资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
1.6《设计指南针》教学设计
1.教学内容分析 在本课及下一课中，学生将通过设计并制作指南针的项目活动，亲身体验从确定评价标准到设计方案，再到改进方案、实践制作、评价迭代的完整项目流程。本课的核心活动是设计一个指南针。 本课有四个板块，分别为明确任务、制订方案、评估与改进、拓展。在情境图中，通过展示郑和船队的模型，引出针对航海的重要性，进而明确本项目的任务：利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。所有项目活动都围绕这一核心任务展开。在制订方案环节，学生研讨自制指南针的评价标准，最终归纳出从准确性、便捷性、美观性等多个角度来评价指南针的设计。统一的评价标准为后续的制作和测试提供了明确的方向。在评估与改进板块，学生将依据这些评价标准来评估自己的设计方案的可行性，并进行必要的改进。最后的拓展板块则要求学生根据设计方案准备相关的材料，为实际制作做好准备。
2.学情分析 通过前几课的学习，学生已经知道磁铁具有指示南北方向的性质，并成功制作了一根小磁针。然而，如何巧妙地利用身边的材料，设计并制作出一个既小巧又指向准确的指南针呢？在磁针上添加支撑结构和方位盘是学生可以想到的初步设计方案。在过去的科学学习经历中，学生参与的探究活动大多由教师设计和提供材料，很少有自选材料、自主设计的机会。尽管学生已经具备初步的动手能力，但对于完整的工程活动尤其是设计过程仍显生疏。因此，本课的重点在于培养学生在限制条件下进行设计的能力，根据项目目标评价设计方案的可行性并提出改进意见，从而逐步培养他们的工程思维。
3.学习目标确定 科学观念：认识到设计指南针需经历明确评价标准、选择合适材料、绘制设计图及评价改进的工程流程。 科学思维：在设计指南针时，能创造性地运用材料，制订设计方案。在对比多个设计方案后，能分析归纳自己设计方案的优点，提出改进建议。 探究实践：针对评价标准选择合适的材料，用图画方式表达想法，优化并改进设计。 态度责任：对设计指南针的活动感兴趣，愿意与同学合作，初步表达自己设计意图和方法。
4.学习重点难点 重点：在限制条件下，设计一个小巧且指向准确的指南针。 难点：依据评价标准，对指南针设计方案进行评价并改进。
5.教学策略 （一）教学方法 1. 情境教学法：以郑和下西洋史实、指南针发展历程为情境，激发探究兴趣，渗透文化素养。 2. 小组合作法：组织小组研讨评价标准、设计方案、互评改进，培养合作与表达能力。 3. 探究式教学法：围绕设计指南针核心任务，引导学生自主思考、动手设计、评价优化，落实探究实践目标。 4. 任务驱动法：以设计小巧且指向准确的指南针为核心任务，层层拆解任务要求，推动学生完成设计全流程。 （二）教学设计 1. 以项目式学习为主线，遵循情境导入、实验探究、课堂练习、作业布置等四环节展开教学，聚焦指南针设计的完整工程流程： 2. 情境导入借助郑和下西洋视频、指南针发展图片，引出课题，明确指南针的航海价值； 实验探究为核心环节，按明确任务、制定评价标准、设计方案、评估与改进等步骤推进，引导学生自主研讨设计要求、制定评价标准，完成材料选择与设计图绘制，并通过自评互评优化方案； 3. 课堂练习以选择、判断、连线题形式，即时检测知识掌握情况，夯实核心知识点； 作业布置紧扣课堂设计成果，要求学生搜集制作材料，为后续实践制作做好铺垫，实现学用衔接。
6.学习活动设计 一、情景导入 展示郑和人物像，做简单介绍：郑和(1371-1433)，原姓马，名和，中国明朝航海家、外交家，率领200多艘船组成的船队，赴周边国家进行文化交流。由于战功赫赫，明成祖朱棣赐郑姓，史称“郑和”。 播放视频，突出：1405到1433年，郑和七下西洋，完成了人类历史上伟大的壮举。 提问：在茫茫大海上，没有现代导航设备，郑和船队靠什么辨别方向？ 学生观看视频会发现——指南针。 教师：我国是最早在航海上使用指南针的国家。 展示图片，了解指南针的发展历程。 教师：郑和下西洋时使用的是罗盘。 二、实验探究 （一）明确任务 利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。 