部。 課件出示安裝步驟以及示意圖。 安裝步驟:將船舵從船底的小孔中插入，并將大片部分朝向船尾。 師：船舵到底有什么神奇之處呢？請看圖片演示。 課件出示船舵安裝在不同位置的圖片。 學生將船舵方向分別偏左、偏右、居中操作，實驗驗證船的航行方向，并記錄在表格中。 偏左居中偏右1組↖↑↗2組↖↑↗3組↖↑↗4組↖↑↗
分析數據得出結論。船舵的方向可以控制船的方向，船舵的作用:能使船的航行保持-一定的方向。 學生根據提供的材料給船裝上動力，讓小船動起來，激發學生探究興趣，培養學生的科學思維能力和動手實踐能力。 給船裝上持續動力，并通過不斷思考和調試，加船舵等方法，讓船的航向保持不變，培養學生的探索能力和科學思維能力，感受勞動人民的聰明才智，體驗設計成功后的成就感。 老師根據每組制作情況，以及制作過程中的表現，對小組進行評價。 教師根據學生完成任務的情況，以及調試過程中的表現，給予小組評價。
（三）研討 1.我們有哪些方法可以給船提供動力 人力、風力、電力等 2.怎樣解決動力的持續供應問題 可以用風力推進裝置、蒸汽裝置等提供持續動力。 3.如何讓船的航行保持一定的方向 可以使用船舵，使船在航行過程中保持一定的方向。 通過研討活動，升華本課知識內容。 教師觀察學生是否積極參與課堂討論，給予及時反饋。
（四）拓展 1.閱讀潛艇的相關資料，介紹潛水艇。讓學生思考：潛水艇是靠什么動力驅動的？潛水艇是如何控制沉浮的？ 核潛艇一般用柴油做動力，核潛艇的動力來自核能。 潛艇靠調節自身的重力和浮力的大小來下潛和上浮。 2.視頻展示編程控制的船模。 通過拓展知識，升華本課知識內容。 教師觀察學生是否積極參與課堂討論，給予及時反饋。
（五）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
通過給船安裝動力、安裝持續動力，再安裝船舵，讓船在航行時保持一定的方向，在不斷的探索中完善船模，學習造船工程師在造船過程中的不斷解決問題，克服困難的精神。
五、作業設計
【知識技能類作業】
填空題
帆船是一種利用 做動力的船。
許多潛艇被設計成____的身體形狀，可以有效減小水的 。潛艇依靠自身的 和 的大小來下潛和上浮。
二、判斷題
1.船首采用流線型是為了減少風的阻力（ ）。
2.船可以通過船舵來控制行進的方向（ ）。
3.潛艇一般使用柴油和核能作為動力（ ）。
三、選擇題
1.用風帆做動力的主要缺點是（ ）。
A 動力太足 B 自然風不可控 C 容易翻船 D 桅桿容易斷
2.要控制小船的行駛方向，就要安裝（ ）
A 風帆 B 船舵 C 動力裝置 D 纜繩套
3.小船在行駛的過程中，容易偏離方向，以下（ ）方法可以讓小船保持一定的方向。
A 安裝上風力推進裝置 B 安裝上船舵
C 安裝蒸汽推進裝置 D 加重船頭
【綜合實踐類作業】
利用課外時間，充分發揮想象力和動手能力，用生活中常見的物品制作模型船，并給模型船裝上動力裝置。
答案：
一、填空題
1．風力
2．魚類 阻力 重力 浮力
二、判斷題
1.× 2.√ 3.√
三、選擇題
1.B 2.B 3.B
六、板書設計
5.給船裝上動力 人力→風帆→電動風輪 蒸氣裝置 船舵的方向可以控制船的方向
七、教學反思
本課的設計思路:先從“人力無法滿足大船航行所需要的動力”這個矛盾中引出項目主題——給船裝上新動力;再給小船設計安裝風帆、電動風輪、蒸汽裝置等動力,讓船行駛起來;接著，嘗試給船裝上船舵，控制小船的行駛方向;最后拓展到潛艇的介紹。
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