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小学科学课时教案（适用温州市）
课题 1.7 制作指南针 备课时间 03. 26
备课来源 自主备课 备课老师 XXX
教材简析 本课作为单元的第7课，是上一节课《设计指南针》的延伸与落地，在上一节课中，学生已完成指南针的设计方案，本节课核心是引导学生根据需求和限制条件，比较多种设计方案的优缺点，明确制作过程应遵循的基本顺序，通过动手制作简单的指南针实物模型，尝试发现模型的不足之处并进行改进，实现“设计方案”向“实物作品”的转化，落实工程设计“物化”的核心要求，同时巩固磁极相互作用规律和地磁场的相关知识。 教材由四个板块组成，分别为明确任务、制作与测试、展示与评估、交流。在情境图中，通过展示九百年前的水浮式指南针，引出我国海船上使用指南针的悠久历史，进而明确本项目的核心任务：按照设计方案，制作能够正确指示方向的指南针。所有项目活动都围绕这一核心任务展开：在制作与测试环节，引导学生合理分工，选择合适的实验材料和工具，按照设计方案开展制作，并通过测试发现作品问题；在展示与评估环节，组织学生介绍指南针作品，使用评价表进行规范测试与客观评价；在交流环节，引导学生回顾制作过程中的问题及解决策略，对比不同类型指南针的优缺点，深化对指南针制作原理和工程迭代的理解。
本节课指向2022年科学课程标准核心概念“（十三）工程设计与物化”，学习内容为13. 3 工程是设计方案物化的结果，内容要求为④利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理；⑤知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。
学情分析 学生在之前的探究活动中，已经掌握了小磁针的制作方法、磁极相互作用规律和地磁场的基本知识，在上一节课中，也完成了指南针的设计方案，对指南针的核心组成、设计要点和评价标准有了初步认知。同时，三年级学生已经具备一定的动手实践能力，喜欢动手操作类活动，能积极参与指南针的制作、测试和展示活动，具备简单的小组合作经验。 本节课强调“按照设计方案进行制作”的重要性，核心是引导学生感受“从设计图到成品转化”的过程，但学生目前缺乏这一转化的相关经验，存在明显的能力不足：一是设计与制作的衔接能力薄弱，难以严格按照设计方案选择材料、规范操作，容易出现“设计与制作脱节”的问题，如随意更换材料、改变制作步骤，导致作品不符合设计要求；二是动手操作的规范性不足，使用剪刀、穿绕细线等工具时不够熟练，制作水浮式、悬挂式指南针时，容易出现小磁针不平衡、转动不灵活等问题；三是测试与评估能力不足，能按照评价表完成简单测试，但难以精准分析作品存在的问题及原因，提出的改进建议缺乏针对性和可行性；四是问题解决能力薄弱，制作过程中遇到困难（如泡沫块倾斜、小磁针不平衡）时，容易手足无措，难以主动思考并找到合理的解决策略；五是小组合作的实效性不足，分工不够明确，容易出现“有人忙、有人闲”的情况，讨论问题时缺乏条理性，难以高效解决制作中的问题。 从认知和能力特点来看，三年级学生正处于“具象思维向抽象思维过渡”的关键阶段，对直观、动手类活动兴趣浓厚，但抽象分析和逻辑推理能力较弱，难以主动梳理制作过程中的问题、总结规律，对“影响指南针指示准确性的因素”理解不够深入。 学生的核心困难是：严格按照设计方案，选择合适的材料和工具，规范完成指南针的制作；掌握指南针的测试方法，能依据评价标准对作品进行客观评估，精准分析问题原因；针对作品不足，提出合理的改进建议并落实改进；梳理制作过程中的问题及解决策略，对比不同类型指南针的优缺点，深化对工程迭代的理解。
