教科版（2017秋）五年级科学下册 2.4《增加船的载重量》教学设计

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4.增加船的载重量
【教材简析】
通过前三课的学习，学生体验了造船是一个不断优化和改进的过程，知道了把材料做成中空形状，可以增大体积，更容易漂浮在上。从本课开始，学生将根据真实船舶的需求进行设计制作，解决载重量、持续动力等技术问题。
本课内容分为三部分，首先从生活实际出发聚焦问题，人们需要越来越大的船来满足生活需求，引发学生讨论如何通过技术解决问题。然后利用三张大小相同的铝箔纸制作不同体积的船，测试它们的载重量，并总结出增加船的载重量有哪些方法。最后从“弹珠会滚动，导致船容易侧翻”的问题入手，引导学生体会船舱分格的作用。
本课的重点是带领学生利用三张大小相同的铝箔纸，设计、制作三艘不同体积的船，通过测试它们的载重量，最后交流讨论总结出：船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关；用相同重量和相同大小的材料制作的船，船型体积越大，载重量越大。
【学情分析】
对五年级学生而言，他们刚刚在数学课上学习了立方体的体积计算，但对体积的计算还不是很熟练，在面对展开图时尤为困难，所以我们可以把船的体积的计算放在铝箔船制作完成后，并且教师要给予及时的指导。而在铝箔船的制作过程中，船底的四条边以及船角处的折叠处理比较难，我们可以尺子、小木块等工具方便学生操作。在本课教学中，之所以让学生设计制作的船模是方形的，一方面是便于计算体积大小，另一方面方形船模实际指向的是船舱的雏形，可以为本课后半部分研讨船舱结构做铺垫。
【教学目标】
科学观念：通过设计、制作并测试不同体积的铝箔船，认识船的载重量与船只体积大小有关，相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量就越大。
科学思维：能根据自己的假设，设计出不同底面积的船，并计算各船的体积；能根据计算和测试结果，解决实际问题，分析归纳出提高船载重量的方法。
探究实践：能够运用具体尺寸进行设计和制作不同体积的铝箔船，并对各船进行载重量测试；能真实记录自己观察到的现象，并根据载重量数据展开交流研讨。
态度责任：乐于对铝箔船载重量实验进行探究；了解人类的需求是科学技术发展的动力，认同技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学重难点】
重点：通过设计、制作并测试不同体积的铝箔船，认识船的载重量和船的体积大小相关。
难点：设计出不同底面积的船，计算各船的体积，并分析归纳出提高船载重量的方法。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.学生实验材料一套；3.船舱分割结构、弹珠。
小组：1.每组提供三张12×12厘米的铝箔（厚度70微米以上更易操作）、垫圈、水槽、木块（可以不要）、刻度尺（学生自备）、毛巾（吸水用）；2.活动记录单。
【教学过程】
一、温故而知新（预设2分钟）
材料准备：课件
1.回顾：上节课，我们尝试了把铝箔纸做成小船浮在水面上，怎样才能让一艘铝箔船装载更多的货物？
2.揭题：随着社会的发展，人们需要越来越大的船，来满足交通和运输货物的需要。这节课我们就来研究怎样增加船的载重量。
【设计意图】从上节课铝箔船的制作入手，结合教科书中货船图片和问题，引发学生思考增加船载重量的方法，调动学生的前认知，激发解决新问题的欲望。
二、设计制作铝箔船（预设：12分钟）
材料准备：课件、铝箔纸、微视频、尺子、小木块、记录单
1.设计三艘不同底面积的铝箔船（预设4分钟）
（1）提问：在材料有限的情况下，你觉得制作怎样的船只载重量会更大？
（预设：底面积大一点；体积大一点；船高一点的……）
（2）出示铝箔纸，老师为每个小组准备了3张边长12厘米的正方形铝箔纸，让我们设计3艘大小不同的铝箔船，来验证我们的猜想吧！
（3）学生交流各自的想法，教师可适时提出以下问题进行引导。
问题1：为了最大程度利用这张铝箔纸，我们怎样设计比较合适？
问题2：如果用12cm×12厘米的铝箔纸制作一艘船舷高度为2厘米的，那这只船的底面边长为多少？底面积为多少？体积为多少？
