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第2课《设计》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标：明确将创意转化为实物需完善的设计方案，掌握电动补给舰的基本结构（船体、动力、控制系统），了解材料选择（轻而结实）和结构设计的核心要求，树立“科学设计、合理搭配”的观念。
2.科学思维目标：能结合实验和设计案例，分析材料性能、结构合理性对设计方案的影响，学会评估、优化设计方案，提升逻辑分析和辩证思考能力。
3.探究实践目标：通过问题猜想、材料漂浮实验、小组设计、方案评估等活动，掌握设计科技作品的基本方法，提升合作探究、动手实践和方案表达能力。
4.态度责任目标：培养严谨、细致的设计态度和合作意识，愿意主动思考、修改完善设计方案，树立经济环保、实事求是、勇于尝试的科学态度。
二、教学重难点
1.教学重点：掌握电动补给舰的基本结构和设计方案的核心要素，能设计简单的电动补给舰方案，学会从可行性、结构合理性、材料经济性等角度评估方案。
2.教学难点：结合材料漂浮实验结果，合理选择材料和船体结构，优化设计方案，能清晰梳理设计思路并完成规范的设计构思，解决设计中的实际问题（如动力选择、稳定性提升）。
三、教学准备
1.教师准备：制作多媒体课件（包含课文核心内容、电动补给舰结构示意图、材料漂浮实验步骤、设计方案模板、评估标准）；准备材料超市实物（泡沫、纸板、木板、空矿泉水瓶、木条、锡纸等）；准备实验用的水盆、天平（辅助观察漂浮和承重）；制作设计方案评估表、课堂任务单。
2.学生准备：提前预习课文，了解电动补给舰的基本结构和设计要求；每组携带笔记本、笔、画纸、画笔（用于绘制设计图）；结合上节课创意，初步思考电动补给舰的材料和结构选择；主动熟悉课文中材料的特点和实验要求。
四、教学过程（40分钟）
（一）问题与猜想（5分钟）
1.导入新课：教师回顾上节课内容，提问：“上节课我们确定了电动补给舰的创意，那如何把这个创意变成实实在在的作品呢？仅仅有创意就够了吗？”引导学生自由发言，引出本节课核心——设计。
2.提出问题：结合课文内容，教师梳理核心问题：“设计电动补给舰时，我们需要解决哪些问题？（如船体结构、材料选择、动力系统）不同的材料和结构，会影响补给舰的漂浮和航行吗？”
3.猜想假设：组织学生分组讨论，结合生活经验和课文提示，猜想：①船体做成单体和双体，哪种更稳定、承重量更大？②泡沫、纸板、空矿泉水瓶等材料，哪种更适合制作船体？③风扇式和水下螺旋桨，哪种动力系统让补给舰跑得更快？引导学生说明猜想依据。
4.过渡：“同学们的猜想是否正确？我们通过实验和探究，一步步找到设计电动补给舰的方法，制定完善的设计方案。”
（二）探究与结论（16分钟）
1.材料漂浮实验（7分钟）：教师讲解实验目的（探究材料和结构的漂浮性能，选择适合的船体材料和结构），演示实验步骤：将不同材料（泡沫、纸板、空矿泉水瓶等）放入水盆，观察漂浮情况，用简易工具测试承重能力；引导学生分组实验，记录实验结果，重点观察“轻而结实”的材料特点。
教师巡视指导，提醒学生规范操作，重点引导学生发现：空矿泉水瓶、泡沫漂浮性好、质地轻，适合制作船体；纸板易吸水、不结实，需改进才能使用；双体结构比单体结构更稳定、承重量更大。
2.设计方案探究（6分钟）：播放课件，展示电动补给舰的基本结构（船体系统、动力系统、控制系统），组织学生分组讨论设计方案，重点围绕3个问题：①船体选单体还是双体？②选用哪种材料制作船体？③动力系统选风扇式还是水下螺旋桨？
引导学生结合实验结果和课文提示，梳理设计思路：优先选择双体结构（稳定性强、承重量大），选用空矿泉水瓶或泡沫制作船体（轻而结实），先尝试风扇式螺旋桨（避免小电机带不动水下螺旋桨），同时为动力系统和载物舱预留足够空间。
