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6.设计我们的小船
一、教学目标
科学观念:
1.轮船的制作需要考虑船的大小、船的形状、船体材料、载重量、稳固性、动力系统等因素。
2.工程设计—般会经历“问题一设计一制作一测试一完善”等过程。
科学思维:利用设计思维完成小船的设计，通过比较分析，在交流中完善和优化设计方案。
探究实践:
1.针对具体任务，按照设计的基本步骤来设计一艘小船。
2.能将自己简单的创意转化为设计图、模型或实物。
3.对自己或他人设计的想法、草图提出改进建议，并说明理由。
态度责任：
1.在设计小船的过程中，培养综合运用所学知识解决问题的习惯。
2.在设计小船的活动中，建立质量和成本等意识。
3.敢于对小船的设计方案质疑并虚心听取别人的合理建议。
二、教学重难点
重点：整理思考和交流设计的因素，画好设计图。
难点：对小船设计图的交流和改进。
评价任务（根据需要设计评价量规）
评价量表
评价任务 评价标准 表现程度 自评 互评 师评
☆☆☆ ☆☆ ☆
明确任务 能够通过任务要求明确小船的尺寸，以及动力装置。 能 基本能 不能
选择材料，设计小船 能够综合考虑各种因素，列出所需的材料，计算所需的费用。 能 基本能 不能
能够画出船的结构示意图，并能加以标注说明。 能 基本能 不能
小组能展示自己的设计方案，并说出设计图的合理性和可靠性。 能 基本能 不能
评价改进设计 能够对其他小组的方案提出改进意见。 能 基本能 不能
能够根据交流结果改进自己的造船方案。 能 基本能 不能
学习收获
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）谈话导入 1.复习前面所学有关船的相关内容。 师：同学们，通过本单元前五课的学习，我们已经学习了许多有关船的知识，让我们一起共同回顾一下吧。 课件出示提示信息，学生自由回答。 师生小结：学习了船的历史；知道了用浮的材料造船；也可以用沉的材料造船；还知道了如何增加船的载重量；也知道了船要稳定，才能保持平衡，如何给船装上各种各样的动力。 谈话导入，激发学生兴趣，了解学生前知，引出本课学习任务 。 对于积极回答问题的同学给予及时奖励。
（二）探究活动 活动一：明确任务 （1）教师课件出示任务。 师：同学们，一艘船要成功航行，需要考虑的因素是方方面面的，今天我们就自己动手，自己设计一艘小船，依靠自有动力把200g货物运送到指定目的地。 观看真实情景视频，河道长1米，宽40厘米，要求小船将“货物”从起点线运送到终点线上，在运送过程中，不能碰到“河道”的两岸。 活动二：设计小船 小组思考小船设计需要考量哪些因素。 小组汇报，师生小结。 载重量、稳固性、船的材料和形状、动力装置、船的大小 选择材料 ①出示造船材料清单及价格（因为我们设计的只是一艘模型船，所以可以采用“造船币”来标示材料的参考价格。） 选用材料价格(造船币)选用材料价格(造船币)KT板( 30em*20cm*0.5em)5木棒(15em) 5条10薄木板(30cmp*20cmP*0. cm)10牙签(7em) 20根5 泡沫块(30cm*20cm*3cm)10电动机(3cm)20塑料瓶(22. 5cm) 2个15电池(5cm) 2个15卡纸(21cm*29. 7em)5导线(50cm)10棉绳(2m)5小水轮(直径5cm) 2个10 气球5螺旋桨(直径6cm)10吸管(20cm) 4条10蜡烛(3cm)10铝管(30cm)15橡皮筋(6cm) 10根10免费提供的工具:尺子、剪刀、美工刀、热熔胶枪、彩笔、透明胶水和50g钩码6个等。
②讨论材料选用的考虑次序 师：同学们，这些不同功能的材料，似乎有若干种不同的选择，我们该如何作出选择呢？利用这些材料，你又想设计怎样的小船呢？请小组讨论一下。 ③小组汇报，师生总结。 设计小船我们要考虑：成本控制、功能增加、外观美化、达成任务，关键是达成任务，是设计小船的最重要的目标。 课件出示设计思路： 基本要求(优先考虑):能依靠自有动力把200g货物运送到指定目的地。 附加要求(加分选项):小船的功能增加外观美化和成本控制等。 设计小船方案 师：用设计图更能形象地表达我们设计的方案，为了更好地绘制设计图，这里有几个注意事项: 图纸的格子一格代表实物的1cm，绘制时注意也要考虑实际设计的尺寸大小; 可以从俯视图或侧视图画出船的结构图，并用文字标注各部分名称及所用的材料。 学生在活动手册网格线上完成小船的设计。 小组展示设计方案，其他小组进行评价。 小组修改完善设计方案。 基于明确任务要求的模型设计让情境更具真实性，更符合真实情境下的工程设计要求。 通过小组讨论，数据计算等方法，绘制自己小船的设计图，并通过分享设计方案，以及与其他小组对方案的相互评价，能够完善设计方案，从而锻炼学生创造性的科学思维能力。 教师根据学生的课堂表现和后期的汇报说明，给予评价。 学生能够综合考虑各种因素，选择合适的材料，完成设计方案并进行展示说明。