学习目标 科学观念 1. 制作指南针的完整环节包括设计、制作、测试、评估与改进。 科学思维 1. 能依据评价标准，对自制指南针进行客观测试与评估，分析作品存在的问题及原因，对比不同类型指南针的优缺点，培养分析、比较和推理能力。 探究实践 1. 能严格按照设计方案，合理分工、规范操作，动手制作一枚能正确指示方向的指南针。 2. 能使用标准指南针和评价表，对作品进行测试与评估，主动发现作品不足并进行改进，能清晰梳理制作过程中的问题及解决策略。 态度责任 1. 在制作、测试、评估与改进的过程中，形成认真操作、重视合作、乐于倾听、善于反思的良好科学习惯和严谨的科学态度。 2. 感受测试和评价环节对改进产品的重要性，体会“设计—制作—评估—改进”的工程迭代过程，激发对磁现象和工程实践的持续探究兴趣，增强民族自豪感（了解我国古代指南针的应用）。
教学重难点 教学重点：依据上一节课的设计图，选择合适的材料和工具，动手制作一枚能正确指示方向的指南针，实现设计方案向实物作品的转化。 教学难点：依据评价标准，对自制指南针进行合理评估，精准分析作品存在的问题及原因，并作出针对性的改进；对比不同类型指南针的优缺点。
教学准备 教师准备：1. 多媒体课件；2. 演示用材料（古代水浮式指南针模型、标准指南针、三种类型指南针成品、备用制作材料）；3. 评价表、点赞贴纸、便签；4. 实物投影或手机投屏设备；5. 工具盒（备用剪刀、细线、泡沫块等）。 学生准备：1. 上一节课完成的指南针设计方案；2. 制作材料（磁针、水、塑料碗、泡沫块、卡纸、细线、悬挂支架）；3. 工具（剪刀）；4. 学习记录单、评价表；5. 小组探究分工表。
过程设计 聚焦：以古代水浮式指南针的历史情境为切入点，回顾上一节课的指南针设计方案，明确本课核心任务——按照设计方案制作能正确指示方向的指南针，激发学生的制作兴趣和探究欲望，为后续制作、测试活动做好铺垫。 探索：分两个梯度展开核心探究，层层递进、环环相扣，突破教学重点。第一步，制作指南针：引导学生小组分工、清点材料，严格按照设计方案和制作步骤，规范开展动手制作，教师巡视指导，及时解决制作中的常见问题，确保设计与制作衔接一致；第二步，测试指南针：组织学生研讨测试维度和评价标准，引导学生使用标准指南针对作品进行测试，对照评价表完成自我评价，发现作品不足并初步修改。 研讨与展示：围绕“作品展示、评估与改进”展开深度交流，突破教学难点。通过流动式组间评价，让学生展示作品、交流制作思路，互相打分、提出改进建议；组织组内讨论，确定改进方案并落实改进；最后引导学生回顾制作过程中的问题及解决策略，对比不同类型指南针的优缺点，深化对工程迭代和指南针原理的理解。 拓展：总结本课制作、测试与改进的核心收获，布置课后拓展任务，引导学生进一步优化作品，了解指南针在现代生活中的应用，实现“课堂实践”向“课外延伸”的过渡，激发持续探究的兴趣。
学与导预设 环节1：聚焦——情境导入，明确任务（预设5分钟） 材料准备：多媒体课件、学生设计方案、古代水浮式指南针模型 1. 情境激趣，回顾历史：教师谈话：“同学们，我们的祖先充满智慧，早在九百年前，就已经将指南针应用于航海事业，为航海安全提供了有力保障。大家看，这就是古代用于航海的水浮式指南针。” 出示九百年前的水浮式指南针图片、结构示意图及模型，通俗讲解其构造和工作原理：“古代的水浮式指南针，是将磁针横向穿过数小段灯芯草，然后放在盛水的碗中，灯芯草很轻，能让磁针浮在水面上，静止时，磁针两端就会分别指示南北。公元1099—1102年，进出广州港的中国海船，就已经广泛使用这种指南针了。” 2. 回顾旧知，明确任务：教师出示学生上一节课完成的指南针设计方案，谈话引导：“上一节课，我们已经发挥智慧，设计出了属于我们自己的指南针方案，有的小组设计了水浮式，有的设计了悬挂式，还有的设计了支撑式。