资源简介

1.6设计指南针
一、教材分析
本课是单元《辨别方向》的最后一课，属于工程与技术实践类内容。承接前几课对“磁铁能指示南北方向”“磁极相互作用”等科学知识的学习，将知识转化为工程设计任务。以“郑和下西洋”的历史情境引入，明确核心任务：利用身边材料，设计并制作一个小巧且指向准确的指南针。教材通过“制订方案—评估改进—拓展实践”的流程，引导学生经历完整的工程设计过程，培养工程思维与实践能力。本课既是对单元知识的综合运用，也是对“科学知识服务于生活与技术发明”的生动体现。
二、学情分析
知识基础：三年级学生已知道磁铁有南北极、能指示南北方向，对指南针的用途有初步认知，但对“如何让磁针灵活转动、保证指向准确”的工程细节缺乏思考。
能力特点：动手能力较强，喜欢制作类活动，但在设计方案的逻辑性、材料选择的合理性、评价标准的制定等方面还需要引导。
情感特点：对历史故事（如郑和下西洋）和动手制作充满兴趣，乐于在小组合作中完成任务，但容易只关注“做出来”，而忽略“做得好、做得准”。
三、教学目标
（依据2025修订版《义务教育科学课程标准》核心素养）
1. 科学观念
知道指南针利用磁铁能指示南北方向的原理工作，理解“磁针灵活转动”和“减少干扰”是保证指向准确的关键。
认识到科学知识可以转化为技术产品，技术产品服务于人类生产生活。
2. 科学思维
能围绕“设计指南针”的任务，从材料、结构、功能等方面进行分析与规划。
能依据评价标准（旋转灵敏、材料易得、轻巧简便、外观美观等）对设计方案进行评估与改进，发展工程思维与批判性思维。
3. 探究实践
能小组合作制订完整的指南针设计方案，包括材料选择、结构设计、制作步骤等。
能根据方案搜集整理材料，尝试制作指南针，并在实践中发现问题、调整优化。
4. 态度责任
感受我国古代指南针发明的伟大成就，增强民族自豪感。
体会工程设计的严谨性与创造性，乐于参与小组合作，尊重他人意见，养成不断改进的科学态度。
四、教学重难点
重点：经历完整的指南针设计过程，能依据评价标准制订合理的设计方案。
难点：理解并解决“让磁针灵活转动”“提高指向准确性”的工程问题，在实践中对方案进行有效改进。
五、教学准备
教师准备
郑和下西洋船队、古代指南针的图片/视频素材。
成品指南针、水浮式/支撑式指南针的示范作品。
设计方案记录单、评价标准表。
多媒体课件。
学生准备（分组）
制作材料：磁铁、钢针（或回形针）、泡沫块、小纸片、细线、小支架、硬纸板、剪刀、胶水、水彩笔等。
记录工具：铅笔、橡皮、设计方案单。
六、教学过程
（一）聚焦问题，导入新课（5分钟）
情境引入：播放郑和下西洋的图片或短视频，提问：“郑和的船队在茫茫大海上是靠什么辨别方向、顺利航行的？”
揭示课题：学生回答后，引出“指南针”，并板书课题《设计指南针》。
明确任务：出示教材任务：“利用身边的材料，设计一个小巧且指向准确的指南针。”引导学生思考：“要设计一个好的指南针，我们需要考虑哪些问题？”
（二）探索新知，探究规律（10分钟）
1.讨论评价标准
出示教材中三位学生的对话泡泡，组织小组讨论：“我们可以从哪些方面评价指南针的好坏？”
全班交流，汇总并板书评价标准：
磁针旋转灵敏，能准确指示方向。
材料易得、价格低廉。
结构轻巧简便。
外观美观。
2.分析设计要点
提问：“怎样让磁针灵活转动？怎样让指示方向更精准？”
引导学生结合已有知识，得出两种常见思路：
水浮式：将磁化的钢针放在泡沫块上，浮在水面，自由转动。
支撑式/悬挂式：用细线悬挂磁针，或放在针尖等支点上，减少摩擦。
强调：远离铁制品、保持水平，可减少干扰，提高准确性。
（三）课堂研讨，深化认知（15分钟）
1.小组制订设计方案
发放设计方案记录单，明确要求：
确定设计类型（水浮式/支撑式/其他）。
列出所需材料。
画出设计图（图文结合，标注关键结构）。
简要说明制作步骤和保证灵敏、准确的方法。
小组合作完成方案，教师巡视指导，提醒学生对照评价标准进行设计。
2.方案交流与评估
邀请2–3组展示设计方案，全班对照评价标准进行评议。
引导学生提问：“这个方案的优点是什么？有哪些可以改进的地方？”
各小组根据他人意见，修改完善自己的方案。
（四）拓展实践，知识应用（10分钟）
1.材料搜集与整理
各小组根据最终方案，整理所需材料，明确分工。
提示：可以利用身边的废旧物品（如瓶盖、回形针、细线等），体现环保与节约。
2.初步制作与试测（课后延伸）
布置课后任务：根据方案制作指南针，测试其灵敏性和准确性。
要求：记录制作中遇到的问题和改进方法，下节课进行展示与交流。
（五）课堂小结（5分钟）
1.回顾梳理：
今天我们学习了什么？（设计指南针的方法和评价标准）
设计一个好的技术产品，需要注意什么？（符合需求、材料合理、结构科学、不断改进）
2.情感升华：再次联系郑和下西洋的历史，强调我国古代指南针的发明对世界航海的贡献，激发民族自豪感和科学探究的兴趣。
七、板书设计
1.6 设计指南针
核心任务：设计小巧且指向准确的指南针
评价标准：
旋转灵敏、指向准确
材料易得、价格低廉
轻巧简便
外观美观
设计思路：
灵活转动：水浮式 / 支撑式 / 悬挂式
提高精准：远离铁制品、保持水平
工程流程：
制订方案 → 评估改进 → 制作实践 → 优化完善

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