教科版（2017秋）五年级下册科学5.《给船装上动力》教学设计

《给船装上动力》教学设计
【教材简析】
本课是五年级下册《船的研究》单元的第5课。教科书前面几课分别探讨了船的材料、船的结构等问题，本课重点引领学生关注船的动力问题。为了让船行驶得更快、更远、更持久，人们对船的动力开展了逐步探索，由此引出本课的主题，同时本课也为第6、第7两课设计和制作一艘小船奠定了基础。
本课由四部分组成：第一部分——聚焦，回顾船的发展史。由于“人力无法满足大船航行的动力需要”，自然引出“给船装上新的动力”这个问题，整合学生关于船的动力的前认知，进一步引发学生思考船的动力问题。第二部分——探索，由三个活动组成。活动1“给我们的船装上风帆”，给学生提供一只简易模型船，让学生进行风帆的安装和调试。模型船结构简单，易操作，这有助于学生理解船的动力，推动学生思考改进船的动力。活动2“给小船装上其他动力”，给学生提供电动风轮和蒸汽动力装置，供学生在简易模型船上进行安装和调试。活动3“如何让小船保持一定的方向？给它装上船舵试试看”，教师提供简易船舵，让学生尝试安装、调试船舵，体验用船舵来控制船行驶的方向，并发现其中的诀窍。第三部分——研讨，包含三个问题，这些问题与探索部分的活动完全吻合，教师可以将对这些问题的研讨穿插在探索活动中，在所有探索活动结束后进行集中总结。第四部分——拓展，介绍潜水艇。文字部分涉及到很多专业问题，如水下航行、水的阻力、自身重力、浮力、控制沉浮以及柴油动力和核动力等。学生根据这些关键词，可以在课外展开对潜水艇知识的拓展学习。
【学情分析】
对五年级学生来说，船是他们所熟悉的交通工具，学生对船的动力方式有很多感性的认识，比如风力驱动、电力驱动、汽轮机驱动。五年级学生也具备了一定的安装和制作能力，但组装复杂的动力装置会比较困难。对于控制船行进方向的船舵，学生未必有了解，更不明白它的工作原理。
在本课的探索活动中，给学生提供简单、具操作性的制作和组装材料，有助于学生认识各种动力船的驱动特点，理解通过船舵可以控制船的行进方向，从而帮助学生设计和制作一艘小船。
【教学目标】
科学概念目标
1.科学技术在改变着船的动力系统，推动着船的发展。
2.船可以通过舵来控制行进的方向。
科学探究目标
1.能根据不同要求，给小船提供动。
2.通过实验能解释船行进方向与舵之间的关系。
科学态度目标
1.在认识船的动力发展史中，感受劳动人民的聪明才智。
2.体验给船装上动力的成功和乐趣。
科学、技术、社会与环境目标
1.感受船的动力技术的革新对人类社会发展带来的深远变化和影响。
2.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的发展。
【教学重难点】
重点：基于学生的认知和操作水平，解决给船装上动力的问题。
难点：实验验证舵对控制船行进方向的作用。
【教学准备】
为学生准备：模型船、水槽、清水、双面胶、泡沫胶、剪刀、小木棍、卡纸（做帆用）、小风扇、小电动机（带风轮）、电池盒（带电池）、螺旋桨、金属管、塑料管、注射器、打火机、蜡烛、船舵、记录单等。
教师准备：学生材料一份、教学课件。
【教学过程】
一、聚焦
出示关于船的发展史的图片，请学生看着图片说一说，船作为一种运输工具，从古至今它的动力是怎样发展的？我们有哪些方法可以给船提供动力？
设计意图：通过回顾船的发展史，唤醒学生对船动力的前认知，快速聚焦话题，引发学生对“如何给船装上动力”进行思考。
二、探索
（一）探索活动1 给小船装上风帆
1.明确活动要求。
（1）讨论：如何安装一个风帆，让我们的模型船行驶起来？
（2）交流：参考教科书中的插图，让学生充分交流需要的材料和安装的方法，并将讨论的结果记录下来。
（3）组装：讨论结束后，组织学生到材料区有序领取材料并动手安装，同时强调注意事项。
2.各小组进行试航。