今天，我们就沿着古人的足迹，按照自己的设计方案，动手制作一枚能够正确指示方向的指南针，把我们的设计蓝图变成真正的作品！” 3. 强调要求：教师小结：“制作指南针时，大家一定要记住，不能天马行空、随意操作，要严格按照自己的设计方案选择材料、遵循步骤，同时要注意安全使用剪刀等工具，小组内合理分工、互相配合，争取制作出精准、实用的指南针。” （设计意图：通过展示我国古代水浮式指南针的情境，既能激发学生的探究兴趣和民族自豪感，又能自然衔接指南针的制作主题；回顾上一节课的设计方案，明确本课“将设计转化为实物”的核心任务，强调“按方案制作”的重要性，让学生意识到指南针作为指向工具，准确性是核心要求，为后续制作活动奠定基础。）
环节二：探索——制作与测试，发现问题（预设15分钟） 材料准备：学生设计方案、磁针、水、塑料碗、泡沫块、卡纸、细线、悬挂支架、剪刀、标准指南针、评价表 （一）制作指南针（预设8分钟） 1. 分工清点，明确步骤：教师谈话：“在动手制作前，我们先请各小组完成两件事：第一，对照自己的设计方案，清点带来的材料，看看材料是否齐全、是否符合设计要求；第二，明确小组内的分工，谁负责材料整理、谁负责动手制作、谁负责观察记录、谁负责安全提醒，确保人人有事做、事事有人管。” [说明：前一课会提醒学生以小组为单位根据设计图自带所需材料，但教师仍需准备常见的备用材料，为学生的制作活动提供支持，避免因材料缺失影响制作进度。] 2. 规范制作，巡视指导：学生以小组为单位，对照设计方案和课件中的制作步骤，利用材料和工具动手制作指南针，教师分组巡视指导，重点关注：① 小组是否严格按照设计方案选择材料、开展制作，是否出现设计与制作脱节的问题；② 动手操作是否规范，尤其是剪刀的使用、细线的悬挂、小磁针的固定等环节，及时纠正不规范操作；③ 小组分工是否合理，合作是否有序；④ 制作过程中遇到的问题，及时给予针对性引导。 [说明：不同组的学生会设计不同种类的指南针，常见的有：水浮式、悬挂式和支撑式。在制作过程中，遇到设计不合理的地方，提醒学生先修改设计图，再进行制作，确保设计与制作保持一致。] 3. 初步检查，梳理问题：学生完成制作后，引导小组内初步检查作品，看看小磁针是否能自由转动、各部分连接是否牢固，梳理制作过程中遇到的问题，简单记录在学习记录单上。 （设计意图：合适的实验材料和合理的分工是顺利制作指南针的前提，因此在制作前引导学生清点材料、明确分工；考虑到不同小组设计的指南针类型不同，制作时遇到的问题也不同，教师加强巡视指导，及时解决学生的困难；提醒学生修改不合理的设计方案，确保设计与制作衔接，培养学生严谨的实践态度；初步检查作品、梳理问题，为后续的测试与评估做好铺垫。） （二）测试指南针（预设7分钟） 1. 研讨标准，明确方法：教师提问：“我们的指南针制作完成了，怎样判断它是否合格、是否能正确指示方向呢？我们可以从哪些方面评价自制指南针？” 引导学生自由发言、小组讨论，梳理评价维度（预设：学生能说出“外观、性能、材料使用、制作过程”等方面）。 2. 研读表格，规范测试：出示评价表，师生共同研读评价标准，明确自制指南针成品（指向准确性、转动灵活性、外观整洁度）与制作过程（分工合理性、操作规范性、材料使用合理性）的具体评分要求（优秀为3颗星，良好为2颗星，合格为1颗星）。 教师演示测试方法：“判断指南针的指向准确性，我们可以用标准指南针作为参照，将自制指南针放在平稳、无干扰的地方，待小磁针静止后，观察它的指向是否与标准指南针一致；测试转动灵活性时，轻轻转动小磁针，看看它能否自由转动、快速静止。” 3. 小组测试，修改完善：各小组对照评价标准，使用标准指南针测试自制指南针，重点测试指向准确性和转动灵活性，记录测试结果，针对测试中发现的问题（如指向不准、转动不灵活），及时进行简单修改。 [说明：自制指南针准确性差常见原因有：① 方位盘标错了；② 测试地点不稳定，比如桌子晃动、水面的流动、有风等；③ 小磁针平衡性不好，比如泡沫块侧歪、悬挂的小磁针倾斜等；④ 阻力过大，磁针转不动，比如泡沫块太大太重、悬挂的绳太粗等。教师巡视时，可针对性引导学生分析原因、解决问题。] 4. 自我评价，梳理不足：测试和修改完成后，引导学生对照评价表，完成自我评价部分，客观打分，梳理作品的优点和存在的不足，为后续的组间评价和改进做好准备。 （设计意图：把评价标准前置，让学生对照要求进行测试和修改，既能进一步优化自制指南针，又能让学生体会到测试与评价是优化产品不可或缺的环节，养成善于反思、主动改进的好习惯；规范的测试方法指导，能帮助学生精准判断作品质量，提升测试能力；自我评价能让学生客观认识自己的作品，梳理不足，为后续的改进和交流奠定基础。） （三）互评交流，优化作品（预设12分钟） 材料准备：评价表、点赞贴纸、便签、各小组自制指南针作品 1. 明确要求，开展互评：教师谈话：“刚才我们完成了自制指南针的测试和自我评价，接下来，我们进行组间评价。请各小组留一位同学在本组，向参观的同学介绍你们的作品、制作思路和测试情况；其他同学携带点赞贴纸、便签和评价表，依次参观各小组的作品，进行客观评价。” 明确评价要求：① 对照评价表，针对作品的外观、性能、材料使用、制作过程等方面，用粘贴点赞贴纸的方式打分（优秀为3颗，良好为2颗，合格为1颗）；② 在便签上写下具体的改进建议，贴到该组的评价表上，建议要合理、可行，不能只说优点、不提建议；③ 参观时要保持安静，认真倾听小组介绍，尊重他人的作品和设计。 [说明：展示方法可以多样，学生制作的指南针类型不同，也可以按照类别进行上台展示，方便学生对比观察、交流评价。] 2. 流动参观，认真评价：学生按照要求，开展流动式组间评价，教师巡视指导，提醒学生客观打分、认真书写改进建议，引导学生认真倾听他人介绍，学习其他小组的优点。 3. 组内研讨，落实改进：评估结束后，各小组召回成员，召开组内讨论，认真查看其他小组的评价意见和改进建议，结合自己的自我评价和测试情况，讨论哪些建议值得采纳，确定后续的改进方案，针对作品存在的不足，动手进行进一步优化改进。 教师巡视指导，帮助学生梳理合理的改进建议，引导学生精准分析作品问题原因，落实改进措施，对改进有困难的小组，给予针对性帮扶。 （设计意图：采用流动式组间评价，能最大程度保证每个作品都能得到充分展示和全面评估，促进生生互动、思维碰撞，让每位学生都能深度参与课堂；通过相互评价、提出改进建议，既能让学生学会欣赏他人、发现优点，又能学会客观看待不足，拓宽改进思路；组内研讨和落实改进，能培养学生的合作能力和问题解决能力，深化工程迭代意识，有效突破教学难点。）
环节三：研讨——梳理总结，深化理解（预设8分钟） 材料准备：各小组自制指南针作品、学习记录单、多媒体课件 1. 交流问题，分享经验：教师提问：“在制作指南针的过程中，大家都遇到了哪些问题？是如何解决这些问题的？请各小组分享一下你们的经历和经验。” 引导各小组依次分享，教师倾听学生的发言，给予肯定和鼓励，引导学生梳理常见问题及解决策略（预设：1. 插着小磁针的泡沫块或卡纸在水中容易倾斜，解决办法是控制泡沫块或卡纸的体积和形状，同时将小磁针穿在它们的正中间，保证平衡；2. 用线悬挂小磁针时，磁针很难保持平衡，解决办法是调整细线的悬挂位置，反复观察、微调，直至找到小磁针的重心位置；3. 悬挂式指南针很容易受到风的影响，指向不准确，解决办法是在外面套一个塑料罩子，减少风力干扰；4. 自制指南针的准确性受到周边物体影响，解决办法是将四周含有铁的物体（如钢尺、铅笔盒等）拿掉，避免干扰小磁针的指向。） 教师结合学生的分享，在课件上汇总常见问题及解决策略，帮助学生梳理经验、巩固方法。 2. 