（三）研讨 1.交流我们的设计，说说设计理由，并互相提出改进意见。 示例：由薄木板、木棒、气球、牙签和卡纸做成的小船，大概需要35个造船币，长31厘米，宽11厘米，靠空气动力行驶，把砝码充当货物时，要均匀分布在小船上，增加它的稳定性，用卡纸是为了装饰小船。 评价： 优点：1.造价便宜2.美观有装饰。 缺点：1.动力不足，只有一只气球提供动力。2.浮力不足，只有一块薄木板，很容易沉没。 2.课件展示各小组设计图，比较它们的相同点和不同点。 相同点：都把任务达成作为最优先考虑的方面。 不同点:1.外观不同，有的像游轮很漂亮，有的像运货船，应该载重量不小。 2.它们的动力都不同，有的采用橡皮筋，有的用电动机，有的用空气动力。 通过研讨活动，引导各小组集思广益，再次改进自己的造船方案 教师观察学生是否积极参与课堂讨论，给予及时反馈。
（四）知识总结 师生共同总结本课知识点。 教师通过学生回答，了解学生对本课知识的掌握情况。 观察学生是否参与知识总结，是否积极发言，及时鼓励参与学生。
四、成果集成
通过明确任务、选择材料、设计方案，将达成任务作为最优先考虑的方面，经历工程设计的全过程。
五、作业设计
【知识技能类作业】
填空题
1.设计小船需要考虑哪些因素（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。
2.工程设计的过程需要经历：问题—（ ）—制作—（ ）—完善。
二、判断题
1.在设计小船的活动中，要建立质量和成本意识（ ）。
2.现代轮船有船体和形状等结构设计，主要考虑船的牢固程度（ ）。
3.正方形船体不利于减少水的阻力（ ）。
4.为了让船的载重量符合要求，船身的设计要越宽大越好（ ）。
三、选择题
1.下列事项中不会出现在小船的设计图中的是( )。
A.小船船体的材料 B.小船的行驶速度 C.小船的动力装置
2.设计和制作小船时，下列做法中，不正确的是( ) 。
A.设计图和制作要保持一致 B.设计图画好就没有用了 C.设计图可以画出细节图
(2)设计和制作小船的基本步骤比较合理的是( )。
①制订方案 ②实施方案 ③评估与改进 ④明确问题
A.④①②③ B.①②③④ C.④①③②
【综合实践类作业】
继续完善我们小船的设计图。
答案：
一、填空题
1．船的大小、船的形状、船体材料、载重量、动力系统（任选4个）
2．设计、测试
二、判断题
1.√ 2. × 3.√ 4. ×
三、选择题
1.B 2.B 3.A
六、板书设计
6.设计我们的小船 1.设计小船要考虑的因素：船的大小、船的形状、船体材料、载重量、动力系统等 2.设计图要标注好材料和结构
七、教学反思
本课的设计思路:学生在明确造船的要求和材料后，充分调动已有的认知和技能进行方案设计;再通过小组合作与组间交流等方式对设计方案不断修正与完善;最后小组形成一个较为理想的造船方案。
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第二单元《船的研究》大单元整体教学设计
教材版本 教科版 单元（或主题）名称 《船的研究》
单元主题 同学们，在今年的创客节中，我们学校去参观的同学都有幸目睹了一场别开生面的船模比赛。那些精致的船模，在微缩的水道中破浪前行，仿佛带入了一个缩小版的海洋世界。我们能不能也制造出自己的船模，明年也去参加创客节比赛呢？
