2013年春大象版六年级科学下册《第五单元 科技制作大比拼》教案
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1、第五单元 科技制作大比拼 5.1创意【教学分析】教材分析:本课是这一单元的起始课,包含任务发布、头脑风暴、表达交流和评价四个部分。在这四个部分中,任务发布对本课乃至整个单元都起到了重要的引领作用。对任务要求的理解将直接关系到学生是否能够提出符合比赛要求的科技作品创意。头脑风暴部分突出学生独立思考和发散思维能力的培养,学生需要根据具体情境提出符合限定条件的创意。表达交流部分重在梳理与交流,根据表格内容梳理相关问题,从而尽可能全面地描述自己的创意。评价部分的主要活动是组内互评,并根据比赛标准进行判断。学情分析:在几年的科学学习过程中,学生已经经历了多次技术与工程类的实践活动,这为本课和本单元的学习
2、打下了坚实的基础,使得学生在进行实践活动时能够有章可循。在动手能力方面,学生也已有了一定的基础,为本课的学习提供了有力的支持。学生还具有了一定的逻辑思维能力、小组合作能力,也为本课的教学与实践活动奠定了良好的基础。【教学目标】(1)科学观念:通过阅读科技制作大比拼邀请函,明确比赛规则和作品要求,知道工程技术问题存在一定的约束条件以及验收标准。(2)科学思维:通过头脑风暴活动,提出满足限制条件的创意,明确创意中运用的科学原理,并培养学生的发散思维能力。(3)探究实践:通过科技制作创意表,知道提出创意时应关注的几个问题,知道技术与工程的核心是设计。(4)态度责任:愿意沟通和交流,能够以事实为依据作
3、出判断,面对有说服力的证据与观点能够调整自己的想法。【教学准备】(1)材料准备:科技制作大比拼邀请函、科技制作创意表。(2)活动场地:在教室内或实验室内均可。【教学过程】(1)引入:科技制作大比拼邀请函。师:同学们,我们年级将要举办一场科技制作大比拼活动。这是本次活动的邀请函,请大家以小组为单位共同阅读邀请函,了解科技制作大比拼的时间、地点、作品要求、比赛规则以及其他一些具体要求。为了更好地理解比赛规则,请同学们思考以下几个问题:何时竞赛,我们的准备时间有多少?以什么形式提交作品,除作品外还要提交什么?对作品的要求是什么?比赛将从哪些方面对作品进行评比,我们要注意什么?(学生边阅读边思考)师:
4、你们弄清楚这些内容了吗?生1:竞赛时间是5月31日,距离比赛还有20天。我觉得时间还是比较充裕的。生2:我们要在指定的时间内提交一件作品,并且在展示评比会上全面介绍我们的作品,而且这个作品还要蕴含一定的科学原理,不能只是一件单纯的手工作品或者艺术品,这样才可能取得好成绩。生3:对于作品的要求是“具有一定的功能、有实用价值、有应用前景”,要有实用性。生4:我们要评选多个奖项,包括最佳设计奖、最佳制作奖、最佳表达奖师:同学们阅读得非常仔细,解决了上面提到的四个问题。老师这里有个疑问,你们是如何理解邀请函上的“有实用价值、有应用前景”这个要求的呢?生:我觉得“有实用价值”就是有一定的实际功能,不能只
5、摆在那里不能动。师:其他组有什么看法?生:我们觉得它肯定是要能用的,它还要能够解决生活中的某些问题。没有这个作品之前可能不好解决,但是我们设计了这个作品,这个作品就能够解决这个问题了。师:其他同学,你们有什么看法呢?生:我们同意他们说的。师:看来我们细细阅读和分析要求还是很有必要的。那谁来总结一下大比拼中对作品的要求?生:我们要提交一个能够制作出来的作品,这个作品要有一定的科学原理,人们能够用它解决一个问题,最好这个作品是我们发明的。师:同学们,他总结得全面吗?还有补充吗?生:很全面,没有补充。师:看来大家已经很好地理解了邀请函的内容啦!就像你们刚刚说的,能够利用身边的材料把它制作出来,可以用
6、“可行的”这个词语去描述。如果现有条件无法满足你的需求,而且不能够通过努力把作品制作出来,我们就说创意是不可行的。(2)头脑风暴。师:知道了这些具体要求,你打算制作一个什么作品参加比赛呢?请每位同学开动脑筋,利用自己的知识与经验,根据自己的兴趣,发挥自己的想象力,提出一个可行的、有意义的创意。可以根据这些问题来梳理自己的思路:你在生活中遇到了哪些不方便的地方?你想制作一个什么作品,它有什么功能?它大概由哪些部分组成?师:请你们先思考一下,我们再做简单交流。(学生根据自己的实际情况进行思考)师:哪位同学给大家简要说一说你的想法。你想做什么,它有什么用途?生1:我想做个穿戴风扇,无论我走到哪里都可
