资源简介

09星际旅行教学设计
课题 星际旅行 三单元 时空之旅·交通工具设计 学科 美术 年级 四年级上册
教材内容分析 本课时为人教版美术四年级上册第三单元《时空之旅——交通工具设计》第三课，属“设计·应用”学习领域，引导学生了解太空环境与航天器的基本构造，学习运用“先想功能、再画造型”的设计思路，畅想并设计星际交通工具与太空城市。本课依托 AI 赋能课件展开教学，以数字人小美、图图为情景引导主线，围绕“太空城市四大生存问题、星际交通工具（太空飞船、空间飞行器、太空电梯）、中国空间站与长征火箭、学生创意作品赏析、AI 赋能创作、单元自评”等核心板块展开。 课件含 1 段开场导入数字人视频（封面页之后播放，小美、图图趣味对话：“小美，快看！浩瀚宇宙里藏着好多秘密！是啊，人类已经踏上太空探索之旅啦！你说，未来我们能不能去太空城市生活？当然！还能坐着神奇的星际交通工具穿梭宇宙！那太空城市长什么样子？星际交通工具要怎么设计？今天这节课，我们一起开启奇妙的星际旅行，大胆想象、动手创作！准备好，一起出发探索宇宙吧！”），其余内容均为 AI 定制静态插图。通过小美、图图对浩瀚宇宙与太空城市的奇思妙想导入星际旅行主题，结合 AI 静态插图展示太空城市四大生存问题、星际交通工具结构、空间站与火箭、学生作品与 AI 赋能创作，引导学生理解“先想功能、再画造型”的设计逻辑，掌握航天器的结构功能关系，最终设计属于自己的太空城市与星际交通工具。
新课标要求 依据《义务教育艺术课程标准（2022 年版）》“设计·应用”学习任务要求，引导学生了解太空城市建设的四大核心问题（失重环境、宇宙辐射、封闭循环系统、能源供给），能从功能与外形两个维度理解“先想功能、再画造型”的设计逻辑；了解太空飞船、空间飞行器、太空电梯、中国空间站、长征二号F 火箭等航天器的结构特点与功能关系，感受我国航天科技成就；能综合运用所学，围绕太空生存与星际出行需求，完成一款有创意、有依据的太空城市或星际交通工具设计方案，并通过设计草图清晰表达设计思路，增强动手实践能力与创新精神。
学习 目标与核心素养 审美感知：能赏析太空飞船、空间站、太空城市及学生创意作品的功能美与造型美，感受浩瀚宇宙与航天科技之美，体会人工智能赋能艺术创作的奇妙。 艺术表现：掌握“先想功能、再画造型”的设计分析方法；能运用设计思路，画出结构清晰、体现功能与外形关系、兼顾造型与色彩的太空城市或星际交通工具设计草图。 创意实践：能围绕太空生存与星际出行的需求提出设计方向，从功能、结构、造型、色彩等维度完成太空城市或星际交通工具的创意设计，并清晰表达设计思路。 文化理解：体会人类对宇宙的探索推动航天技术迭代演进的文明发展逻辑；感受我国长征二号F 火箭、天宫空间站等航天科技成就与创新精神；理解“设计服务人类、改善人们的生活”的理念，增强文化自信与探索意识。
学情分析 四年级学生对宇宙、太空、航天充满好奇，有丰富的科幻想象基础，对太空城市、星际交通工具等话题兴趣浓厚，但对太空环境的生存问题、航天器的结构特点、功能与外形的关系缺乏系统认识，容易停留在“画得新奇”的表层模仿。学生具备一定的绘画基础，但把太空需求转化为完整、有依据的设计方案仍有难度。本课 AI 赋能课件以小美、图图趣味情景导入，搭配高清 AI 定制静态插图，将太空城市四大问题、星际交通工具结构、空间站与火箭、学生作品可视化，贴合四年级学生从形象思维向抽象思维过渡的认知特点，能有效降低设计思维的理解难度。
