资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台像工程师那样……教学设计课题像工程师那样……单元专项学习学科科学年级五上学习目标1、动手动脑，选择合适的材料，设计并制作出满足需求的降落伞，并向同伴展示交流。2、能够明确工程任务，经历工程实践活动的过程，重点领会明确问题、前期研究、制作模型、测试改进四个环节的基本方法。目标解读：完成“设计并制作一个降落伞，保护鸡蛋平稳降落”的任务，通过明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进、展示交流。像工程师一样，经历一个完整的工程活动过程。3、通过列举，体会合作在完成一项工程项目中的重要意义。4、在制作降落伞的完整过程中，领会明确问题、前期研究、制作模型和测试改进的基本方法。5、对测试的结果进行合理的分析与思考，进行改进的迭代过程。重点在制作降落伞的完整过程中，领会明确问题、前期研究、制作模型和测试改进的基本方法。难点对测试的结果进行合理的分析与思考，进行改进的迭代过程。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课工程师指具有从事工程系统操作、设计、管理、评估能力的人员。工程师的称谓，通常只用于在工程学其中一个范畴持有专业性学位或相等工作经验的人士。工程师和科学家往往容易混淆。科学家努力探索大自然，以便发现一般性法则，工程师则遵照此既定原则，从而在数学和科学上，解决了一些技术问题。科学家研究事物，工程师建立事物。科学家探索世界以发现普遍法则，但工程师使用普遍法则以设计实际物品。阅读了解工程师激趣导入讲授新课活动一：认识完成一项工程通常需要不同领域的工程师通力合作现代科学研究的分支越来越细，一个人所掌握的知识、技能很难满足一项工程的全部需要。因此，不同领域的工程师需通力合作，才能使一项工程圆满完成。以空间站的建造与使用为例，要想让宇航员安全、舒适地在空间站里完成各项工作，就需要不同领域工程师的配合。除了不同领域之间的合作，同一个工作小组的合作也很重要。成员间的交流碰撞可以集思广益，激发创意；组内形成的共识可以促使组员相互配合，主动地完成分内工作。小结：在现实生活中，完成一项工程任务不仅需要不同领域工程师的合作，还需要相同领域工程师的合作与分工。齐心协力才能更好地完成工程任务。比如制造一款手机，需要硬件工程师、计算机编程工程师、芯片工程师、工业设计工程师、电子工程师、机床工程师等多方面的人才。活动二：了解工程师的一般工作流程1、明确问题。学会用简单明了的方式界定出任务及具体要求。例如：任务：设计并建造一座桥梁。具体要求：（1）要有4千米的跨度；（2）要承受一天20万车次的车流量；（3）造价适中……2、前期研究。根据不同的任务选择合适的方式获取信息，如查阅书刊文献、上网检索、实验研究、向有经验的人咨询等。有时需要通过做探究实验来理解相关知识，检验他人方案的科学性。例如：通过实地考察的方法，对建桥选址的土质进行分析，以确定建造哪种结构的桥梁。、制作模型。根据实际需要，制作的模型可大可小；可以非常全面，也可以比较简化。有时会做一个与最终产品在外观、结构、功能等方面完全一致的样品，以便进行测试。例如：要根据设计方案中桥的外观、结构等，利用合适的材料制作一个等比例缩小的模型，以供测试。4、测试改进。面对测试得到的信息，要从材料选择的合理性、制作技术的可操作性、产品的实用性等方面进行分析。将测试得到的信息与任务要求进行对比，分析设计上什么不足。思考：为什么会是这样的结果？还可以怎样改进？然后制定改进方案。例如：要对桥梁模型进行抗压性测试，收集、分析数据，衡量设计方案是否符合建造要求。如果不符合，则需要修改设计方案。活动三：模仿工程师设计并制作一个降落伞1、明确问题。降落伞在应急救援、空投物资等方面发挥着重要作用。如何安全地将物资投放到指定地点，是有待解决的问题。任务：设计并制作一个降落伞，保护鸡蛋平稳降落。具体要求：（1）准备一枚约50克的熟鸡蛋；（2）把鸡蛋直接装在网袋里，挂到降落伞上；（3）从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。2、前期研究。（1）查阅资料，了解降落伞的形状、结构、作用、工作原理等。①降落伞的基本知识。降落伞是凭借空气阻力使人或物体从空中缓慢下降着陆的伞状器具。降落伞通常包括伞面、伞绳、重物三部分。伞面的形状有圆形、方形、翼形、双锥形等。伞面可以使用丝绸、棉布或锦纶织物制作，伞绳采用空芯或芯的纺织绳，要求具有轻薄、柔软、强度高、有较高的弹性等特点。②降落伞下降过程的受力情况。