7、以吹到风。生2:我想给小鸟做个自动供水的装置,这样小鸟就不会渴着了。生3:我想做个立体交通路网,可以有升降车道的那种,这样上下班高峰期,就可以调整车道数量,不再堵车啦。生4:我想做个可以运送货物,还不污染环境的电动船师:听了这么多同学们的发言,他们的想法对你有启发吗?请各组再次进行这样的活动,看哪个小组提出的创意最多。将自己的创意填写到“科技制作创意表”中。(学生进行头脑风暴活动)(3)表达交流。师:看到大家都在努力思考,我非常高兴,我仿佛看到了许多个小发明家齐聚一堂。你们认真思考的样子真了不起,给大家点赞。师:请大家在组内介绍一下你的创意。生1:我的作品名称是穿戴风扇,它能够戴在身上,一直为
8、我吹风,使我凉快一些。它主要是由风扇部分、电池部分和控制部分组成。这些材料都是我们生活中能够找到的,有的部分可以利用废旧材料制作。生2:我的作品名称是燃气泄漏自动排风扇。我们家里都有燃气报警器和排风扇,如果把它们组合起来,就可以做成燃气泄漏自动排风扇了。当报警器发现有燃气泄漏时,就不只是响起蜂鸣声,还可以同时驱动排风扇让它转起来排风师:同学们在短短的时间里就有这么多创意,你们真了不起。(4)评价。师:请各组同学从创新性、实用性、可行性等方面,对本组的备选创意进行评价,看看哪一个作品最适合参加科技制作大比拼。如果你觉得有困难,可以试着利用下面的问题来帮助你们进行评价:创意解决的是什么需求?创意是
9、否有创新性?是否具有实用性?依据现有的条件,我们是否有可能把它制作出来?备选创意中哪个更有可能在科技制作大比拼活动中获得好成绩?生1:我觉得燃气泄漏自动排风扇制作起来太难啦!燃气对人体有害,不方便我们进行实验。而且这里面的线路很复杂,如果一点点地学,怕是不能完成啦!毕竟留给我们的时间是有限的。生2:我觉得给小鸟自动供水的装置挺好的,这样小鸟就不会渴着了,材料也容易找到。生3:我觉得穿戴风扇挺有意思的。有创新性、实用性,而且能够制作出来。师:今天我们以小组为单位进行了创意评选,推选出了有创新性、实用性并且能够制作出来的创意,我为你们点赞。请同学们课下收集一些资料或材料,齐心协力共同完善你们的创意
10、,拿出一份你们满意的设计方案,然后再共同建造出你们的参赛作品。预祝你们能够有更加精彩的表现。【教学反思】通过本节课的学习,学生结合自己的实际生活,针对生活中的不便之处进行创意设计,寻找解决问题的方法,突出学生创新思维能力的培养。为了帮助学生提出更多的创意,教师可以适当进行方法指导,开阔学生的创新思路。例如:(1)加一加:不同的东西叠加、组合在一起,就可能是新的产品,如“橡皮+铅笔”“凉帽+墨镜”。(2)减一减:把某件东西减去一些,但不影响其功能,如鼠标发明时带有电线,设法去掉电线就产生了现在的无线鼠标。(3)缩一缩:把某件东西压缩但功能不变,如暖水瓶缩一缩就有了保温杯,摄像机缩一缩就有了袖珍摄
11、像头。(4)改一改:发现缺点,不断改进,满足需求,如雨伞改进成可折叠的雨伞。(5)仿一仿:利用仿生学进行发明创造,如根据小鸟的飞行原理发明飞机等。【总结点评】教师注重任务发布起到的重要引领作用,因为这将直接关系到学生能否提出符合比赛要求的科技作品的创意。头脑风暴部分教师注重学生的自主性、创新性,突出学生独立思考的能力,学生需要根据具体情境提出符合限定条件的创意。表达交流环节,教师重在帮助学生根据表格内容梳理相关问题,并进行交流、反馈,从而尽可能全面地描述自己的创意。评价部分的主要活动是组内互评,并根据比赛标准进行推选。整个教学过程设计连贯,均达到了应有的教学目标。 5.2设计【教学分析】教材分
