教科版（2017秋）五年级下册科学4.《增加船的载重量》教学设计

《增加船的载重量》教学设计
【教材简析】
本课是五年级下册《船的研究》单元的第4课。教科书在前一课“用沉的材料可以造船”的基础上，提出“让铝箔船装载更多货物的同时保持船体的稳定性”，明确生产生活需求促进了技术进步，使得船的结构和造船技术不断发展。
本课由四部分组成：第一部分——聚焦，提出“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”的实际问题，引发学生讨论如何通过技术解决问题。第二部分——探索，使用三张边长为12厘米的正方形铝箔来设计与制作不同体积的船，并测试每只船的载重量。第三部分——研讨，通过观察、比较和总结，学生发现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；当材料相同时，制作的船型体积越大，载重量越大。第四部分——拓展，从“弹珠会滚动，导致船容易侧翻”的问题入手，引出船舱的分格结构，并在实际操作中对比有无船舱分格结构的效果，体会船舱的作用。
【学情分析】
通过前三课的学习，学生体验了造船材料是一个不断优化和改进的过程，知道了把材料做成中空，可以增大体积，更容易漂浮在水面上。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。也就是说，对船的研究将从定性走向定量，即从制作材料的研究到船体大小的研究。
五年级学生刚刚学习了正方体和长方体的体积计算，如果让他们去计算生活中常见船型的体积显然是有难度的。因此，本课教学中让学生设计制作的船模是方形的。这样的操作，一方面便于计算体积大小，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】
科学概念目标
1.技术可以改变船的载重量，推动着船的发展。
2.船舱中合理放置重物有利于增加船的载重量。
3.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。
科学探究目标
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。
科学态度目标
1.乐于对铝箔船载重实验进行探究。
2.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。
科学、技术、社会与环境目标
了解人类的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学重难点】
重点：通过实验发现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。当材料相同时，船型体积越大，载重量越大。
难点：根据计算和测试结果，解决实际问题，增加船的载重量。
【教学准备】
为学生准备：三张12×12厘米的铝箔（厚度70微米以上更易操作）、垫圈、弹珠、刻度尺、学生活动手册等。
教师准备：学生实验材料一套、教学课件等。
【教学过程】
一、聚焦
谈话：前一节课，我们在自己做的铝箔船上装载了一定量的金属垫圈，把自己做的船成功升级为一艘小货船。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。
提问：我们能通过什么方法来增加船的载重量呢？
二、探索
（一）设计三只不同底面积的铝箔船
1.教师出示铝箔，提问：用三张边长为12厘米的正方形铝箔做成小船，你准备怎样增加船的载重量？
2.教师出示教科书中的不同底面积的设计图，以其中一张设计图为例，指导学生在这张12厘米的铝箔上确定船的底面边长和船舷的高度。
3.学生小组交流设计思路，将三只不同底面积的船的设计图画在活动手册上。
设计意图：学生在之前虽有设计小船的经历，但是按尺寸设计仍有一定的困难。教师可以借助教科书上的案例，引导学生设计底面为方形的船，便于制作和计算。
（二）制作铝箔船并计算其体积
1.提问：按照自己的设计图折叠铝箔船时要注意什么？
播放折铝箔船的演示视频，给学生演示具体的折叠方法，提示学生注意事项。
2.学生制作铝箔船，教师巡视指导。
3.学生完成制作后，教师出示体积计算公式：体积=底面积×高，并引导学生计算每只铝箔船的体积。
设计意图：方形船转角处的处理比较难，播放演示视频，给学生直观的制作方法，提高学生的制作效率。在教学视频的基础上，教师还可以根据学生的实际水平，予以更为详细的示范和提醒。
（二）测试铝箔船
1.将制作完成的铝箔船放入水中，要求逐只测试。放入垫圈时动作要轻，垫圈摆放要均匀，最后一个使船沉没的金属垫圈不计算在内。
2.测试三只铝箔船的载重量，将金属垫圈的数量记录在活动手册上。
3.小组汇报数据，教师将每个组的数据汇总。
4.总结：用相同重量和相同大小的材料制作的船，体积越大，载重量越大。
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，并根据载重量进行排序。直观呈现数据，可以帮助学生学会分析“大数据”，从数据中总结出规律，获得更多的发现。
三、研讨
1.提问：船的载重量跟什么因素有关？
2.追问：我们可以怎样提高船的载重量？
设计意图：答案可以不局限于本实验，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。
四、拓展
1.选取班中载重量最大的一只铝箔船，用弹珠模拟会滚动的货物，利用实物投影演示船的载重量测试。提问：你们发现了什么问题？
引导学生发现弹珠滚动容易导致船侧翻。
2.追问：我们如何改进小船，解决弹珠滚动导致船体侧翻的呢？
3.小组讨论，交流对船的改进建议。
4.教师对小组的合理建议予以肯定，结合教材中的模拟船舱分格结构进行分析，并通过实验验证推测。
如果时间充裕，教师可为学生提供材料，让他们亲自动手改装船舱，体验船舱分格的好处；如果时间紧张，教师可在学生交流后直接演示，将分格结构放入铝箔船中，再次装载弹珠，对比两次实验的不同效果。
设计意图：从增大船的体积到船舱分格结构，学生的小船模型越来越趋向原型，让学生深切体会不断改进船只的必要性。
【板书设计】
《增加船的载重量》全班数据汇总表
组号
载重量
船的体积
1
2
3
4
5
6
7
8
我的发现：相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量也越大。
【活动手册使用说明】
活动名称：设计铝箔船并测试载重量。
活动目的：比较三种船型的载重量。
活动手册使用说明：表格中的“示意图”一栏，对应探索活动的第1步和第2步，让学生用画图的形式展示设计方案，并在三种船型示意图的下面添加完成制作后的体积计算过程。
表格中“最大装载量”一栏，填写每一种船型最多能承载几个垫圈，这个实验可多做几次，取最大值。这一栏中的数据可以和上面的船型体积大小数据作更直观的比较，得到实验结论。