第二单元船的研究1.船的历史【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第1课。本单元的教学内容隶属于小学科学课程标准技术与工程领域，指向以下3个主要概念：人们为了使生产和生活更加便利、快捷、舒适，创造了丰富多彩的人工世界；技术的核心是发明，是人们对自然的利用和改造；工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。本单元共七课，前五课围绕船的材料、结构、动力等内容，引导学生在比较船的不同中，认识船只在体积、材料、构造、动力等方面的科学技术演化特点。最后两课让学生选择材料，设计和制作一艘符合一定性能标准的小船。作为单元的起始课，本课聚焦部分明确了研究对象是“船”，开门见山地抛出问题“关于船，你知道什么？还想研究什么？”，充分调动学生的好奇心和探究欲。探索部分由三个活动组成。第一个活动是交流关于船的知识，并将“我们已经知道的”和“我们还想研究的”内容记录在班级记录表上；第二个活动通过观察不同时期的典型的船，思考“船的哪些方面发展了”，教材还进一步选取摇橹木船和轮船两类典型船，从体积、船体材料、动力等方面比较不同；第三个活动研究独木舟如何稳定地负载物体，还通过对比实验验证了尖形船首有利于减小船在水中受到的阻力。研讨部分，“从船的发展历史中，你发现了哪些变化？”，这个问题引发学生体会到技术变革在船的演化上的作用，激发学生的学习兴趣；“怎样让独木舟保持稳定而不侧翻？”“怎样减小船在行驶中的阻力？”，这两个问题能让学生认识到船的外型、结构和性能之间存在关联，为学生后续制作小船，开启研究船的历程进行了铺垫。这三个问题可以作为核心问题穿插在探索活动中，也可以在课堂最后用于梳理和总结提升。【学情分析】对于船这种交通工具，五年级学生非常熟悉，他们能说出许多种船的名称，知道一些常见船的用途。然而，他们缺乏对船的历史的深入了解，不清楚船在发展过程中哪些方面发生了改变，对船在行驶中如何保持稳定、减少阻力的方法认识模糊。【教学目标】[科学概念目标]1.不同时期、不同类型的船具有不同的特点和发展趋势。2.造船的技术发展推动着人类社会的发展和文明进程。[科学探究目标]1.通过观察比较，认识不同时期船的特点。2.通过制作独木舟模型的活动，感受“最初的小船”的样子和船的载重、稳定和水阻特性。3.通过“独木舟负载物体”“船型与阻力关系”的实验认识到船的外形、结构和稳定性、阻力之间的关系。[科学态度目标]感受船的发展历程，感受劳动人民的聪明才智。[科学、技术、社会与环境目标]感受船的发明和技术革新对人类社会发展带来的深远影响和变化。【教学重难点】[重点]了解不同时期、不同类型船的特点和发展趋势。[难点]通过“独木舟负载物体”“船型与阻力关系”的实验认识到船的外型、结构和稳定性、阻力之间的关系。【教学准备】[学生]独木舟模型、船型模型（相同大小形状）、细线、垫圈、钩码、水槽、记录单等。[教师]学生实验材料一套、教学课件等。【教学过程】16
一、聚焦教师用课件出示船的图片：船是生活中常见的一种运输工具，给我们的生活带来了极大的便利。提出聚焦问题：关于船你知道什么？还想研究什么？引出船的课题。[设计意图]通过形象直观的图片，唤醒学生对船的原有认知，激发学生进一步探究的欲望。二、探索（一）探索活动1交流关于船的知识1.教师出示“关于船的知识”班级记录表，小组内讨论，整理“已经知道的”和“还想研究的内容”。要求简洁明了，用关键词表述即可。2.小组汇报，教师引导学生从船体形状、材料、构造、动力系统、功能等角度描述船，再梳理还想研究的问题，并用关键词将信息整理到班级记录表上。[设计意图]充分调动学生前概念，学生集体交流，相互补充关于船的知识，填补部分学生知识上的漏洞，提高学习效率，为将要进行的学习活动做好铺垫。（二）探索活动2探索船的历史1.请学生观看在船的发展过程中的代表性船只的图片或视频。谈话：船在发展过程中经历了翻天覆地的变化，我们一起来看一段视频，了解船的历史。2.船在发展过程中，哪些方面发生了显著变化？学生在充分发表观点的基础上，再来完成学生活动手册中关于“船的比较”记录表。3.学生汇报。