12、析:本课的中心任务是将头脑中的创意转化为设计图纸。教材首先让学生讨论补给舰模型有哪些系统及如何制作,以便学生有依据地设计补给舰模型。在讨论过程中学生运用发散思维选择补给舰的船体结构、船体材料、动力装置等。实验环节提出问题,要求学生思考船体选用哪种材料或结构漂浮性能更好,需要学生设计探究实验进行研究。设计环节要求学生以小组合作的形式思考如何设计才能达到预定目标,需要学生在设计补给舰模型结构时,考虑可能会影响补给舰运载能力、行驶速度的因素,然后绘制出尽量规范的设计图。设计图纸完成后,在班级内进行展示、介绍、评价,通过观察其他小组的设计,发现他们的优点及不足,并相互提出意见和建议,最后对自己的设计图
13、纸进行反思和调整。学情分析:这是本单元的第2课,在上一课中学生通过头脑风暴、表达交流及评价等过程确定了做一个补给舰的实践活动。学生在之前的学习中了解了船与浮力的关系,并具有针对作品中所包含的科学问题和原理进行自主探究的能力,为本课中按照满足的标准和受到的限制条件形成多种可能的设计方案、基于研究证据对设计方案进行优化并最终确定方案的一系列任务奠定了基础。【教学目标】(1)科学观念:通过设计补给舰,知道工程以科学和技术为基础,知道补给舰由多个系统组成,认识各系统间的关系。(2)科学思维:通过绘制补给舰的设计图表达创意。(3)探究实践:会设计实验研究材料和结构的漂浮性能,并选择适合制作船体的材料和结
14、构。(4)态度责任:善于质疑,乐于尝试补给舰的多种设计思路。【教学准备】(1)材料准备:水槽、水、泡沫塑料板、纸板、木板、空矿泉水瓶、木条、锡纸、胶带、皮筋、绳子、布、胶枪等。(2)活动场地:实验室。【教学过程】(1)讨论。师:通过上节课的学习,我们确定了做一个补给舰来参加科技制作大比拼。关于补给舰,你有哪些了解呢?生1:我知道补给舰的主要作用是给其他船只补给物资,所以它需要有很大的船舱用来放置货物。生2:我知道补给舰和其他船只一样具有动力系统,而且补给舰通常是以柴油机作为动力的。生3:在补给舰向前行驶的过程中还可以改变方向,这是由补给舰的控制系统控制的。生4:补给舰的船体主要是以钢铁为材料制
15、成的。师:同学们分别从补给舰的作用、船体结构、动力系统、控制系统及材料等方面进行了介绍。如果设计一艘补给舰模型,我们需要考虑哪些因素呢?生:我们需要考虑补给舰模型的船体结构、动力系统、控制系统和船体材料。师:你有什么想法吗?生1:我认为补给舰的船体结构要尽量大一些,这样可以放置更多的货物。生2:船体可以用木板、泡沫塑料板或者矿泉水瓶进行制作,因为它们可以浮在水面上。生3:可以利用矿泉水瓶制作成单体船或者将两个矿泉水瓶捆在一起做成双体船。生4:我想利用木条做船的骨架,锡纸做船体外壳,我觉得这样的话浮力会更大。生5:我觉得动力系统可以选择风扇式螺旋桨、水下螺旋桨和风力帆。生6:控制系统可以选择用船
16、舵来控制补给舰的行驶方向。师:看来在同学们头脑中已经有了初步的设计想法。(2)实验。师:木板和泡沫塑料板这两种材料相比,谁的漂浮性能更好、更适合制作补给舰的船体呢?生1:我认为泡沫塑料板的漂浮性能更好,因为它更轻。生2:我觉得木板的漂浮性能可能更好,因为从古至今都在用木头制作船。师:这些都是同学们依据经验进行的猜想,究竟哪种材料的漂浮性能更好,我们需要依靠证据进行判断,可以怎么来验证大家的猜想呢?生:我认为可以选择形状、大小相同的木板和泡沫塑料板,然后分别在两块板上放置钩码,比较一下不同材料能够承载钩码的数量,承载钩码数量多的材料漂浮性能好。师:那么单体船和双体船的漂浮性能如何验证呢?生:我觉
17、得可以利用矿泉水瓶制作单体船和双体船,分别在两个船上放置钩码,比较它们能够承载的钩码数量,数量多的船体漂浮性能更好。师:直接利用锡纸制作的小船和用木条制作船的骨架、外面包上锡纸做成的小船相比,有什么不同呢?生:我们也可以通过实验进行比较,看一看它们的漂浮性能。师:接下来请同学们进行实验探究,并将实验结果记录在实验记录单上。(学生依次进行实验探究,教师巡视指导)师:谁来说一下你们的实验结果?生1:通过实验我们发现木板上放置了3个钩码就沉入水底了,泡沫塑料板上放置了7个钩码后才沉入水底,通过比较,我们认为泡沫塑料板的漂浮性能更好。生2:我们在研究单体船和双体船的过程中,发现了在单体船上放了1个钩码