重点 了解太空环境生存的四大核心问题（失重环境、宇宙辐射、封闭循环系统、能源供给），理解“先想功能、再画造型”的设计逻辑。 了解太空飞船、空间飞行器、太空电梯、中国空间站等星际交通工具的结构特点与功能关系。 能运用“先想功能、再画造型”的思路，完成一款有创意、有依据的太空城市或星际交通工具设计方案。
难点 理解功能需求如何决定外形设计，把握“先想功能、再画造型”的设计方法。 把太空环境需求落实到具体的太空城市或星际交通工具设计方案中。 在设计中兼顾功能与审美，画出结构清晰、功能与外形统一的设计草图。
材料准备 教师：AI 赋能课件（数字人小美、图图开场导入视频、全套 AI 定制静态情景插图、太空城市图、星际飞船图、空间飞行器图、太空电梯图、中国空间站图、长征二号F 火箭图、学生作品图、AI 赋能创作图、单元自评图）；课件放映设备。 学生：绘画纸、铅笔、勾线笔、彩色笔（水彩笔或马克笔）；卡纸、彩纸、黏土等身边材料；剪刀、胶水。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放 AI 课件开场数字人导入视频（封面页之后播放，小美、图图对话：“小美，快看！浩瀚宇宙里藏着好多秘密！是啊，人类已经踏上太空探索之旅啦！你说，未来我们能不能去太空城市生活？当然！还能坐着神奇的星际交通工具穿梭宇宙！那太空城市长什么样子？星际交通工具要怎么设计？今天这节课，我们一起开启奇妙的星际旅行，大胆想象、动手创作！准备好，一起出发探索宇宙吧！”）。 结合视频提问：“同学们，你们想象过在太空城市里生活吗？如果我们要到遥远的星球去安家，需要怎样的交通工具？” 揭示课题《星际旅行》，明确本课将走进星际旅行的时空之旅，了解太空城市与星际交通工具，大胆想象、动手创作。 观看数字人视频，进入太空探索情境；交流对太空城市、星际交通的想象；明确本课学习主题与任务。 利用 AI 数字人视频快速创设情境，从浩瀚宇宙与太空城市的想象引入，自然过渡到星际旅行设计主题，激发学习兴趣。
讲授新课 一、太空畅想——设计太空城市 1. 回顾视频：人类已经踏上太空探索之旅，引导想象未来在遥远太空建设一座全新城市会是一番怎样的景象。 2. 讲解设计思路：太空城市绝非天马行空的涂鸦，设计的核心逻辑是先锚定核心功能、再延伸出整体造型，创作思路为“先想功能、再画造型”。 3. 讲解太空环境四大核心问题：失重环境（需设计人工重力系统，通过整体旋转产生离心力模拟重力）；宇宙辐射（需多层辐射屏蔽结构阻挡高能粒子）；封闭循环系统（实现水、氧气、食物的内部循环自给）；能源供给（借助巨型太阳能收集装置或可控核聚变装置提供能量）。 4. 引导创作：把四大需求纳入设计，再顺着功能需求自由发散外形，设计专属于你的太空城市。 二、星际交通——太空旅行的新载具 1. 承上启下：解决了太空定居问题后，人类要在星际间自由往来，就需要适配宇宙环境的全新交通工具，引导想象未来星际交通的模样。 2. 讲解太空飞船：人类探索深空最经典的载具设计，采用流线飞翼外形，机身光滑修长，最大程度降低飞行阻力，适配跨恒星系统的远距离星际航行，可穿越恒星喷流与星云尘埃，承载人类在不同恒星系之间自由穿梭。 3. 讲解空间飞行器：专为复杂太空环境作业设计，采用双球形舱体，大幅提升抗宇宙冲击能力；自带动力喷射装置，外侧伸出多根动力喷杆，可在深空随时调整航向；仿生多足结构可像机械蜘蛛在太空中爬行移动，完成各类作业任务。 4. 