3.方案评估探究（2分钟）：引导学生明确方案评估的三个核心角度——可行性、结构合理性、材料经济环保，结合小组初步设计方案，尝试简单评估，发现问题并初步调整。
4.得出结论（1分钟）：师生共同总结：设计电动补给舰，需先通过实验选择轻而结实的材料和稳定的结构（双体优先），合理选择动力系统，制定完善的设计方案，同时兼顾可行性、合理性和经济性，还要绘制规范的设计图。
（三）反思与评价（5分钟）
1.自我反思：组织学生结合实验和设计过程，反思自身表现：“实验中是否认真观察、如实记录？设计方案时，是否结合了实验结果？自身存在哪些不足（如材料选择不合理、结构设计不规范）？”
2.小组评价：每组内部交流初步设计方案，结合评估标准，互相评价方案的可行性、结构合理性和材料选择，提出修改建议，每组完善1份核心设计方案，准备展示。
3.教师评价：教师结合学生实验表现和方案设计情况，总结评价，肯定学生的探究热情和设计亮点，指出共性问题（如忽略载物舱空间设计、动力系统与电机匹配不合理），并给出具体改进建议。
4.补充反思：引导学生进一步反思：“如何修改自己的设计方案，让电动补给舰更符合要求、更具实用性？”为后续应用迁移做好铺垫。
（四）应用与迁移（7分钟）
1.完善设计方案（3分钟）：组织学生分组完善设计方案，结合课堂探究和评价建议，确定船体结构、材料、动力系统，填写设计方案表，重点补充尺寸、载物舱设计和动力系统安装细节。
2.绘制设计图（2分钟）：引导学生结合完善后的方案，绘制规范的电动补给舰设计图，标注各部分名称（船体、动力系统、载物舱等），明确材料和连接方式，教师巡视指导，规范设计图绘制。
3.实践迁移（2分钟）：布置实践任务：①完善设计方案和设计图，明确所需材料清单；②课后小组合作，准备制作电动补给舰的材料，结合设计图，初步规划制作步骤；③思考制作过程中可能遇到的问题，提前想好解决办法。
（五）阅读与新知（2分钟）
1.拓展阅读：组织学生快速阅读课文中设计方案评估、设计图绘制的相关内容，梳理核心新知：设计方案的核心要素、材料选择的关键的要求、双体结构的优势，进一步巩固本节课重点知识。
2.新知补充：教师简要补充“设计的灵活性”，引导学生认识到，设计方案不是一成不变的，可根据实际情况（如材料获取难度、电机性能）进行调整，培养灵活优化的设计思维。
3.课堂小结：教师简要回顾本节课重点，梳理材料实验、方案设计、方案评估的核心步骤，强调“科学实验支撑设计，合理评估优化方案”的原则，布置课后任务，结束课堂。
五、板书设计
2.设计
一、问题与猜想
核心问题：如何设计电动补给舰，将创意转化为实物？
猜想：①双体船体比单体稳定、承重量大；②轻而结实的材料适合做船体；③不同动力系统航速不同
二、探究与结论
1.核心实验：材料漂浮实验
材料选择：优先选空矿泉水瓶、泡沫（轻、结实、漂浮性好）
结构选择：双体结构（稳定性强、载物空间大）
2.电动补给舰基本结构：船体系统、动力系统、控制系统
动力系统：优先尝试风扇式螺旋桨（兼顾电机性能）
3.设计方案核心要素：可行性、结构合理性、材料经济环保
4.设计步骤：实验选材料→讨论定结构→制定方案→绘制设计图
结论：科学设计需结合实验，兼顾稳定、实用、经济，方案可灵活调整
三、反思与评价
重点：实验记录的真实性、方案的合理性、材料选择的科学性、合作参与度
常见问题：忽略载物空间、动力与电机不匹配、材料选择不恰当
四、应用与迁移
1.实践任务：完善设计方案、绘制规范设计图、准备制作材料
2.课后准备：规划制作步骤、预判制作难点及解决办法
五、阅读与新知
1.设计方案可根据实际情况调整，注重灵活性
2.规范设计图：标注各部分名称、材料、尺寸
核心理念：实验支撑设计，严谨优化方案，动手实现创意
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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