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教科版三年级科学下册核心素养教学设计
教材分析
本课是小学科学三年级下册的内容，属于“物质科学”领域。教材以郑和下西洋的历史情境导入，引出指南针的重要作用，进而引导学生从评价标准、设计方案、评估改进等环节，完成一个“小巧且指向准确”的指南针设计任务。本课承接了前序关于磁铁性质的知识，同时为后续探究地球磁场奠定基础，是一次典型的工程技术实践活动。
学情分析
三年级学生已经对磁铁的基本性质（如吸铁、指向性）有了初步认识，动手能力较强，喜欢合作探究，但在工程设计的系统性思维方面还比较薄弱。他们能直观地提出想法，但在如何将想法转化为可操作的方案、如何根据标准评估和改进作品方面，需要教师的有效引导。
核心素养分析
科学观念：通过设计指南针，理解磁铁的指向性与地球磁场的关系，建立“结构决定功能”的工程观念。 科学思维：在制订评价标准和设计方案的过程中，运用比较、分析、综合等方法，提升逻辑思维和工程思维能力。 探究实践：亲历“明确任务—制订方案—评估改进”的完整工程流程，提升动手实践、合作交流和问题解决能力。 态度责任：了解我国古代指南针的发明与应用，增强民族自豪感；在材料选择中树立环保、节约的意识。
教学重点
1. 讨论并确定自制指南针的评价标准。 2. 小组合作，完成指南针的设计方案。
教学难点
如何根据评价标准，对设计方案进行评估和改进，使指南针既灵活又精准。
教具准备
教师：郑和下西洋相关视频、各种磁铁（条形、环形）、常见材料（硬纸板、针、水、泡沫、细线、小木棍等）、指南针实物。 学生：课前搜集的身边材料、记录本、彩笔。
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 1. 教师活动：播放《郑和下西洋》短视频，提问：“在茫茫大海上，没有现代导航，船队是靠什么辨别方向、顺利航行的？”引导学生说出“指南针”，并板书课题。 2. 学生活动：观看视频，思考并回答问题，了解指南针在历史上的重要作用。 3. 设计意图：创设历史情境，激发学生的学习兴趣和民族自豪感，自然引出本课任务。
二、讲授新课 （一）聚焦：明确任务与评价标准 1. 教师活动：出示教材图片，明确本课任务：“利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。”随后组织小组讨论：“我们可以从哪些方面评价指南针的好坏？”引导学生从灵活性、精准度、材料、美观等方面总结出评价标准。 2. 学生活动：阅读任务，分组讨论，共同制订小组的评价标准，如“磁针旋转灵敏”“材料易得”“小巧轻便”等。 3. 设计意图：让学生明确工程任务的目标和约束条件，学会用标准来衡量作品，为后续设计奠定基础。 （二）探索：小组制订设计方案 1. 教师活动：提出两个核心问题引导思考：“有哪些方法可以让磁针灵活活动？需要什么材料？”“如何才能让指南针指示的方向更加精准？”提供水、泡沫、细线、小木棍等材料，让各组选择一种结构（如水浮式、支撑式），并填写设计方案单。 2. 学生活动：分组讨论，选择设计类型，确定所需材料，绘制图文结合的设计图，明确制作步骤。 3. 设计意图：引导学生将抽象的设计思路转化为具体的、可操作的方案，培养工程设计能力。 （三）研讨：评估与改进 1. 教师活动：组织“方案发布会”，各组展示设计方案，其他小组根据评价标准提出改进建议。教师引导提问：“这个方案能达到我们的评价标准吗？有哪些需要改进的地方？” 2. 学生活动：展示方案，倾听意见，根据他人评价，修改和完善自己的设计图。 3. 设计意图：培养学生的表达、倾听和批判性思维能力，理解“评估与改进”是工程设计的重要环节。 （四）拓展：搜集与整理材料 1. 教师活动：布置拓展任务：“根据你们的设计方案，课后搜集并整理制作指南针所需的材料。” 2. 学生活动：记录需要的材料清单，准备在后续课中进行制作。 3. 设计意图：将课堂学习延伸到课外，为下一课的动手制作做好准备。
三、课堂练习 选择题 1. 自制指南针时，为了让磁针旋转更灵敏，我们可以选择（ ） A. 把磁针固定在硬纸板上 B. 把磁针放在漂浮的泡沫上 C. 把磁针直接放在桌面上 答案：B 2. 下列哪一项不是评价自制指南针的重要标准？（ ） A. 外观是否漂亮 B. 指向是否准确 C. 材料是否昂贵 答案：C 3. 水浮式指南针利用了磁铁的什么性质？（ ） A. 能吸铁 B. 能指示南北方向 C. 能隔着物体吸铁 答案：B 判断题 1. 为了让指南针更精准，我们可以在磁针上标注出“N”和“S”极。（ ） 答案：√ 2. 制作指南针时，材料越贵，指南针就越好。（ ） 答案：× 3. 支撑式指南针的磁针必须与支撑点接触良好，不能有摩擦。（ ） 答案：√
四、课堂小结 今天，我们像小工程师一样，一起明确了设计指南针的任务，还讨论出了评价它的标准。大家分组开动脑筋，画出了自己的指南针设计图，还根据同学的意见进行了改进。下节课，我们就可以用身边的材料，把这些设计变成真正的指南针啦！
板书设计
6. 设计指南针 明确任务：小巧、指向准确 评价标准：灵敏、精准、材料、美观 设计方案：水浮式 / 支撑式 材料 → 设计图 → 改进
教学反思
成功之处：通过历史情境导入，有效激发了学生的学习兴趣。在方案设计和研讨环节，学生的参与度高，合作探究的氛围浓厚，大部分小组都能制订出较为完整的设计方案。 不足之处：在研讨环节，部分学生的评价意见还比较表面，未能深入地从工程角度分析方案的可行性。对个别动手能力较弱的小组，指导还不够及时。 教学建议：下次教学可以提前提供一些优秀的设计案例供学生参考，帮助他们打开思路。在研讨时，可以提供一个“评估清单”，引导学生从更多维度去思考和评价，提升研讨的深度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共22张PPT)