对比分析，深化认知：教师提问：“我们制作的指南针有不同的类型，有水浮式、悬挂式，还有支撑式，大家结合自己的作品和观察到的其他小组作品，想一想，不同类型的指南针各有哪些优缺点？” 引导学生自由发言、小组讨论，对比三种类型指南针的优缺点（预设：水浮式指南针的优点是制作方便、材料易得，适合新手操作；缺点是磁针易受水面晃动、风力等干扰，影响指向准确性，且不易携带。悬挂式指南针的优点是材料易得、制作难度适中，相对容易携带；缺点是悬挂的磁针较难调整平衡，易受风的干扰，指向准确性不够稳定。支撑式指南针的优点是指向精准、稳定性强，不受水面晃动影响；缺点是材料不易得，制作难度大，对操作要求较高。） 3. 总结梳理，提炼收获：教师小结：“今天我们按照设计方案，成功制作出了指南针，还通过测试、评估和改进，让我们的作品变得更完善。通过今天的活动，我们不仅掌握了指南针的制作方法，还知道了制作过程中要遵循一定的顺序，遇到问题要主动思考、积极解决，更体会到了‘设计—制作—评估—改进’的完整工程流程，知道了测试和评价对改进产品的重要性。” （设计意图：引导学生回顾制作过程中的问题及解决策略，有助于学生正视困难、梳理思路、提炼经验，提升问题解决能力，为后续的实践活动积累经验；通过对比分析不同类型指南针的优缺点，能让学生深入理解影响指南针指示准确性的因素，发展思辨能力和逻辑分析能力，对指南针的工作原理和工程设计有更深层次的理解；最后的总结梳理，能帮助学生提炼本课核心收获，巩固知识和能力，深化对工程实践的认知。）
环节四：拓展——延伸实践，持续探究（预设2分钟） 材料准备：多媒体课件、现代指南针应用资料 1. 拓宽视野，了解应用：教师简要介绍现代指南针的应用：“指南针不仅是古代航海的重要工具，在现代生活中也有广泛的应用，比如航海、航空、探险、户外旅行等，都离不开指南针的帮助。随着科技的发展，指南针也变得越来越精准、越来越便捷。” 出示相关图片，让学生直观感受。 2. 布置任务，延伸探究：教师布置课后任务：① 结合今天的评估意见和改进方案，进一步优化自己的指南针作品，确保它能稳定、准确地指示方向；② 和家人一起分享自己制作的指南针，向家人介绍制作过程、遇到的问题及解决方法，对比古代水浮式指南针和自己制作的指南针的异同；③ 尝试改进自己的指南针，弥补其缺点，让它变得更实用、更便捷，下节课和同学们分享自己的改进成果。 （设计意图：拓宽学生的探究视野，让学生了解指南针在现代生活中的应用，感受科学技术的进步；布置课后拓展任务，引导学生持续优化作品，将课堂实践延伸到课外，培养学生的持续探究能力和创新意识，同时带动家人一起学习科学知识，落实态度责任目标。）
板书设计 7. 制作指南针 一、核心任务：按设计方案 → 制作能正确指示方向的指南针 二、制作流程：分工清点材料 → 规范动手制作 → 测试发现问题 → 评估改进完善 三、常见类型及优缺点 1. 水浮式：易制作、材料易得 → 易受干扰、不便携带 2. 悬挂式：易制作、可携带 → 难平衡、易受风干扰 3. 支撑式：指向准、稳定性强 → 材料难得、制作难度大
作业设计 基础作业 1. 完善个人学习记录单，完整填写制作指南针的步骤、遇到的问题及解决策略，补充自我评价和组间评价意见，牢记制作指南针的核心要求和测试方法。 2. 结合今天的评估意见和改进方案，进一步优化自己制作的指南针，确保它能稳定、准确地指示方向，将改进后的作品和改进过程，用文字或画图的方式记录下来。 拓展作业 1. 和家人一起分享自己制作的指南针，向家人介绍制作过程、指南针的工作原理、不同类型指南针的优缺点，以及古代水浮式指南针的历史，带动家人一起学习科学知识。 2. 尝试改进自己制作的指南针，弥补其缺点（如为水浮式指南针增加防风装置、为悬挂式指南针调整平衡），让它变得更实用、更便捷，记录自己的改进思路和改进过程，下节课和同学们分享。 3. 查阅资料，了解现代指南针的发展和应用（如电子指南针），对比古代指南针、自己制作的指南针和现代指南针的异同，感受科技的进步，撰写简短的探究笔记。