分析：降落伞在下降的过程中由于受地球引力的作用，会产生竖直向下的重力。由于其穿越了空气，会受到摩擦力即空气阻力，这个力与降落伞下降的方向是相反的，如图所示。除此之外，降落伞在下降过程中还受到其他一些力的影响，如风力、地面上升气流的托举力等。结论：降落伞在下降的过程中爱到了重力、空气阻力等力的作用。③降落伞缓慢下降的工作原理。空气对运动的物体有阻碍力（摩擦力），这个力就是空气阻力。降落伞在天空中主要受到了地球引力与空气阻力这两个方向相反的力的作用。降落伞张开时有较大的面积，受到的空气阻力会变得很大，阻碍着它下降，这样就减慢了降落伞的下落速度，保证了下降物体的安全。④影响降落伞下降的快慢的因素。通过降落伞缓慢下降的原理，我们知道，要想使降落伞缓慢降落，就要想办法增加空气阻力，这与伞的面积、伞的形状、伞绳的根数、重物质量等都有关系，需要我们通过实验来探究。（2）探究降落伞下降的快慢和哪些因素有关。设计一个对比实验，研究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数和长短等因素与下降速度之间的关系，完成实验报告。①降落伞下降的快慢与伞面面积的关系。实验猜想：降落伞下降的快慢与伞面大小有关。实验方法：采用对比实验的方法，我们只改变伞面面积的大小，悬挂物的质量、伞面材料、伞绳长短、下降的距离等条件保持不变。实验材料：两个伞面大小不同的降落伞、秒表、实验记录表。实验步骤：分工合作，一位同学在教学楼二楼往下放两个悬挂物质量相同、伞面大小不同的降落伞，下面的同学用秒表记录两个降落伞从打开到下落至地面所用的时间。实验记录实验结论降落位下降的快慢与伞面的大小有关。在悬挂物质量不变时，伞面越大，下降得越慢；伞面越小，下降得越快。②降落伞下降的快慢与悬挂物质量的关系。课件出示实验方法、步骤及结论等。3、设计方案。完整的设计方案包括研究问题、实验目标、所需材料、设计图等几个部分。研究问题：设计并制作一个降落伞、保护鸡蛋平稳降落。实验目标：把一枚重约50克的熟鸡蛋挂在降落伞上，从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。所需材料：细绳、塑料袋、剪刀、网袋、熟鸡蛋。设计图：4、制作模型。结合设计方案，制作模型。根据实际需要制作在外观、结构、功能方面完全一致且等比例缩小的模型，以保证完成工程任务的科学性和合理性。5、测试改进。（1）测试。先拿一个与鸡蛋相当的重物代替鸡蛋，然后找一处空地投放，看看降落伞的打开情况与下落速度。投放降落伞时，要注意双手撑开伞面的两端，轻轻松手，这样有助于伞面在降落时完全打开。最好进行三次测试，待到测得数据合理时，再换熟鸡蛋进行实地测试。测试须知：①伞面要完全打开，什么是完全打开，需要给出实例。②落地后鸡蛋不能碎，是一点不能碎还是大部分是完整的。③降落到指定区域，指定区域在哪里？大小如何？（2）改进。根据测得的数据情况及时改进。如果下降得太快，也许是伞面材料太重或伞面的面积太小，可以换成薄布或者扩大伞面的面积。如果鸡蛋破碎了，回顾前期研究中的小实验，改进方案后，再做一做、测一测。6、展示交流。学会用PPT、模型、文字等多种方式对完成任务的全过程进行整理、展示、交流。要以小组的形式进行展示交流。可以分配角色，一人主讲，其他人进行补充。小组汇报时要强调制作过程，第一次怎么做的，后来如何改进的。不同小组的同学互相提问，对别人的作品提出改进意见。对教师所提问题展开回答。分组实验并记录温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。科学探索求真知，名师点拨解疑难。课堂练习幻灯呈现课堂小结通过本课的学习你有哪些收获？板书21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）HYPERLINK"http://www.21cnjy.com/"21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台像工程师那样……一、填空题1、明确问题时，要学会用（）的方式界定出任务及具体要求。2、降落伞在应急救援、（）等方面发挥着重要作用。3、成员间的交流碰撞可以集思广益，激发（）；组内形成的共识可以促使组员相互（），主动地完成分内工作。二、判断题1、为了避免浪费，正式实验之前，可以先找一个鸡蛋的替代物来进行简单测试。（）2、如果实验过程中鸡蛋摔碎了，实验就失败了，没必要继续进行下去了。（）3、除了不同领域之间的合作，同一个工作小组的合作也很重要。（）4、制作模型时必须非常全面。（）三、选择题1、如图所示，飞行员在跳伞时，降落伞下降速度主要与（）有关。