2.3 制作航道浮标 教学设计

2.3 制作航道浮标
一、教学目标
1.科学知识：了解航道浮标漂浮于水面，锚定在指定水域，用以标示航道范围、浅滩及碍航物等；明白航道浮标是工程师利用科学原理发明创造的，可利用材料的漂浮能力或者改变物体沉浮的办法制作航道浮标。
2.科学探究：通过观察航道浮标实景图，合理推测、分析其结构和功能；能利用身边材料设计制作航道浮标，用结构设计图、流程设计图表达创意与构想，并转化为模型或实物；能根据我国对航道标志颜色及光色的规定，完善制作的航道浮标。
3.科学态度、STSE：培养对事物的结构与功能进行观察和推测的兴趣，创新完成航道浮标的设计与制作，愿意合作与分享；了解航道浮标给人类生活带来的便利。
二、教学重难点
1.教学重点：设计制作航道浮标，理解其结构与功能的关系。
2.教学难点：根据科学原理选择合适材料并确保浮标在水中稳定漂浮，以及依据规定完善浮标。
三、教学准备
1.教师准备：泡沫塑料块、牛奶盒、空矿泉水瓶、空易拉罐、空玻璃瓶、配重用的水，锚系用的线和石块等，教学相关的航道浮标图片、视频等课件。
2.学生准备：记录笔、活动手册。
四、教学过程
1.教学导入：播放轮船进港的视频，引导学生仔细观察画面中的航道浮标（适时让画面静止）。提问：“大家知道这种在水面漂浮的物体叫什么吗？它有什么作用呢？”讲解：“这个物体叫航道浮标。它漂浮于水面，锚定在指定水域，主要用来标示航道范围、浅滩及碍航物等，保障船只航行安全。”展示教材中往水中投放浮标以及投放后的两幅场景图，提问：“想一想，它是怎样保持在水面漂浮不倒却又不被水流冲走的？”鼓励学生自由发言。
2.新课学习
了解航道浮标的结构及功能：观察外部特征，展示教材中的照片或者播放相关影像资料，引导学生观察。组织学生交流，总结航道浮标外部特征：上部窄小而高且采用框架式塔型结构，中部宽大、密封，底部细长、密封，中部往下还有铁链；浮标投放后，中部也有约一大半浸没在水中。引导学生推测航道浮标内部结构及所有结构对应的功能，组织学生交流，共同小结：从外部特征来看，应该是上轻下重、重心低；金属制作的话要漂浮必须是中空；投放以后，主要是上部露出水面，底部连接沉石等重物通过铁链相连，让其不被水流冲走，且能保持稳定直立。
设计制作航道浮标：引导思考：“我们了解了航道浮标的结构和功能，那如何利用身边的材料设计制作一个航道浮标呢？”组织小组讨论，思考并交流用什么做浮标体、用什么做沉石。常见的如用塑料瓶做浮标体，螺母做沉石，用线连接。接着思考尾管是用来保持浮标体不倒的，该怎么办，如可以在尾管中装沙、装水等增加稳定性。小组合作设计航道浮标，画出结构设计图和流程设计图，并在活动手册上记录材料和步骤。各小组展示设计方案，其他小组提出建议和疑问，共同完善方案。按照完善后的方案，小组合作动手制作航道浮标。教师巡视，指导学生解决制作过程中遇到的问题。
完善航道浮标：讲解我国对航道标志颜色及光色的规定：船舶从海上驶近或进入港口、河口、港湾或其他水道时，称为顺航道航行，左舷为航道左侧，右舷为航道右侧；航道左侧标的标体、顶标、灯光均为红色，航道右侧标的标体、顶标、灯光均为绿色。学生根据规定，对自己制作的航道浮标进行装饰和完善。
展示与评价
各小组展示制作好的航道浮标，介绍设计思路、制作过程和功能特点。其他小组从科学性（结构是否合理、能否稳定漂浮等）、实用性（是否能起到标示作用）、创新性（设计是否有独特之处）等方面进行评价。教师总结评价，肯定学生的努力和创意，指出优点与不足，提出改进方向。
拓展延伸
鼓励学生课后进一步改进自己的航道浮标，如尝试不同材料、优化结构等；查阅资料了解更多关于航道浮标及其他水上助航标志的知识。