18、后,虽然船没有沉底,但是船翻了;但是我们将10个钩码都放在双体船上它也没有问题。通过比较,我们认为双体船比单体船更稳定,漂浮性能更好。生3:在研究锡纸船时,由于锡纸比较软,我们在锡纸船上放入1个钩码后,船体形状就发生了很大的凹陷,放上2个钩码后就沉入水底了;而具有木条骨架的锡纸船则放置了5个钩码才沉入水底。通过实验,我们认为具有木条骨架的锡纸船漂浮性能更好。师洞学们通过实验探究发现,大小相同的不同材料漂浮性能不同;相同材料、不同的船体结构的漂浮性能也不同;将多种材料组合在一起也可以改变船体的漂浮性能。(3)设计。师:现在老师给同学们准备了一些材料,有泡沫塑料板、纸板、木板、空矿泉水瓶、木条、锡
19、纸、胶带、皮筋、绳子、布、马达、导线、电池盒、开关、螺旋桨等。你想怎样利用这些材料制作补给舰模型呢?生1:我们可以用两个塑料瓶做成双体船,这样不仅承重量大,而且稳定性强。生2:我同意他的观点,采用双体设计宽度也大,有更大的甲板和舱室。生3:我想采用水下螺旋桨动力系统,因为我觉得水下螺旋桨推力会更大。生4:我认为风扇式螺旋桨也可以让补给舰向前行驶。师:这几位同学分别从补给舰的船体结构、动力系统的设计思路表达了自己的想法。接下来,请同学们小组合作讨论补给舰模型的设计方案,并根据大家的讨论结果绘制出尽量规范的设计图。在此,提示大家绘制设计图时要标清楚你们使用的材料及必要的制作方法。(学生分组完成设计
20、图纸)(4)表达交流。师:已经有小组完成了补给舰图纸的设计,哪个组愿意介绍一下你们的设计方案呢?生1:我们小组设计的是双体矿泉水瓶补给舰。所需要的材料有:两个矿泉水瓶、四个纸盒、电池盒、马达、螺旋桨、导线、胶带等。我们想要用胶带将两个矿泉水瓶捆绑在一起制作船体。用马达、导线、电池盒、螺旋桨制作一个风扇式动力推进装置,为补给舰提供动力。由于补给舰是用来运输货物的,所以我们在船体上方用纸盒设计制作了四个载物舱。以上就是我们小组的设计方案,其他同学有没有意见或建议?生2:我觉得你们小组的补给舰设计图纸比较合理,但是我认为补给舰既然是用来运输货物的,那么载物舱就应该设计得再大一些,这样可以放更多的货物
21、。生1:我接受你的意见。生3:我也认为你们小组的设计图是具有可行性的,但是你们小组的补给舰只能向前行驶,我建议你们可以安装两个风扇式推进装置,这样不仅动力更强,还可以控制小船的行驶方向。生1:我觉得你提出的建议特别好,我们接下来会进一步修改。师:通过这组的介绍与同学们提出的建议,相信我们对补给舰模型的设计又有了一些新的想法。(5)反思。师:接下来请同学们对你的补给舰设计图纸进行调整、修改和完善,在完善的过程中评估你们的设计方案是否具有可行性、结构是否合理、材料的选择是否经济环保。(学生对设计方案进行调整、修改和完善)师:通过刚才的调整,相信同学们已经完善了你们的设计方案,下节课我们将依据你们的
22、设计方案进行制作。【教学反思】本课以设计补给舰模型的活动为载体,运用技术与工程实践的过程与方法,明确问题,提出有创意的方案,并根据科学原理或限制的条件进行筛选。本课以任务为驱动,让学生设计一艘补给舰,但是有部分学生对补给舰并不熟悉,所以先引导学生分析补给舰的用途、结构,使学生了解补给舰由船体结构、动力系统、控制系统等多个部分组成,这样学生在设计补给舰模型的过程中会考虑到它的系统结构及使用的材料等。在选择船体材料的过程中,通过简单的探究实验,了解不同材料及结构的漂浮性能。然后让学生依据现有的材料进行讨论设计,对设计图纸进行交流、反思和改进。然后,通过小组间的表达交流,鼓励学生与其他小组沟通交流、
23、相互评价、取长补短,同时反思自己设计图纸的优缺点,进一步锻炼学生的反思评价能力。【总结点评】本课属于工程设计与物化领域。在本课的教学中首先界定设计并制作的补给舰模型是一项工程,明确设计一艘补给舰模型的工程任务。教师引领学生思考满足的标准和受到的限制条件,形成多种可能的解决方案,学生能够基于证据优化并确定方案。工程的关键是设计,如何使设计变得更有意义,展现学生的思维活动,是我们一直关注的问题。本课在引领学生分析补给舰结构系统的基础上,组织学生探究各种材料或结构的漂浮性能,选择适合制作船体的材料和结构,从而有依据地设计补给舰图纸。在本课的教学活动中,设计是核心环节,学生利用示意图、文字等方式阐明自
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