课标要求 核心概念：物质的运动与相互作用，技术、工程与社会，工程设计与物化 学习内容： 3.1力是改变物体运动状态的原因：知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力；举例说明给物体施加力可以改变物体运动的快慢，也可以使物体开始或停止运动。 12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造：知道技术包括方法、程序和产品等;知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。 12.2技术与工程改变了人们的生产和生活：知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 13.2工程的关键是设计：利用示意图、影像、文字或实物等多种方式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。基于有说服力的论证，认同或质疑某些设计方案，并初步判断其可行性和合理性。 13.3工程是设计方案物化的结果：利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。 学业要求： 能说明有些力是通过接触物体施加的，有些力是不直接接触物体施加的，力可以改变物体的运动状态。 能说出技术与工程的基本特点及其对提高生产效率或工作效率的作用。 能举例说出常用的发明方法，能说出一些工程中的主要系统和中国的一些大科学工程;能简要说明技术与工程对科学发展的促进作用，能尝试利用仪器设备进行观测和记录。 能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置，能进行模拟演示并简要解释如何提高效率。 能提出满足一定限制条件的简单工程问题，知道验收标准，了解设计方案中各种因素间的关系。 能基于所学科学知识，应用创造性思维的基本方法提出多种设计方案，基于批判性思维评价并优化设计方案。 能制作实物模型，并基于证据改进实物模型的设计和制作。 乐于尝试多种设计方案，初步具有质疑、创新的态度;知道技术与工程需要实事求是，能如实记录相关信息和正确对待作品的缺陷。
教材分析 本单元以船的材料、结构、动力等发展演变过程中的重要节点为内容，引导学生在认识、设计、制作船的实践活动中，初步感知浮力，体验生产生活需求对科学技术发展的推动作用;以船的演化史为线索，引导学生认识船只经历了“浮的材料一沉的材料”“自然动力一机械动力”等发展历程;结合这些发展演化过程中的节点展开设计与制作船的动手实践活动，让学生深入体验人类为了提升船只的载重量、稳定性、动力性能，对造船材料、内外部构造、动力装置等进行不断改进和发明。 “船的研究”单元共7课，其学习内容贴近学生生活，所涉及的实验资源丰富，材 料易得易用，适合学生亲手操作，便于教师组织学生开展学习活动。 第1课“船的历史”是单元起始课。第2课“用浮的材料造船”承接第1课中的“独木舟负载物体”生成的“不稳定”“装载量少”问题，通过设计、制作、测量与完善竹筏模型的过程，体验浮的材料可以制作船并感受浮力。第3课是“用沉的材料造船”。用沉的材料造船是造船技术的一次巨大变革，可以让学生感受科学与技术的紧密联系推动了人类文明的发展。第4课“增加船的载重量”是让铝箔船装载更多的货物，保持船体的稳定性,继续指向生活和生产需求促进了技术进步，使得船结构和造船技术不断发展。第5课是“给船装上动力”。第6课“设计我们的小船”和第7课“制作与测试我们的小船”，围绕船的材料、结构、动力等重要特点，比较完整地介绍了船的技术演变史后，选择材料，设计和制作一艘符合一定性能标准的小船，是对前五课的学习成果的综合运用。
学情分析 本单元内容的编排，符合五年级学生的兴趣、动手能力等水平特征，单元和分课时聚焦的目标清晰，贴近五年级学生的最近发展区。单元学习活动和目标结构紧密，前后课时之间又保持较好的独立性，保证学生能在每一课中经历一个相对完整的科学学习活动，很好地实现了科学思维与科学知识、技能的多维融合。
单元目标 科学观念： 不同时期的船具有不同的特点和发展趋势。 科学技术在改变着船，推动着船的发展。 船由船舱、船舵、龙骨等多个系统组成，它们具有不同的作用。 浮的材料和沉的材料都可以制造船，改变材料的结构可以改变船的载重量和稳定性。 相同质量和相同大小的材料，制作的船体积越大，受到的浮力越大，就越容易浮在水面上。 一个人工产品的完成一般会经历“问题一设计一制作一测试一完善” 等技术与工程过程。 人类的生产和生活需求推动着科学、技术与工程的发展，船的技术发展推动了人类社会的发展和文明进程。 科学思维： 运用科学、数学、技术、工程等学习方式，在优化工程模型中发展动手能力。 