2.5 給船裝上動力教學設計【教材分析】本課是新教科版小學科學五年級下冊第二單元船的研究的第五課。學生在前面的學習中，已經研究了通過改進船的材料和內外結構，來提高船的穩定性和承載量，體驗了船的材料和結構發展史。本課圍繞“如何讓船動起來”這一主題開展項目探究，具體將從動力提供、方向控制等技術繼續設計和制作。整個項目注重培養學生“動手做”解決問題的意識，與前面幾課一起為第6課和第7課的學習做好鋪墊。本課的設計思路:先從“人力無法滿足大船航行所需要的動力”這個矛盾中引出項目主題給船裝上新動力;學生先給小船設計安裝風帆、電動風輪、蒸汽裝置等動力，讓船行駛起來;接著，嘗試給船裝上船舵，控制小船的行駛方向;最后拓展到潛艇的介紹。為了讓船行駛得更快更遠更穩，學生先是裝上風帆和電動風輪，但是發現自然風力不穩定、不易控制等問題，引出更持久、跟可控的蒸汽動力，裝上動力后，自然還要解決保持和控制船只顯示方向的問題，也就是裝上船舵。本課意在引導學生完整地經歷船的動力發展史，感受船動力技術的革新，體驗給船裝上動力的成功和樂趣。【學情分析】五年級的學生生活經驗中，已經了解了不少船的動力裝置，但是停留在觀察，對于解釋這些動力如何使船動起來的，以及其演變歷史與科學技術發展的關系，還有一定困難。讓學生親歷嘗試制作風力驅動，蒸汽驅動和螺旋槳驅動，可以讓學生在實踐中，獲得豐富的感性認識和動手能力。按照“產生問題解決問題改進方案再發現問題解決問題”的基本活動經驗，讓學生在做中學，做中悟，養成綜合所學的各方面知識通過“動手做”解決問題的習慣，體驗“做”的成功和樂趣，體會科學技術對個人生活和社會發展的影響。【教學目標】科學概念目標1.科學技術在改變著船的動力系統，推動著船的發展。2.船可以通過舵來控制行進的方向。科學探究目標1.能根據不同要求，給小船提供動力。2.通過實驗能解釋船行進方向與舵之間的關系。科學態度目標1.在認識船的動力發展史中，感受勞動人民的聰明才智。2.體驗給船裝上動力的成功和樂趣。科學、技術、社會與環境目標1.感受船的動力技術的革新對人類社會發展帶來的深遠變化和影響。2.了解人類的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發展。【教學重難點】重點：能根據不同要求，給小船提供動力，體會科學技術在改變著船的動力系統，推動著船的發展。難點：能根據不同要求，制作不同動力的小船，并通過實驗能解釋船行進方向與舵之間的關系。【材料準備】學生探究：船體模型、木棍、卡紙、電動機、電動機架，風葉，電池盒，蒸汽鋁管，蠟燭，安全打火機 教師準備：課件，視頻，水池【教學流程圖】【教學過程】一、導入（預設2分鐘）1.提問：在前面，我們研究了船的發展歷史，最早的船靠人力行駛，可是人們對船運輸的需求越來越多，所以船建得越來越大，人力已經無法滿足大船所需。還有哪些動力可以使大船航行？設計意圖：在本章第一課，學生學了船的歷史，也從動力的角度分析了搖櫓木船和輪船，感受了傳統船只與現代船只在技術上的變化和發展。而這個問題意在喚醒學生對船的動力的前認知，激發學生對“給船裝上動力”的興趣。二、探索（預設25分鐘）1.提問：這節課，同學們就作為船舶動力工程師，要使這艘小船動起來，那你設計的動力裝置是怎么樣的？需要哪些材料？（教師把學生回答板書在黑板上）設計意圖：充分發掘學生的想法，讓學生運用生活材料和已有認知經驗，嘗試解決問題，更能激發學生的主觀能動性。