教师帮助学生分析任务要求： (1)“利用身边的材料”，要求材料要常见易得。 (2)“小巧” 是对指南针整体结构和重量的要求，要方便携带。 (3)“指向准确” 是对指南针功能的要求，除了磁针能指示南北外，需要加上更加精准的方位盘来辨认更多的方向。 （二）制定评价标准 组织学生小组讨论：我们可以从哪些方面来评价我们设计的指南针？ 教师提示可以从以下方面展开：材料、外观、功能、轻便。 根据班级讨论交流，确定评价标准： ◎磁针旋转灵敏，表盘有8 个方向 ◎制作材料易得、价格低廉 ◎轻巧简便 ◎外观美观 （三）设计方案 1. 组织学生围绕以下问题讨论交流 （1）有哪些方法可以让磁针灵活转动？ 明确：水浮法、支撑法、悬挂法等。 （2）你要制作的指南针需要什么材料？ 明确： （3）如何才能让指南针指示的方向更加精准？ ◎远离磁铁铁制品等干扰物 ◎放置平稳，不晃动 ◎保证磁针自由转动 ◎在无风环境使用 ◎方位盘标注准确 （4）记录我们小组的设计方案。（发放记录单） 教师提示：设计方案包括两部分：材料和设计图。 （四）评估与改进 1. 展示设计方案，围绕以下内容开展自评 ◎设计思路 ◎选用材料 ◎方案优点 ◎方案不足 2. 其他小组根据评价标准进行提问，例如：你们的磁针是怎么固定的？会不会影响转动？你们的表盘是怎么确定方向的？ 3. 其他小组根据评价标准进行评价：我觉得你们的方案在______方面可以改进，比如______，因为______。 4. 根据他人的意见，对自己设计方案进行修改和完善。重点关注： ◎如何让磁针转动更灵活？ ◎如何让方向指示更精准？ ◎如何让材料使用更安全、更方便？ 三、课堂练习 1. 选择题 （1）指南针能指示方向，是利用了磁铁的什么性质？（ ） A. 磁铁能吸铁 B. 磁铁能指示南北方向 C. 磁铁隔着物体也能吸铁 （2）下列哪种方法可以让磁针更灵活地转动？（ ） A. 把磁针粘在桌子上 B. 把磁针放在漂浮的泡沫上 C. 把磁针用手握住 （3）为了让指南针指示更精准，我们应该（ ）。 A. 把指南针放在铁盒子里使用 B. 校准表盘方向，远离其他磁铁 C. 用手按住磁针 （4）评价一个自制指南针的好坏，不需要考虑的是（ ）。 A. 磁针是否灵敏 B. 材料是否昂贵 C. 外观 2. 判断题 （1）可以用任何金属来制作指南针的磁针。（ ） （2）水浮式指南针是利用水的浮力让磁针自由转动。（ ） （3）为了让指南针更精准，可以把它和手机放在一起。（ ） （4）设计方案时，只需考虑好不好看，不需要考虑是否科学。（ ） 3. 连线题：器材与作用连线 钢针 承载小磁针，浮在水面 吹塑纸 被磁化，指示南北 磁铁 让钢针磁化 水 减小摩擦，使磁针自由转动 参考答案 1. BBBB 2. √ 3. 钢针 承载小磁针，浮在水面 吹塑纸 被磁化，指示南北 磁铁 让钢针磁化 水 减小摩擦，使磁针自由转动 四、作业布置 根据制订的自制指南针设计方案，搜集并整理制作指南针所需的材料。
7.教学成效及特色亮点 （一）教学成效 1. 学生掌握指南针设计的工程流程，能结合评价标准自主选定制作方法、完成材料清单与设计图绘制，落实科学观念目标。 2. 学生能依据标准开展方案自评与互评，提出合理改进建议，科学思维与探究实践能力得到锻炼，形成初步工程设计思维。 3. 学生主动参与小组合作，能清晰表达设计意图，对科学设计活动的兴趣提升，落实态度责任目标，同时夯实磁铁指示南北的核心知识。 （二）特色亮点 1. 情境导入贴合学情，以郑和下西洋为切入点，结合指南针发展历程，激发探究兴趣，渗透中华科技文化素养。 2.以项目式学习为主线，围绕设计指南针核心任务，搭建明确任务、制定标准、设计方案、评估改进完整探究链条，培养工程思维。 3. 突出学生主体地位，让学生自主研讨评价标准、自选材料与设计方法，通过自评互评实现方案迭代，落实学思用贯通、知信行统一。 4. 教学内容衔接紧密，依托前序小磁针制作知识，层层递进突破设计与方案改进重难点，课堂练习与作业布置精准对接教学目标，学用结合。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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