A．伞绳的长短B．伞面的大小C．伞绳的数量2、下列说法中错误的是（）。A．降落伞能缓慢下降是因为增大了空气阻力B．降落伞在下降时只受到重力和空气阻力作用C．降落伞下面挂载的物体越轻，下降速度越快3、测试改进时，面对测试得到的信息，要从材料选择的（）、制作技术的（）、产品的（）等方面进行分析。A．合理性实用性可操作性B．合理性可操作性实用性C．实验性可操作性合理性四、连线题空间站的建造与使用需要不同领域的工程师通力合作，请将下面各领域的工程师与其负责的工作进行连线。五、实验探究小旭准备制作一个降落伞，完成保护鸡蛋平稳降落的任务。1、明确问题：如何安全地将物资投放到（），是有待解决的问题。2、前期研究：小旭去图书馆查阅书刊文献上、上网检索信息，了解了降落伞的形状、（）、作用、（）等信息。3、设计方案：小旭设计了一个（）实验，研究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数和长短等因素与下降速度之间的关系，并绘制了设计图，如下所示。4、制作模型：小旭根据设计方案制作了模型。制作模型时根据实际需要，制作的模型可大可小；可以非常（），也要以比较（）。有时会做一个与最终产品在外观、（）、（）等方面完全一致的样品，以便进行测试。5、测试改进：小旭发现降落伞下落的速度较快，鸡蛋壳摔裂了，他应该（）【填“增大”或“减小”】伞面的面积。6、展示交流：经过改进，小旭制作的降落伞成功将鸡蛋平稳投放到指定地点。在评价过程中，应着重对（）和（）等方面进行评价。像工程师那样……答案及解析一、填空题1、简单明了2、空投物资3、创意配合二、判断题1、√2、×3、√4、×三、选择题1、B2、C3、B四、连线题五、实验探究1、指定地点2、结构工作原理3、对比4、全面简化结构功能5、增大6、美观用材少心理咨询师研究航天员在空间站生活所需要的食用方便、营养丰富而又美味的太空仪器追踪、干预宇航员在外层空间生活的心理活动，以及在他们加地面后提供及时的心理治疗等营养工程师主要负责维持机器设备的正常工作，负责空间站与地面的稳定联系，负责控制空间站的机械臂等材料工程师寻找适合制造太空飞行器的各种材料，跟踪研究这些材料处于外层空间时的表现和变化计算机工程师心理咨询师研究航天员在空间站生活所需要的食用方便、营养丰富而又美味的太空仪器追踪、干预宇航员在外层空间生活的心理活动，以及在他们加地面后提供及时的心理治疗等营养工程师主要负责维持机器设备的正常工作，负责空间站与地面的稳定联系，负责控制空间站的机械臂等材料工程师寻找适合制造太空飞行器的各种材料，跟踪研究这些材料处于外层空间时的表现和变化计算机工程师21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共5页）HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共43张PPT)像工程师那样……苏教版五年级上新知导入工程师指具有从事工程系统操作、设计、管理、评估能力的人员。工程师的称谓，通常只用于在工程学其中一个范畴持有专业性学位或相等工作经验的人士。工程师和科学家往往容易混淆。科学家努力探索大自然，以便发现一般性法则，工程师则遵照此既定原则，从而在数学和科学上，解决了一些技术问题。科学家研究事物，工程师建立事物。科学家探索世界以发现普遍法则，但工程师使用普遍法则以设计实际物品。工程师科学家新知讲解一活动认识完成一项工程通常需要不同领域的工程师通力合作现代科学研究的分支越来越细，一个人所掌握的知识、技能很难满足一项工程的全部需要。因此，不同领域的工程师需通力合作，才能使一项工程圆满完成。以空间站的建造与使用为例，要想让宇航员安全、舒适地在空间站里完成各项工作，就需要不同领域工程师的配合。新知讲解一活动认识完成一项工程通常需要不同领域的工程师通力合作除了不同领域之间的合作，同一个工作小组的合作也很重要。成员间的交流碰撞可以集思广益，激发创意；组内形成的共识可以促使组员相互配合，主动地完成分内工作。在现实生活中，完成一项工程任务不仅需要不同领域工程师的合作，还需要相同领域工程师的合作与分工。齐心协力才能更好地完成工程任务。比如制造一款手机，需要硬件工程师、计算机编程工程师、芯片工程师、工业设计工程师、电子工程师、机床工程师等多方面的人才。新知讲解二活动了解工程师的一般工作流程1、明确问题。学会用简单明了的方式界定出任务及具体要求。例如：任务：设计并建造一座桥梁。具体要求：（1）要有4千米的跨度；（2）要承受一天20万车次的车流量；（3）造价适中……2、前期研究。根据不同的任务选择合适的方式获取信息，如查阅书刊文献、上网检索、实验研究、向有经验的人咨询等。