[设计意图]让学生观看图片或视频，思考“船在哪些方面发展了”，了解船在技术上的变化和发展过程，这些发展特征是推进单元后续学习的主线。（三）探索活动3探究独木舟1.谈话：船行驶在水中，首先要保证稳定、不侧翻。怎样才能做到这一点呢？让我们动手操作，继续研究船的稳定性。老师给大家带来了一些材料，1只独木舟，1盒钩码和1个水槽。提示：关于独木舟的制作，我们可选择直径约5cm、长度约20cm的小杉木，用直径3.5cm的钻头开槽，这样制作出的独木舟可承载两至三个钩码。但木制独木舟成本高、制作过程繁琐，还有吸水性太强、容易开裂等缺点，建议采用注塑独木舟来完成本课的探究。在动手操作前，请同学们先思考：可以怎样开展探究？实验时要注意什么？2.整理并总结实验方法，出示实验注意事项：放钩码时要轻轻放，放置要均匀；做实验三次，取最大值。3.学生分组实验。4.学生汇报实验发现：我的独木舟最多能放置几个钩码；根据实验操作反思：在船中放置重物时，怎样才能做到保持稳定、不侧翻？独木舟在装重物时，有哪些不足？[设计意图]通过实验，不难发现，世界上最早的船——独木舟，存在装载量小、不稳定、容易倾覆等缺点，让学生感知不断改进和完善独木舟的必要性。5.设问：我们的独木舟船首是什么形状的？什么样形状的船首受到水的阻力比较小？为什么？6.出示两块形状大小相同的木船模型，比较不同，设计对比实验。7.根据学生回答，整理总结实验方法，用演示实验验证预测或者播放视频《船首形状与阻力大小的关系》。8.交流什么形状的船受到的阻力更小，讨论减小船在行驶中受到阻力的方法。[设计意图]通过简单验证探究发现尖形船首更有利于减小船在水中受的阻力，有利于实现科学的“实践—总结—理论”探究过程。三、研讨1.从船的发展历史中，你发现了哪些变化？2.怎样让独木舟保持稳定而不侧翻？3.怎样减小船在行驶中的阻力？[设计意图]16
以问题的形式帮助学生回顾学过的内容，这些问题也可以穿插在探索环节中。让学生围绕这些思考来确定研究任务，制订研究方案，最终得出探究结果。四、拓展让学生通过多种途径了解我国航空母舰的相关信息，并简单介绍中国的船舶发展历史和现状。[设计意图]通过了解我国的航空母舰，简单了解我国船舶的发展情况，以点带面，激发学生的爱国热情和继续学习探究的兴趣。【活动手册使用说明】活动名称：比较两种船的特点。活动目的：比较传统船只与现代船只的特点。活动手册使用说明：摇橹木船和轮船有同有异，教科书着重于船的技术发展变化，课堂活动记录侧重记录两种船的不同。学生活动手册只列举了体积、船体材料和动力三个比较点，教师应该加以拓展，引导学生发现更多的不同，更全面地了解造船技术的巨大进步以及船的发展趋势。【教学后记】2.用浮的材料造船【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第2课。通过上一节课的学习，学生知道了独木舟装载量小和稳定性差，本课引导学生通过思考来解决问题，由此引出本课的主题。本课由四部分组成：第一部分——聚焦，指出浮的材料可以造船。第二部分——探索，通过设计、制作、测量与完善竹筏模型（木排）的过程，让学生在实践中体验浮的材料可以制作船，并认识到改变相应结构对船的功能的影响。第三部分——研讨，学生根据制造中发现的问题，进一步改进竹筏；通过竹筏（木排）与摇橹木船、宝船的对比，给学生提供改进和优化竹筏（木排）的蓝本。第四部分——拓展，继续改进自己的竹筏或木排。【学情分析】通过上节课的研究，学生对船有了一定的认识，他们也发现独木舟存在不稳定、装载量少等缺点。在独木舟的基础上，通过改变材料的装配结构提升船的载重量和稳定性，这对五年级学生而言难度不大。重要的是引领学生设计并制作一个竹筏（木排），让学生经历一个工程设计过程，意识到生产生活需求推动了造船技术的进步。【教学目标】[科学概念目标]1.浮的材料可以制作船，改变材料的结构可以改变船的载重量和稳定性。2.生产生活需求推动了造船技术的进步。[科学探究目标]1.经历设计与制作竹筏（木排）模型的过程。2.根据设计目标，对制作的竹筏（木排）的性能进行测评，并不断改进结构，提高船的载重量和稳定性。3.通过探究认识到船的结构与载重量和稳定性有关。[科学态度目标]能利用新的材料，完成设计和制作竹筏（木排）的任务，培养创新精神。[科学、技术、社会与环境目标]感受船的技术革新对人类社会发展带来的深远影响和变化。【教学重难点】[重点]通过实验发现浮的材料可以制作船，改变材料的结构可以改变船的载重量和稳定性。16