讲解太空电梯：人类构想了百年的天地往返枢纽，依靠缆绳与上行舱体往返，采用多层同心圆嵌套的环形主体结构，既通过整体旋转产生人造重力，又在环形框架中搭载补给舱、客运舱、通信基站等设备，连接地球表面与轨道空间站。 5. 讲解中国空间站：我国自主建造，采用经典 T 字形主体结构，核心舱对接实验舱后构型稳定合理，两侧展开宽大的太阳能帆板，持续把太阳能转化为电能，长期稳定运行在近地轨道，是中国人迈向更深宇宙的“太空桥头堡”。 6. 讲解长征二号F 火箭：我国载人航天工程的核心运载工具，从神舟一号到神舟十七号全程托举中国载人航天任务，保持百分之百发射成功率，是有着“神箭”美誉的可靠“太空摆渡车”，奠定中国探索浩瀚宇宙的基础。 三、创意发想——想象未来的星际旅行 1. 引导学生翻开画本，把对星际旅行、未来太空交通工具的想象通过画笔呈现出来；创作无需遵循固定规则，可设计从未出现过的全新飞行器、描绘载人穿越星云的航行场景、勾勒空间站停靠港的模样。 2. 发散联想：当陆地资源开发趋近饱和，城市发展可延伸到海洋与天空两种全新场域——面向深海布局城市、挣脱地形束缚的浮空城市，打破传统城市对土地的依赖。 3. 赏析学生原创手绘拼贴作品：画面高频出现的创作元素是火箭、宇航员和空间站，有把整座城市变成可移动宇宙飞船的“未来飞行城市”，也有穿越梦幻星云的“未来神箭”，感受青少年对星际探索的热情与创意。 四、AI 赋能——科技与艺术融合 1. 讲解人工智能技术突破艺术创作的传统边界，催生全新创作路径：能将抽象文字描述快速转化为直观视觉成果，极大降低创作门槛，拓展创作的可能性边界。 2. 引导学生了解主流人工智能绘图工具，分析它们如何理解创作意图、生成符合需求的作品；可围绕“人工智能是否会替代创作者”展开讨论，思考科技发展对艺术领域的深层影响。 五、单元自评 三项自评要点串联起本单元完整的能力成长路径： 第一项表达输出，清晰梳理自己的设计逻辑，把天马行空的想象转化为可被理解的具体方案； 第二项动手实践，主动探索工具材料的特性，把纸面构想转化为实体创意作品，并完成设计思路的分享交流； 第三项设计本质，所有创意最终回归生活本身，好的设计以解决人的需求、改善生活品质为核心目标。 跟随教师欣赏航天器与太空城市，思考功能与外形的对应关系；理解“先想功能、再画造型”的设计思路；在画本上画出想象中的星际旅行；了解 AI 赋能创作。 从太空畅想到星际交通再到创意发想、AI 赋能，层层递进，依托 AI 静态插图将航天器结构与设计方法拆解可视化，落实“先想功能、再画造型、设计服务人类”的核心理念。
课堂练习 1. 问答巩固：太空环境生存要解决哪四个核心问题？“先想功能、再画造型”是什么意思？太空飞船、空间飞行器、太空电梯分别有什么结构特点？ 2. 创作任务：发挥想象，设计一座能在太空中生活的城市，或设计一款星际交通工具，先想功能、再画造型，画出设计草图并标注功能。 3. 巡视指导：针对学生设计中功能定位、结构表达、造型创新、草图清晰度等问题进行个别指导。 回答问题巩固知识；独立完成太空城市或星际交通工具设计草图；在指导下完善设计稿。 通过练习夯实设计方法，将课堂所学转化为实际创作。