教学反思 1. 情境导入贴合主题，探究兴趣浓厚：本节课以古代水浮式指南针的历史情境为切入点，既激发了学生的探究兴趣和民族自豪感，又自然衔接了上一节课的设计方案，明确了本课“将设计转化为实物”的核心任务，贴合三年级学生的认知特点。核心探究环节设计了制作、测试、展示、评估等多种动手实践活动，充分调动了学生的参与积极性，大部分学生能主动投入到探究活动中，认真操作、规范测试、积极交流，课堂探究氛围浓厚，有效落实了探究实践的核心素养目标。 2. 梯度设计合理，重难点突破有效：本节课的探索环节分为“制作指南针—测试指南针”两个梯度，展示与评估环节围绕“互评—改进”展开，研讨环节聚焦“问题分享—优缺点对比”，从“动手制作”到“测试改进”，再到“总结深化”，层层递进、环环相扣，符合三年级学生的认知规律和实践能力发展水平。通过巡视指导、方法演示、经验分享，帮助学生严格按照设计方案完成制作，有效突破了教学重点；通过自我评价、组间评价、问题分析、优化改进，引导学生掌握测试评估的方法，学会分析问题、解决问题，有效突破了教学难点，实现了知识、能力、情感的协同发展。 3. 注重素养培养，知行结合紧密：本节课注重学生科学核心素养的全面培养，制作环节提升了学生的动手操作、工具使用和小组合作能力；测试与评估环节培养了学生的客观评价、分析推理和问题解决能力；研讨环节培养了学生的语言表达、逻辑思维和思辨能力；拓展环节拓宽了学生的探究视野，培养了学生的持续探究和创新意识。同时，注重“设计与实践”“理论与应用”的结合，引导学生将上一节课的设计方案转化为实物作品，将所学知识应用于实践，体会“设计—制作—评估—改进”的工程流程，体现了科学“源于实践、用于实践”的理念。 4. 不足与改进：一是制作环节，部分学生的动手操作不够规范，使用剪刀、穿绕细线时不够熟练，导致制作进度较慢；还有部分学生未能严格按照设计方案制作，随意更换材料、改变步骤，出现设计与制作脱节的问题，影响作品质量。后续教学中，制作前可增加工具使用的示范讲解，发放制作步骤提示卡，帮助学生规范操作；加强对制作过程的巡视指导，及时纠正不规范操作和偏离设计方案的行为，强调“按方案制作”的重要性，培养学生严谨的实践态度。二是测试与评估环节，部分学生难以精准分析作品存在的问题及原因，提出的改进建议缺乏针对性和可行性；还有部分学生在组间评价时，只关注优点、不提建议，评价不够客观。后续教学中，可提前梳理常见问题及原因，在测试前进行提示；提供评价提示语，引导学生客观、深入地进行评价，学会提出具体、可行的改进建议；加强对评价过程的指导，培养学生的评估反思能力。三是小组合作环节，部分小组分工不够明确，出现“有人忙、有人闲”的情况，讨论问题时缺乏条理性，难以高效解决制作中的问题；个别学生参与度不高，缺乏动手实践的积极性。后续教学中，可在小组活动前，明确小组内的分工，发放小组分工表，要求每位学生都参与到探究的各个环节；建立小组评价机制，鼓励学生主动参与、积极合作，对参与度不高的学生进行针对性引导，激发其探究兴趣和参与积极性。四是研讨环节，部分学生的语言表达不够流畅，难以清晰、完整地分享自己遇到的问题及解决策略；对不同类型指南针优缺点的对比分析不够深入，难以精准提炼影响指南针指示准确性的核心因素。后续教学中，可提前引导学生梳理自己的问题和解决方法，准备发言提纲；研讨时进行针对性引导，帮助学生理清思路、规范表达；通过表格对比、案例分析等方式，引导学生深入分析不同类型指南针的优缺点，深化对核心知识的理解。
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