3.小结：靠风帆提供的动力有什么特点？
设计意图：基于五年级学生的设计和制作能力，利用教科书插图中的帆船模型，引导进行具有操作性的设计，并提供结构化的材料。总结风力船存在的问题，为后面设计持续动力的船做铺垫。
（二）探索活动2 给小船装上其他动力
1.明确活动要求。
（1）讨论：如何能够提供持续的动力？
（2）交流：如果给小船安装电动风轮或蒸汽装置，需要哪些材料？如何安装？记录在记录单中。
组装：每组学生选择一种动力，领取材料并进行组装。安装过程中要注意安全，材料的选择需考虑成本因素。
为了突出本课的学习主题，可以弱化对动力装置原理的解释和讨论，直接为学生提供简易模型船和半成品的动力装置。
2.安装完毕后下水调试。
3.小组讨论总结：安装调试中获得的经验及发现的问题。
设计意图：选择电动风轮和蒸汽装置这两种典型的动力装置，让学生熟悉安装步骤和装置的大致结构，便于学生后续设计和制作小船。所以，本环节重点放在电动风轮和蒸汽装置的安装和调试上，解决安装中的技术问题。
（三）探索活动3 如何让船的行驶保持一定的方向
1.明确活动要求。
（1）讨论：小船在行驶中会出现偏离方向的问题。那么，该如何改变小船的行驶方向？
（2）观看视频：关于船舵的介绍和安装方法。
（3）实验：学生分组实验并完成活动记录，强调重复实验。
2.小组讨论总结：船舵的方向控制船的行驶方向。
3.学生汇报，教师在黑板上画出船舵方向与船行进方向的关系图。
设计意图：学生在此环节经历了发现问题、解决问题的过程。教师提供简易的船舵，让学生尝试安装、调试船舵，体验用船舵来控制船行驶的方向，让学生在多次实验中寻找船舵方向与小船行驶方向之间的普遍规律。
三、研讨
1.第一个问题“我们有哪些方法可以给船提供动力？”。让学生对照课本，结合自身经验说一说。教师追问：“在尝试过程中，你有哪些成功的经验或失败的经历？”让学生结合船的动力发展史进行交流和反思。
2.第二个问题“怎样解决动力的持续供应？”。动力的持续输出必须依赖其他形式动力的持续输入，引导学生初步理解能量转换这一核心概念。
3.第三个问题“如何让船的行驶保持一定的方向？”。让学生回顾用船舵控制小船方向的实验，总结船舵的使用诀窍。
设计意图：通过对三个问题的深入交流，学生能够认识到社会的需求会对船的动力装置的发展产生影响。在此基础上，教师引导学生思考动力装置的发展和应用对整个社会的发展所起的作用，从而达成本单元的科学概念目标。
四、拓展
教师出示相关材料，介绍潜水艇。让学生思考“潜水艇是如何控制沉浮的？潜水艇是靠什么动力驱动的”。
设计意图：潜水艇的介绍中信息量很大，涉及到水下航行、水的阻力、自身重力、浮力、控制沉浮以及柴油动力和核动力等专业问题。这部分内容是对本课知识的一个深化，激发学生课后多方位进行相关知识的获取。
【板书设计】 给船装上动力
人力→风帆→电动风轮 船舵方向 船的行进方向
蒸汽装置
【活动手册使用说明】
学生活动手册中没有安排本课内容，建议教师可参考以下记录表进行个性化设计。
活动1
名称：给船装上其他动力。
活动目的：让学生学会电动风轮和蒸汽装置的安装和调试。
活动手册说明：参考课本插图，选择合适的材料进行安装，在需要的材料后的方框内打“√”。教师交代清楚后，学生才可以领取材料并安装。安装完毕后，在水槽内试航。
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活动2
名称：如何让船的行驶保持一定的方向
活动目的：让学生直观地发现调整船舵的方向可以控制船的行驶方向。
活动手册说明：学生完成船舵的安装，根据教师的要求调整船舵的方向。放入水槽中，观察船的行驶方向。每个方向重复实验三次，将实验结果记录在表格中。
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