學生在四年級上冊的運動與力單元，也設計制作了不同動力的小車，學生可能會遷移知識，嘗試用類似方法，是小船動起來。2.任務一：設計制作風帆船（1）出示材料（船身、卡紙、棍子），小組討論：利用現有材料，設計動力裝置讓小船自己行駛起來。（2）師生研討，確定制作方法，播放微課指導。（3）小組合作，制作并調試，過程中將出現的問題，記錄下來。（4）研討：制作與調試過程中，你遇到什么問題？如何解決的？用風帆作為動力，有什么缺點嗎？根據學生回答，板書：自然動力，不可持續，自然風不可控設計意圖：引導學生根據結構化的材料，設計制作風帆船，可以提高小組研討效率，提高制作的可行性，控制任務難易程度。引導學生思考，用風帆作為動力，有什么缺點？從實際的問題和需求出發，來不斷改進動力裝置。3. 任務二：設計制作風力船/蒸汽船。（1） 提問：如何解決自然風作為動力的風帆船，動力不可持續性的問題？（2） 了解蒸汽推進裝置和蒸汽原理：加熱蒸汽鋁管的圓圈，管內的水受熱膨脹，一頭鋁管會排水，另一頭會吸水，這樣水會在鋁管內循環流動，在反沖力的作用下，小船就會前進。（3） 出示材料，學生選擇一種動力裝置，進行設計。（4） 小組分享交流，生生研討，師生研討。（5） 微課指導制作方法，學生小組合作，完成制作。（6） 提問：讓船自己形式的“持續的動力”來源于？根據學生回答板書：可持續動力，來源于電能、來源于熱能設計意圖：蒸汽機，學生也許聽過，蒸汽機如何推動船移動的原理較難理解，蒸汽機的結構特點，學生也非常陌生。所以有必要讓學生對蒸汽機進行一定了解后，幫助學生適當理解蒸汽鋁管的作用和使用方法，不對學生設計蒸汽推進裝置有太高要求。4. 任務三：讓小船保持方向（1） 提問：制作和調試前面三種類型的船，你發現了什么問題？可以如何解決？如何控制船的方向？（2） 出示劃龍舟圖片，啟發學生思考船尾的舵手作用。（3） 給船裝上船舵，進行實驗。（4） 師生研討船舵的作用。（5） 播放船舵的介紹視頻。設計意圖：在前面的制作、調試中，學生會發現自制的船，放入水中后，行駛方向很難控制，為了解決這個問題，我們請來了“船舵”這位助手。關于船舵可以控制方向，部分同學有所了解，對其原理，在課堂上不易展開細講，學生只需知道船舵功能和特點即可。三、總結延伸（預設5分鐘）1我們有哪些方法可以給船提供動力？過程中，遇到什么問題，如何解決的？為什么工程師不斷設計、制作新的動力裝置？設計意圖：可以將研討在探索中完成，引導學生對探索活動的總結與反思，幫助學生養成反思的習慣，并在交流中，讓學生是能感受社會的需求對技術發展產生的影響。2. 如何解決動力的持續供應問題？“持續的動力”來源于？設計意圖：在四年級已經學習了能量的概念，學生在研討動力持續性不同時，發現動力能持續是因為有其他能量持續轉換給小船的動能。3. 閱讀潛艇的相關資料設計意圖：可以將研討在探索中完成，引導學生對探索活動的總結與反思，幫助學生養成反思的習慣，并在交流中，讓學生是能感受社會的需求對技術發展產生的影響。【板書設計】【學生記錄單設計】【其他說明】1. 學情不同，能力較好的班級，教師可以準備更多的結構性材料（如橡皮筋、明輪、氣球等等），讓學生更開放的進行設計和制作，能力較弱的班級，可以提供套裝中的材料，讓學生設計，并播放微課，指導學生制作，關注學生的制作和調試過程，使課堂更高效進行