有时需要通过做探究实验来理解相关知识，检验他人方案的科学性。例如：通过实地考察的方法，对建桥选址的土质进行分析，以确定建造哪种结构的桥梁。新知讲解二活动了解工程师的一般工作流程3、制作模型。根据实际需要，制作的模型可大可小；可以非常全面，也可以比较简化。有时会做一个与最终产品在外观、结构、功能等方面完全一致的样品，以便进行测试。例如：要根据设计方案中桥的外观、结构等，利用合适的材料制作一个等比例缩小的模型，以供测试。4、测试改进。面对测试得到的信息，要从材料选择的合理性、制作技术的可操作性、产品的实用性等方面进行分析。将测试得到的信息与任务要求进行对比，分析设计上什么不足。思考：为什么会是这样的结果？还可以怎样改进？然后制定改进方案。例如：要对桥梁模型进行抗压性测试，收集、分析数据，衡量设计方案是否符合建造要求。如果不符合，则需要修改设计方案。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞1、明确问题。降落伞在应急救援、空投物资等方面发挥着重要作用。如何安全地将物资投放到指定地点，是有待解决的问题。任务：设计并制作一个降落伞，保护鸡蛋平稳降落。具体要求：（1）准备一枚约50克的熟鸡蛋；（2）把鸡蛋直接装在网袋里，挂到降落伞上；（3）从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。活动手册降落伞新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞2、前期研究。（1）查阅资料，了解降落伞的形状、结构、作用、工作原理等。①降落伞的基本知识。降落伞是凭借空气阻力使人或物体从空中缓慢下降着陆的伞状器具。降落伞通常包括伞面、伞绳、重物三部分。伞面的形状有圆形、方形、翼形、双锥形等。伞面可以使用丝绸、棉布或锦纶织物制作，伞绳采用空芯或芯的纺织绳，要求具有轻薄、柔软、强度高、有较高的弹性等特点。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞②降落伞下降过程的受力情况。分析：降落伞在下降的过程中由于受地球引力的作用，会产生竖直向下的重力。由于其穿越了空气，会受到摩擦力即空气阻力，这个力与降落伞下降的方向是相反的，如图所示。除此之外，降落伞在下降过程中还受到其他一些力的影响，如风力、地面上升气流的托举力等。结论：降落伞在下降的过程中爱到了重力、空气阻力等力的作用。空气阻力重力新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞③降落伞缓慢下降的工作原理。空气对运动的物体有阻碍力（摩擦力），这个力就是空气阻力。降落伞在天空中主要受到了地球引力与空气阻力这两个方向相反的力的作用。降落伞张开时有较大的面积，受到的空气阻力会变得很大，阻碍着它下降，这样就减慢了降落伞的下落速度，保证了下降物体的安全。④影响降落伞下降的快慢的因素。通过降落伞缓慢下降的原理，我们知道，要想使降落伞缓慢降落，就要想办法增加空气阻力，这与伞的面积、伞的形状、伞绳的根数、重物质量等都有关系，需要我们通过实验来探究。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞（2）探究降落伞下降的快慢和哪些因素有关。设计一个对比实验，研究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数和长短等因素与下降速度之间的关系，完成实验报告。①降落伞下降的快慢与伞面面积的关系。实验猜想：降落伞下降的快慢与伞面大小有关。实验方法：采用对比实验的方法，我们只改变伞面面积的大小，悬挂物的质量、伞面材料、伞绳长短、下降的距离等条件保持不变。实验材料：两个伞面大小不同的降落伞、秒表、实验记录表。实验步骤：分工合作，一位同学在教学楼二楼往下放两个悬挂物质量相同、伞面大小不同的降落伞，下面的同学用秒表记录两个降落伞从打开到下落至地面所用的时间。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞实验记录：伞的直径下降时间平均用时第一次第二次第三次第四次第五次30厘米7秒146秒236秒276秒236秒536秒4860厘米8秒579秒068秒438秒558秒448秒61实验结论：降落位下降的快慢与伞面的大小有关。在悬挂物质量不变时，伞面越大，下降得越慢；伞面越小，下降得越快。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞②降落伞下降的快慢与悬挂物质量的关系。