【设计意图】学生在之前虽有设计小船的经历，但是按尺寸设计，对学生来说仍有一定的困难。教师要适时引导学生设计底面为方形的船，并进行整数的取值计算。
2.制作铝箔船并计算体积（预设8分钟）
（1）如何在铝箔纸绘制设计图？
先确定船弦高，再确定船底边长，最后画虚线。
（2）（播放“制作铝箔船”微视频）以其中一个尺寸的船为例，指导学生在铝箔纸上确定船的船舷的高度和底面边长、绘制设计图并制作铝箔船。
（3）学生绘制设计图并制作铝箔船，教师巡视指导。（预设：5分钟）
（4）制作完成后，出示体积计算公式：体积=底面积×高，指导学生计算3艘铝箔船的底面积和体积。
【设计意图】在铝箔纸上绘制设计图，以及铝箔船折角处的折叠处理比较难，我们可以给学生提供尺子、小木块等工具方便学生操作。并借助微视频演示，给学生最直观的制作方法，提高制作效率。
三、测试铝箔船的载重量（预设15分钟）
材料准备：课件、微视频、铝箔船、垫圈、毛巾、记录单
1.提问：我们该如何测试铝箔船的载重量，测试过程中要注意什么？
学生讨论测试方法与注意事项。
2.出示要求：测试前的准备：①小组内做好分工；②选择合适的测试“货物”。
测试时的注意：①轻拿轻放；②摆放平衡；③至少测3次。
测试后的记录：最后一个“货物”不计数。
3.（播放“测试铝箔船载重量”视频）指导学生测试铝箔船载重量。
4.学生活动，测试3艘铝箔船的载重量，并记录。（预设12分钟）
5.各小组汇报测试结果，汇总全班数据。
【设计意图】为了更好地分析和研讨，教师可将全班的数据汇总在一张表格中，并进行载重量排序。直观呈现数据，从数据中总结出规律，达成共识。
四、交流我们的发现（预设：8分钟）
材料：课件、班级记录单
1.根据全班同学的测试数据展开讨论分析：你们认为船的载重量可能与什么因素有关
研讨中可以适时追问：船舷高度、船底面积、货物摆放位置等因素对船的载重量有什么影响？
2.总结：船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关。用相同重量和相同大小的材料制作的船，船型体积越大，载重量越大。
3.如果对船进行改造，如何增加船的载重量？
【设计意图】通过追问其他因素对船载重量的影响，引导学生联系之前所学内容，综合分析相关因素，启发学生的发散性思维，让他们畅谈自己的发现、思考以及新的疑问，以期引发学生在课后进行更多的探索。
五、拓展：船舱分格的作用（预设：3分钟）
材料：课件、微视频
1.我们刚才用螺母或垫圈测试时，要摆放得很均匀才能防止铝箔船侧翻，如果用弹珠作为重物测试载重量时，要怎样才能保证船只平衡呢？
在学生交流自己想法后，教师播放“船舱分格效果”微视频，对比船舱分格前后的载重量测试效果，课后再让学生亲自动手改装船舱，体验船舱分格的作用。
2.通过这节课的学习，对于船只上货物的摆放和乘客落座的安排上，你有什么建议？
【设计意图】通过视频帮助学生了解船舱分格的作用，体会不断改进船只的必要性。通过创设新情境，引导学生应用所学知识解决生活中的实际问题。
六、板书设计
2.4 增加船的载重量 船的体积越大，载重量越大体积=底面积×高
【疑难解答】
在设计三艘不同尺寸的铝箔船时，如果有学生提出设计一艘船舷高度为1厘米，船底边长为10厘米的船，要不要采纳？如果出现体积最大的载重量反而不是最大，该如何处理数据？
教材中给我们提供设计的方案是8×8×2、6×6×3以及4×4×4的三艘船，在这三艘船中，底面积最大和体积最大实际上是同一艘船，再加一艘10×10×1的船后，这样底面积最大和体积最大就是两艘的船，更有利于学生得出正确结论。但由于铝箔船较薄，放上重物后极易变形，可能会出现出现10×10×1（体积为100）的载重量反而最大，或者出现10×10×1（体积为100）的载重量比8×8×2（体积为128）小，但比6×6×3（体积为108）的载重量大。
因此我们需要做好以下几个方面：①在材料的选择上，选择稍微厚一点的铝箔纸，选用垫圈作为“货物”，减少铝箔船变形的可能。②在测试前的指导上，一定要到位，强调轻拿轻放，摆放均匀。③测试后，一定要将所有学生的数据汇总，用大数据来说明。④在交流讨论时，让学生来分析为什么有些小组体积最大的船，载重量却不是最大的，认识到船的材料、结构和货物摆放的位置等多种因素都会影响到我们的测试结果。