课堂小结 1. 梳理本课核心知识：回顾太空城市四大问题（失重环境、宇宙辐射、封闭循环系统、能源供给）、“先想功能、再画造型”设计思路、星际交通工具结构特点（太空飞船、空间飞行器、太空电梯、中国空间站、长征二号F 火箭）、AI 赋能创作与单元自评要点。 2. 总结核心结论：设计源于真实需求、解决实际问题，设计服务人类、改善人们的生活；从对宇宙的好奇出发，让想象力在星海中自由舒展。 3. 作品展示与评价：挑选典型学生作品，从功能定位、结构表达、造型创新、设计思路四个维度进行点评，肯定创意与进步。 4. 升华主题：从古人的星空遥想到今天的天宫空间站，人类对星际旅行的憧憬是一代代人动手设计、一步步探索出来的前行方向；每一个奇奇怪怪的创意都是未来星际航行的种子，鼓励学生把奇思变成现实。 跟随教师梳理知识体系；参与作品展示与交流，分享自己的设计思路。 梳理知识体系，巩固学习成果，升华“设计源于需求、创意改变生活”的理念。
板书
课外拓展 /课外阅读内容 1. 知识阅读：查阅资料了解人类航天发展历程，认识更多不同种类的航天器（如火星探测器、月球车、空间望远镜等）及其设计特点；了解中国天宫空间站、长征火箭、嫦娥探月等我国航天科技成就。 2. 实践拓展：观察并记录不同交通工具或航天器的结构特点，从功能与外形两个维度分析；尝试用卡纸、黏土等身边材料制作一款星际交通工具或太空城市模型。 3. 生活实践：设计一款自己想要的星际交通工具或太空城市，并向家人介绍自己的设计思路；了解人工智能绘图工具，尝试用 AI 把想象变成画面。
特色资源分析和技术手段说明 1. 特色资源 AI 赋能课件：以数字人小美、图图情景化内容为主线，贯穿全课，贴合学生年龄特点，代入感强；配备 1 段开场导入数字人视频（封面页之后播放），小美、图图围绕“浩瀚宇宙、太空城市、星际交通工具”的趣味对话，快速创设星际旅行学习情境；其余知识点均搭配 AI 定制静态插图，可视化呈现太空城市四大问题、星际交通工具结构、中国空间站、长征二号F 火箭、学生作品、AI 赋能创作、单元自评等关键内容。 2. 课件特点：本课件为 AI 赋能静态课件，知识点依托数字人导入视频与 AI 定制静态插图呈现，画面规整、知识点清晰，适配四年级美术课堂节奏，有效降低航天器结构、“先想功能再画造型”设计思维等抽象概念的理解难度。 3. 技术手段：通过多媒体播放数字人视频创设情境；依托 AI 定制静态插图分步拆解教学重难点，将太空城市、星际交通工具、空间站、火箭、学生作品可视化，替代枯燥文字讲解，契合中段学生认知特点；搭配独立的星际交通工具或太空城市设计实践，将课堂所学转化为实际作品，提升课堂教学效率。
教学反思 1. 本课依托 AI 赋能课件开展教学，数字人导入视频有效激发了学生对星际旅行的兴趣——小美、图图趣味对话直观呈现了太空城市与星际交通的主题，AI 定制静态插图将太空环境问题、航天器结构、学生作品可视化，学生对“先想功能、再画造型”的设计思路理解较好，顺利达成课堂教学目标。 2. 学生课堂参与积极性高，对太空城市、星际飞船、空间站、长征火箭等话题兴趣浓厚；在创作练习中，多数学生能围绕太空需求完成设计，部分学生能较好地在设计中兼顾功能与外形，作品体现了不同的创意。 3. 存在不足：部分学生对太空环境四大问题的理解还不够深入，设计中功能定位不够清晰；部分学生画草图时结构表达不完整，对航天器结构特点把握不足。 4. 改进方向：后续教学中可增加不同航天器结构与功能的对比分析，帮助学生直观感受功能对造型的决定作用；可增加太空城市与星际交通的更多案例，强化“先想功能、再画造型”的步骤；可展示更多不同风格的学生作品，拓宽学生创意设计思路。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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