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新青岛版三上科学第二单元第9课《制作量杯》教学设计
一、活动主题
匠心造器——量杯工程师挑战赛
围绕单元大情景“小小物质科学家实验室”，引导学生应用物质形态知识（液体流动性、体积测量原理），经历设计、制作、测试、改进量杯的完整工程流程，培养工程思维与问题解决能力。
二、课程标准依据
（一）《义务教育科学课程标准（2022年版）》
1.核心概念12.3：工程是设计方案物化的结果（3~4年级：利用工具制作简单模型）。
2.探究实践：能根据需求设计解决方案，选择材料制作实物模型并优化。
（二）《义务教育课程方案（2022年版）》
强调“做中学”，引导学生通过工程实践理解科学原理与技术应用的结合。
三、教材分析
1.定位：本课作为单元实践课，综合应用前三课知识（固体/液体/气体特性），聚焦液体体积测量工具的工程实现。
2.内容：青岛版三年级上册P36-39，通过设计制作简易量杯，理解刻度均匀性原理，体验工程迭代过程。
3.衔接：前承《液体》的体积概念，后启跨学科项目《设计保温杯》（需体积测量技能）。
四、教学目标
科学观念 理解量杯刻度均匀的原理（等分空间）；知道液体体积测量需规范工具。
科学思维 通过对比实验优化设计；用“等量替换”思维解决刻度划分问题（如1杯水=50ml）。
探究实践 能设计量杯图纸并标注刻度；使用塑料瓶等材料制作量杯；测试精度并改进。
态度责任 培养精益求精的工匠精神；了解中国古代度量衡智慧（秦量器），增强文化自信。
五、教学重难点
1.重点：设计并制作可测量液体体积的简易量杯。
2.难点：确保刻度均匀性，理解“等分空间”原理。
六、教学准备
透明塑料瓶、马克笔 制作量杯主体与刻度标记
标准量杯、注射器 校准刻度与验证精度
不同色液体（红/蓝水） 测试量杯测量效果
砂纸、剪刀、热熔胶 加工工具（安全使用指导）
学习任务单（附后） 记录设计图、测试数据及改进方案
七、教学过程
（一）导入：需求驱动，问题引入
教师活动：
“欢迎回到‘小小物质科学家实验室’！实验室急需测量果汁体积，但量杯不够用了——（展示洒水实验）看，小助手把水洒了！怎么办？今天，我们要化身‘量杯工程师’，自己设计制作量杯，解决测量危机！”
学生活动：
1.观察液体洒漏问题，思考测量工具的重要性。
2.提出疑问：“如何做一个能准确测量的量杯？”
设计理念：
1.创设真实问题情境，激发工程挑战欲望。
2.紧扣单元情景，强化“科学家解决实际问题”的角色认同。
（二）新授：工程实践，迭代优化
任务1：设计量杯图纸（10分钟）
教师引导：
“工程师第一步：设计！请小组讨论：
（1）量杯为什么是上宽下窄？（对比直筒瓶）
（2）刻度怎么画才能均匀？试试把水分成5等份！”
学生活动：
1.合作探究：
（1）用直筒瓶和锥形瓶装水，观察液面高度变化（理解上宽下窄便于读数）。
（2）将水分次倒入标准量杯（每次50ml），在瓶身标记水位线。
2.任务单绘图：
设计量杯草图（标注：瓶口直径、总容量、每50ml刻度线）。
教师点睛：
“战国时期《考工记》就记载了标准量器‘鬴’——中国人的度量智慧比欧洲早2000年！”
跨学科融合：
（1）数学：等分空间原理（50ml×5=250ml）。
（2）历史：介绍秦始皇统一度量衡的案例。
任务2：制作测试与改进
教师提问：
“用塑料瓶制作量杯，会遇到什么问题？（如刻度歪斜、读数模糊）如何解决？”
学生活动：
1.动手制作：
（1）裁剪塑料瓶（保留上宽下窄部分）。
（2）用注射器注水（每次50ml），马克笔标记刻度。
2.精度测试：
1 50ml 48ml 刻度偏低
2 100ml 105ml 瓶身倾斜
3.迭代改进：
（1）方案1：用直尺辅助画线（确保刻度水平）。
（2）方案2：贴透明胶带再标记（防晕染）。
教师点评：
“科学家改进工具就像工匠雕琢玉器！东汉张衡改进地动仪时测试了上百次——精益求精才是中国精神！”
设计理念：
（1）通过“设计-测试-改进”闭环，体验工程迭代本质。
（2）量化误差分析培养实证意识。
（三）总结升华：科技传承，创新使命
教师总结：
“今天，你们完成了三项工程师使命：
（1）以智绘图——用等分原理设计均匀刻度；
（2）以手造器——将塑料瓶变精密量杯；
（3）以心求精——通过测试迭代优化！
从商代的铜方彝到现代纳米量筒，测量工具推动着科技飞跃。未来，期待你们设计出更智能的‘中国量器’！”
学生活动：
1.展示改进后的量杯，用红蓝水演示分层测量（如50ml红水+100ml蓝水=150ml）。
2.齐诵工程师宣言：“毫厘求精，丈量天地！”
设计理念：
1.从实践成果升华至科技文明传承。
2.强化“精益求精”的工匠精神与创新责任。
八、作业设计（分层实践）
基础 制作100ml量杯（误差±5ml） ★：能量50ml
★★：误差<5ml
★★★：有0刻度+容量标牌
提升 设计双刻度量杯（ml/杯） ★：标注两种单位
★★：测试10组数据验证
★★★：制作换算表（如1杯=120ml）
拓展 用3D建模软件设计“未来智能量杯” ★：绘制立体图
★★：添加功能说明（如自动读数）
★★★：打印模型并测试
九、教学反思
1.成功之处：
（1）等分空间实验（50ml分次注水）有效化解刻度均匀性难点，95%小组最终误差<3ml。
（2）秦始皇统一度量衡案例激发民族自豪感，学生主动设计“秦量杯”复刻版。
2.改进方向：
（1）部分学生裁剪瓶口时边缘毛糙，下次需增加砂纸打磨安全教学。
（2）可引入现代科技视频（如激光校准刻度生产线），深化工程精度认知。
附：学习任务单
《小小物质科学家实验室——量杯工程师挑战赛任务单》
任务1：智慧设计厅
瓶身形状 □ 直筒 □ 锥形（选√） 锥形便于______
刻度划分方法 □ 目测 □ 等分标记（选√） 每次加水______ml
总容量 ______ml（如250ml） 共分______等份
任务2：匠心工坊
刻度画歪 用______辅助对齐 从±8ml → ±______ml
标记被水冲淡 先贴______再画线 从模糊 → ______
任务3：成果发布会
1.我的量杯创新点：________________（如可折叠瓶身）
2.古人智慧启示：
“商鞅方升标准器，误差仅______%，体现______精神！”
自我评价：
设计合理性： ★ ★★ ★★★
制作精细度： ★ ★★ ★★★
误差控制力： ★ ★★ ★★★
工程师格言：
“技可进乎道，艺可通乎神。”
——《天工开物》（寓意：工匠精神追求极致）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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