资源简介

(共45张PPT)
（苏教版）五年级
上
专项学习
像工程师那样……
核心素养
内容总览
02
探究新知
03
课堂练习
04
活动手册
05
课堂总结
06
板书设计
01
核心素养目标
科学观念:能提出满足一定条件的简单工程问题，知道验收标准，了解设计方案中各种因素间的关系。
科学思维:归纳概括工程师设计开发或改进产品时一系列的步骤和程序。
探究实践:能够明确工程任务，经历工程实践活动的过程，重点领会明确任务、前期研究、制作模型和测试改进四个环节的基本方法；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。
态度责任:通过经历完整的科学探究或工程实践活动的过程，体会合作在完成一项工程项目中的重要意义。
核心素养目标
重点与难点
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，能进行改进。
探究新知
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，要想让航天员安全、舒适地在空间站里完成各项工作，就需要以下不同领域工程师的配合:
探究新知
空间站又称太空站、航天站，是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。
探究新知
(1)计算机工程师
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。
探究新知
(2)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。
探究新知
(3)营养工程师
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食品。
探究新知
(4)心理咨询师
追踪、干预航天员在外层空间生活的心理活动，以及在他们回地面后提供及时的心理治疗等。
探究新知
在空间站里做实验，还需要农业、生物、物理、化学等专业的工程师，此外，空间站的维修需要更多专业的工程师配合。
……
探究新知
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间相互配合，主动地完成分内工作。
探究新知
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……
探究新知
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，对建桥选址的土质层进行分析，以确定建造哪种结构的桥梁。
探究新知
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。
探究新知
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，分析设计上有什么不足。
思考:为什么会是这样的结果？还可以怎样改进？然后制订改进方案。
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。
探究新知
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。
活动三 模仿工程师设计并制作一个降落伞
探究新知
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。
探究新知
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，伞绳采用空芯或有芯的编织绳，要求具有轻薄、柔软、强度高、有较高的弹性等特点。
探究新知
②降落伞下降过程中的受力情况。
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。
探究新知
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受到了重力、空气阻力等力的作用。
探究新知
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表面积，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。
探究新知
④影响降落伞下降的快慢的因素。
通过了解降落伞缓慢下降的原理，要想使降落伞缓慢降落，就要想办法增加空气阻力，这与伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数、悬挂物质量等都有关系，需要我们通过实验来探究。
探究新知
(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大小的关系。
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，只改变伞面面积的大小，悬挂物质量伞面材料、伞绳长短、下降的距离等条件保持不变。
探究新知
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。
探究新知
实验记录:
伞面 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14 6秒23 6秒27 6秒23 6秒53 6秒48
60厘米 8秒57 9秒06 9秒43 8秒55 8秒44 8秒61
实验结论:降落伞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。
探究新知
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，只改变悬挂物质量，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两个悬挂着不同砝码的降落伞，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。
探究新知
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56 9秒58 10秒 9秒56 9秒74
50克 2秒 2秒02 2秒01 2秒02 2秒 2秒01
实验结论:降落伞下降的快慢与伞面大小有关。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。
探究新知
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克的熟鸡蛋挂到降落伞上，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、网袋、熟鸡蛋。
探究新知
设计图最好标明所用材料的尺寸、大小等。
设计图:
塑料袋
半径：20厘米
伞绳：8根（每根35厘米）
熟鸡蛋50克左右
网袋
探究新知
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。
探究新知
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。
探究新知
最好进行三次测试，待到测得的数据合理时，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
这些标准都需要明确。
探究新知
(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，可以换成薄布或者打大伞面的面积。
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。
探究新知
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。
探究新知
　 评一评，哪个小组的降落伞在保证鸡蛋不破碎、降落到指定区域的情况下，既美观，又用材少。
探究新知
制作降落伞
课堂练习
1.[填空]降落伞下降的过程中主要受到______和___________的作用。
2.在空间站的建造与使用过程中，______工程师主要负责寻找适合制造太空飞行器的各种材料等，______工程师主要研究航天员在空间站生活所需要的太空食品。
3.[判断]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。( )
4.[判断]悬挂物质量不变时，降落伞的伞面越大，下降速度越慢。( )
重力
空气阻力
材料
食品
×
√
课堂练习
3.[判断]降落伞受到空气阻力的方向是向下的。( )
4.[判断]降落伞下降的快慢与其受到的空气阻力的大小有关。( )
5.[选择]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 D.稳定降落方向
6.[选择]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 D. 伞面过大
×
C
√
B
课堂练习
7.[选择]设计降落伞时，不需要考虑( )。
A.材料的轻重 B.风向问题
C.伞面的大小 D.如何画图纸
1.[选择]下列因素中，与降落伞的下降速度无关的是( )。
A.伞面大小 B.伞绳长度
C.伞绳材质 D.伞面形状
2.[选择]不同领域的工程师需要( ) ,才能使一项工程圆满完成。
A.各自分工 B.我行我素
C.通力合作 D.以上都对
B
C
C
活动手册
活动手册
课堂总结
本课通过回忆做过的所有专项活动，整理归纳，呈现出工程师设计改进产品时一系列的步骤和程序；通过制作降落伞，完整经历明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进、展示交流等工程设计步骤。
板书设计
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