能够分析、解释简单模型所涉及的各个要素及结构，通过分析、比较、综合等方法，抓住简单事物的本质特征，使用模型解释有关的科学现象和过程。 3探究实践： 通过实验认识船的形状、结构与阻力、载重量和稳定性之间的关系。 探索用多种沉浮材料造船，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定性。 尝试将情景转化为具体的工程技术问题，通过设计、制作、评测与完善等过程， 经历“设计——制作——测试——分析——改进——再设计” 工程实验典型过程。 能根据问题或要求进行设计，并按设计方案制作或改进小船。 综合运用所学知识和方法，设计和制作一艘符合一定标准的小船，并不断完善它的性能。 4.态度责任： 在认识船的发展史中，感受劳动人民的聪明才智。 在设计制作船的活动中，体验“做”的成功和乐趣，激发运用科学、技术与工程 研究和解决问题的兴趣，培养综合所学知识通过“动手做”解决问题的习惯。 在设计制作一艘小船的活动中，建立质量和成本等意识。 能够根据任务要求，从资源可行性、社会环境效益等方面开展评估活动。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。 3.关注竹筏和船模制作的过程性评价和结果性评价。 4.注重工程设计的团队合作、相互配合的评价，工程设计作品的展示和改进的评价。 围绕单元和主题目标。 1.分层设置单元测试 2.制作船的模型。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标（单元目标分配）课时学习任务（或问题）（一般1-2个）达成评价1实验船的历史通过实验认识船的形状、结构与稳定性之间的关系。1.知道船的发展史 2.通过制作独木舟模型的活动，感受“最初的小船”的样子和船的载重量、稳定性和水阻特性。1.能够知道不同时期船的特点及发展史。 2.能够通过实验认识船的形状、结构与稳定性之间的关系。 3.感受船的发展历程，感受劳动人民的聪明才智。1实验用浮的材料造船探索用多种浮的材料造船，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定性。设计一一制作——测试造一艘竹(木)筏能利用新的材料，完成设计和制作竹筏（木排）的任务，培养创新精神。1实验用沉的材料造船探索用多种沉的材料造船，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定性。用橡皮泥和铝箔造船，增加稳定性和载重量 1.能体会到不断改进设计对结果的影响。 2.从船的发展历程学习中，激发创造欲望。1实验增加船的载重量1.能够运用具体尺寸进行设计和制作不同底面积的铝箔船 2.根据计算和测试结果，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定性。1.研究船的载重量与稳定性，研究船的载重量与船的体积之间的关系。 2.给船装上船舱，研究船舱与稳定性和载重量之间的关系。1.乐于对铝箔船载重实验进行探究。 2.能真实记录自己观察到的现象，并根据载重数据开展交流研讨。1实验给船装上动力1.能根据不同要求，给小船提供动力。 2.通过实验能解释船行进方向与舵之间的关系。给船装上动力并控制方向1.能够在认识船的动力发展史中，感受劳动人民的聪明才智。 2.能够体验给船装上动力的成功和乐趣1实验设计我们的小船针对具体任务，按照设计的基本步骤来设计一艘小船。 能将自己简单的创意转化为设计图、模型或实物。 对自己或他人设计的想法、草图提出改进建议，并说明理由。选择材料设计小船方案，绘制设计图。1.能在设计小船的过程中，培养综合运用所学知识解决问题的习惯。 在设计小船的活动中，2.能建立质量和成本等意识。 3.敢于对小船的设计方案质疑并虚心听取别人的合理建议。1工程设计制作与测试我们的小船能按照设计方案制作小船。 能根据测试过程中发现的问题，不断调整和优化小船。 能从多个角度评价小船的制作过程。根据设计方案设计小船，并测试、评估、改进。在制作小船的过程中，建立质量和成本等意识。 在制作小船的活动中，愿意跟同伴合作探究，体验“做”的成功和乐趣，培养综合运用所学的知识与技能解决问题的习惯
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