[难点]竹筏的制作和测试。【教学准备】[学生]竹竿（长度25cm，直径约2.5cm）5根、桐木条（长度15cm，宽度0.8cm，高度0.8cm）4根、水槽、橡皮筋（对折长度8cm，宽度0.4cm）4根、钩码1盒等。[教师]学生实验材料一套、教学课件等。【教学过程】一、聚焦1.教师出示独木舟图片：同学们，上节课我们一起探索了独木舟的载重情况。在活动中，你发现独木舟有什么缺点吗？2.学生讨论，梳理出独木舟的缺点并记录在表格里。3.独木舟确实有很多缺点，如果让我们改进独木舟，克服独木舟的缺点，你打算从哪些方面着手改进？预设：加大船体，增加底面积等。4.提问：除了用木头，还可以用哪些材料造船？（揭示课题：用浮的材料造船）[设计意图]通过回顾上节课独木舟的缺点，引发学生思考改进独木舟，思考更多做船的材料和不同的船体结构，引出用浮的材料造船，激发学生对制作竹筏的兴趣。二、探索（一）探索活动1设计并制作竹筏1.出示几根竹竿，提出任务：今天，我们用这些材料来制作一个竹筏。2.出示竹筏图片，明确设计要求：（1）画出设计图；（2）能稳定地浮在水面；（3）牢固、不散架。3.小组合作完成竹筏的设计方案，汇报交流，说明设计理由和使用的材料等。4.播放制作竹筏的视频，学生结合自己的设计方案进行制作（选材种类和数量应严格按照设计方案进行）。[设计意图]引导学生按“思考——画图纸——制作”的步骤开展活动，提醒学生尽量按照设计图进行制作。如果按设计图制作遇到困难，必须改变制作方法，应该先修改设计图，再进行制作，这是培养“工程与技术”素养的重要内容。（二）探索活动2测试竹筏的载重量1.谈话：大家基本按照设计图制作出了自己的竹筏，那么我们的竹筏载重量如何？是否稳定？让我们用钩码来测试一下。提问：你觉得可以怎样进行测试？实验时要注意什么？2.整理并总结实验方法，出示实验注意事项：（1）轻轻放，放均匀；做三次，取最大；（2）注意不能让水浸湿钩码。3.学生分组实验，教师巡视指导。4.学生汇报实验结果：我的竹筏最多能放置几个钩码。（三）探索活动3竹筏与独木舟的不同1.提问：我们分别完成了竹筏和独木舟的制作，也分别做了载重测试，让我们来总结竹筏和独木舟的不同点。在师生充分交流的基础上，完成学生活动手册“比较独木舟和竹筏”记录表。2.学生汇报。三、研讨1.竹筏与独木舟相比，有了哪些进步？2.竹筏还有哪些不足之处？你打算怎样改进？3.出示“摇橹木船和明代宝船”的图片，提问：观看下面的木船，你有什么发现？[设计意图]前两个问题可以让学生穿插在探索环节中进行思考和交流。此外，通过让学生观察摇橹木船和明代宝船，给学生指明新的研究方向，引导学生找出两艘船的优点，借鉴到对竹筏的改进中。四、拓展1.提问：在竹筏的基础上，如果再继续改进，你会怎么做？16
2.课后继续改进自己的竹筏，下节课进行展示、评价。[设计意图]“继续改进自己的竹筏或木排”是课堂的延伸与发展，学生的学习兴趣将得到更大的提升，改进的过程可放到课后进行。【活动手册使用说明】活动名称：比较独木舟和竹筏的不同。活动目的：本活动既是对学生作品的评估，也是对“船体不稳定”和“载重量少”这两个问题解决成果的检验。活动手册使用说明：比较制作的独木舟和竹筏在体积大小、载重量和稳定性等方面的不同。教师可以根据课堂学习情况补充对比项目，发现更多的不同之处，还可以为进一步探究船的材料和结构做好铺垫。【教学后记】3.用沉的材料造船【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第3课，给出学生熟悉的橡皮泥和铝箔两种沉的材料，让学生通过设计、制作、改进一艘可以承载一定重量的船，再次引导学生经历技术与工程相关的学习过程，感受科学与技术推动着人类文明的发展。本课内容承接上一课浮的材料可以造船，分为四个部分。第一部分——聚焦，提出研究问题“沉的材料可以造船吗”。第二部分——探索，主要由两个活动组成，体验“问题—设计—制作—测试—完善”技术与工程的典型的学习过程。