实验猜想：降落伞下降的快慢与悬挂物质量的大小有关。实验方法：采用对比实验的方法，我们只改变悬挂物的质量，不改变降落伞伞面大小、伞面材料、伞绳长短等条件。实验材料：两个质量不同的砝码、两个相同的降落伞、秒表、实验记录表。实验步骤：分工合作，一位同学在教学楼二楼往下放放悬挂着不同砝码的降落伞，下面的同学用秒表记录降落伞从打开到下落至地面所用的时间。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞实验记录：砝码的质量下降时间平均用时第一次第二次第三次第四次第五次10克10秒9秒569秒5810秒9秒569秒7450克3秒2秒022秒012秒022秒2秒01实验结论：降落位下降的快慢与悬挂物质量的大小有关。悬挂物质量越大，降落伞下降得越快；悬挂物质量越小，降落伞下降得越慢。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞3、设计方案。完整的设计方案包括研究问题、实验目标、所需材料、设计图等几个部分。研究问题：设计并制作一个降落伞、保护鸡蛋平稳降落。实验目标：把一枚重约50克的熟鸡蛋挂在降落伞上，从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。所需材料：细绳、塑料袋、剪刀、网袋、熟鸡蛋。设计图：设计图最好标明所用材料的尺寸、大小等。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞4、制作模型。结合设计方案，制作模型。根据实际需要制作在外观、结构、功能方面完全一致且等比例缩小的模型，以保证完成工程任务的科学性和合理性。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞5、测试改进。（1）测试。先拿一个与鸡蛋相当的重物代替鸡蛋，然后找一处空地投放，看看降落伞的打开情况与下落速度。投放降落伞时，要注意双手撑开伞面的两端，轻轻松手，这样有助于伞面在降落时完全打开。最好进行三次测试，待到测得数据合理时，再换熟鸡蛋进行实地测试。测试须知：①伞面要完全打开，什么是完全打开，需要给出实例。②落地后鸡蛋不能碎，是一点不能碎还是大部分是完整的。③降落到指定区域，指定区域在哪里？大小如何？新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞5、测试改进。（2）改进。根据测得的数据情况及时改进。如果下降得太快，也许是伞面材料太重或伞面的面积太小，可以换成薄布或者扩大伞面的面积。如果鸡蛋破碎了，回顾前期研究中的小实验，改进方案后，再做一做、测一测。新知讲解三活动模仿工程师设计并制作一个降落伞6、展示交流。学会用PPT、模型、文字等多种方式对完成任务的全过程进行整理、展示、交流。要以小组的形式进行展示交流。可以分配角色，一人主讲，其他人进行补充。小组汇报时要强调制作过程，第一次怎么做的，后来如何改进的。不同小组的同学互相提问，对别人的作品提出改进意见。课堂练习1、降落伞下降的过程中主要受到（）和（）的作用。一、填空重力阻力课堂练习1、现代科学发展迅速，一个人所掌握的知识、技能，完全可以满足一项工程的全部需要。（）二、判断对错2、悬挂物质量不变时，降落伞的伞面越大，下降速度越慢。（）×√3、降落伞受到空气阻力的方向是向下的。（）×课堂练习三、选择题1、增加降落伞伞面的面积，是为了（）。A.增大重力B.减小空气阻力C.增大空气阻力C课堂练习三、选择题2、降落伞下降太快，可能的因素是（）。A.风太大B.伞面材料重C.伞绳数量太少B课堂小结通过本课的学习你有哪些收获？板书设计像工程师那样明确问题工程师的一般工作过程本课思维导图认识不同领域的工程师的合作空间站的建造与使用设计一个降落伞经历一个完整的工作流程计算机工程师前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流材料工程师营养工程师心理咨询师……板书设计像工程师那样明确问题工程师的一般工作过程本课思维导图认识不同领域的工程师的合作空间站的建造与使用设计一个降落伞经历一个完整的工作流程计算机工程师前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流材料工程师营养工程师心理咨询师……https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php 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