1.6《设计指南针》
（教科版）三年级
下
1.6《设计指南针》
播放《郑和下西洋》短视频，提问：“在茫茫大海上，没有现代导航，船队是靠什么辨别方向、顺利航行的？”
新知导入
在茫茫大海上，没有现代导航，郑和船队最依靠的就是指南针。它能在阴天、远海中准确指出南北，再结合星象观测、海图记录、风向水流等经验，让船队在无边大海上不迷路。正是有了这项伟大发明，郑和才能七下西洋，完成震惊世界的远航壮举。
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。
探究新知
可以用一根针、一块磁铁、一个小泡沫球和一碗水来制作小巧又准确的指南针。先用磁铁的一极朝同一方向摩擦钢针几十次，让钢针磁化；再把磁化后的钢针轻轻插在泡沫球上，让它水平漂浮在水面上；最后把碗放在平稳处，远离铁制品。钢针会在地磁场作用下转动，最终稳定指向南北方向，一个简易指南针就做好了。
（一）聚焦：明确任务与评价标准
“利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。”随后组织小组讨论：“我们可以从哪些方面评价指南针的好坏？”阅读任务，分组讨论，共同制订小组的评价标准，如“磁针旋转灵敏”“材料易得”“小巧轻便”等。
1.讨论并确定自制指南针的评价标准。
自制指南针的评价标准
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。
……
（二）探索：小组制订设计方案
1. 思考：“有哪些方法可以让磁针灵活活动？需要什么材料？”“如何才能让指南针指示的方向更加精准？”提供水、泡沫、细线、小木棍等材料，让各组选择一种结构（如水浮式、支撑式），并填写设计方案单。
2. 分组讨论，选择设计类型，确定所需材料，绘制图文结合的设计图，明确制作步骤。
2.小组制订指南针设计方案。
·有哪些方法可以让磁针灵活转动呢？需要什么材料？
·如何才能让指南针指示的方向更加精准？
·记录我们小组的设计方案。
我们的指南针设计方案能达到我们确定的评价标准吗？有哪
些需要改进的地方 根据他人的评价意见，调整设计方案。
我们的指南针基本能达到指向准确、材料易得、制作简单的要求，但也有不足：泡沫球在水面容易晃动，影响稳定性；钢针插入位置若不居中，会导致倾斜；靠近铁制品时指向会受干扰。需要改进的地方包括：让钢针更水平、固定更牢固；使用更稳定的漂浮材料；增加保护罩减少外界干扰；在制作时确保摩擦方向一致，提高磁化效果。
（三）研讨：评估与改进
组织“方案发布会”，各组展示设计方案，其他小组根据评价标准提出改进建议。“这个方案能达到我们的评价标准吗？有哪些需要改进的地方？”
展示方案，倾听意见，根据他人评价，修改和完善自己的设计图。
根据他人评价调整设计方案
根据同学建议，我们将钢针改为更细更轻的绣花针，减少重量；把泡沫球换成更平稳的小圆木片，提高漂浮稳定性；将针的插入位置调整到中心，使指针保持水平；在容器外侧贴上 “南北” 参考线，方便观察；制作时增加摩擦次数，并保持单向磁化，使磁性更强。改进后，指南针指向更稳定，也更便于操作。
3.磁化后的针头和针尾分别是哪一极？可以怎样判断？
磁化后的针头和针尾会分别成为 N 极和 S 极，但具体哪端是哪极需要判断。可以用已知磁极的磁铁来测试：若针头被磁铁的 N 极吸引，则针头是 S 极；若被排斥，则针头是 N 极。也可以把磁针悬挂起来，指向北方的一端是 N 极，指向南方的一端是 S 极。
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。
制作指南针需要的材料包括：一根钢针或绣花针，用于磁化后作为指针；一块小磁铁，用来给钢针磁化；一个轻质漂浮物，如泡沫球、小木片或瓶盖；一碗清水，让指针能自由转动；还可以准备记号笔，用于标记南北方向；若需要固定，可准备透明胶带或橡皮泥。这些材料安全、易找，适合课堂或家庭制作。
课堂练习
选择题
1. 自制指南针时，为了让磁针旋转更灵敏，我们可以选择（ ）
A. 把磁针固定在硬纸板上 B. 把磁针放在漂浮的泡沫上 C. 把磁针直接放在桌面上
2. 下列哪一项不是评价自制指南针的重要标准？（ ）
A. 外观是否漂亮 B. 指向是否准确 C. 材料是否昂贵
3. 水浮式指南针利用了磁铁的什么性质？（ ）
A. 能吸铁 B. 能指示南北方向 C. 能隔着物体吸铁
B
B
C
判断题
1. 为了让指南针更精准，我们可以在磁针上标注出“N”和“S”极。（ ）
2. 制作指南针时，材料越贵，指南针就越好。（ ）
3. 支撑式指南针的磁针必须与支撑点接触良好，不能有摩擦。（ ）
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课堂总结
今天，我们像小工程师一样，一起明确了设计指南针的任务，还讨论出了评价它的标准。大家分组开动脑筋，画出了自己的指南针设计图，还根据同学的意见进行了改进。下节课，我们就可以用身边的材料，把这些设计变成真正的指南针啦！
板书设计
1.5 制作小磁针
明确任务：小巧、指向准确
评价标准：灵敏、精准、材料、美观
设计方案：水浮式 / 支撑式
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