探索活动1，用橡皮泥和铝箔做船，认识到沉的材料可以造船，摸索让沉的材料浮起来的方法；探索活动2，测试用橡皮泥和铝箔制作的船能否装载一定量的金属垫圈。在这个过程中，学生将经历反复修改、制作的过程，从而让自己所制作的船具有一定的载重量和稳定性。第三部分——研讨，学生通过回顾、反思，提炼出用沉的材料造船和实现船稳定漂浮的方法，体会到体积、形状对船只载重量和稳定性的影响。第四部分——资料，通过图片展示，感受渡船和双体帆船的稳定性与它们底部宽阔的构造有关，帮助学生理解船只的稳定性问题。【学情分析】通过上节课的研究，学生已经认识到用浮的材料可以造船，但在生活中，学生见到较多的是钢铁造的轮船，因此对于沉的材料能造船理解难度不大。学生也能够依据生活经验用橡皮泥和铝箔做成船，让船浮在水面上。但是，学生一般不会深入思考其中的原因。因此，学生再次体验“问题—设计—制作—测试—完善”的技术与工程的典型学习过程，并尝试结合学习体验来回顾总结，能够从技术层面初步感知增大船的浮力原理。此外，在学生操作过程中，还会遇到“稳定性”不足的问题。【教学目标】[科学概念目标]1.沉的材料可以造船。2.相同质量的橡皮泥、相同大小的铝箔，做成船的体积越大，受到的浮力越大，越容易浮在水面上。3.认识到船的稳定性与其结构有关。4.了解其他技术的发展推动了造船技术的发展。[科学探究目标]16
1.探索用橡皮泥和铝箔造船，不断改进船的形状来承载一定重量。2.经历“设计—制作—测试—分析—改进—再设计”的工程设计的典型过程。3.通过操作、阅读资料等形式来改进船的稳定性。[科学态度目标]1.体会到不断改进设计对结果的影响。2.从船的发展历程学习中，激发创造欲望。[科学、技术、社会与环境目标]感受到科学和技术紧密相连，它们为人类的发展做出了巨大贡献。【教学重难点】[重点]通过实验发现相同重量的橡皮泥、相同大小的铝箔，做成船型后，它们受到的浮力增大，因而更容易浮在水面上。[难点]不断改进船的形状、结构来增加船的载重量和稳定性。【教学准备】[学生]水槽、防水橡皮泥、铝箔、垫圈、学生活动手册等。[教师]学生材料一套、教学课件等。【教学过程】一、聚焦1.出示船的图片，请学生说说除了用木头、竹子这些浮的材料造船，还能用哪些材料来造船。2.出示橡皮泥和铝箔，教师演示它们在水中的沉浮情况。提问：除了用浮的材料造船，我们可以用沉的材料造船吗？（引出课题：用沉的材料造船）[设计意图]通过回顾上节课的内容提出新的问题，让学生聚焦船的材料问题，激发学生探究用沉的材料造船的兴趣。二、探索（一）用橡皮泥、铝箔造船1.教师先将没有经过任何造型的橡皮泥放入水中，实验是否能沉入水底。让学生观察结果，教师提问：你们有什么办法让橡皮泥浮在水面上吗？学生讨论，教师可以不给出最后的结论。教师出示铝箔纸。谈话：这种纸的材料是铝箔，同学们可能不太熟悉，铝箔和橡皮泥一样，放到水中会沉下去。我们把它做成船的形状，是否可以浮到水面上，我们通过实验来验证一下。2.提出研究任务及要求：用橡皮泥、铝箔各造一艘简单的船。3.指导学生按照活动手册的方法记录，明确先画设计图，再按图纸造船。4.学生分组操作，教师巡回指导，提醒学生按照图纸造船，可以在制作过程中对设计图进行适当的修改，并及时帮助学生解决遇到的各种问题。5.展示各组的设计图与作品。思考：沉的材料为什么能浮起来？6.小结：把沉的材料做成船型就有可能浮起来。（二）测试用橡皮泥和铝箔制作的船能否装载一定量的金属垫圈1.提问：我们现在已经掌握了让橡皮泥船和铝箔船浮起来的方法了。我们做的船载重情况如何呢？2.提出研究任务及要求：反复测试橡皮泥船和铝箔船最多装载多少个垫圈。3.在活动手册上记录两种船各自承载最大量的垫圈数。4.学生分组活动并做好记录，教师巡回指导。提醒学生在测试过程中可以不断改进、完善小船，使船的载重量增加。5.小组汇报交流船的载重情况。[设计意图]橡皮泥和铝箔是两种容易加工的材料。教学中让学生经历工程设计的典型过程，帮助学生深入理解沉的材料也可以造船，认识到船要实现加大载重量，需要不断改进设计，提高制作技术。三、研讨1.通过制作小船，思考：你们用了什么方法让橡皮泥和铝箔漂16
浮在水面上？为什么沉的材料做成船型后就能浮在水面上？2.播放视频：体积变大，浮力增大。3.教师追问：在放垫圈的过程中，为了让船型橡皮泥和铝箔稳定地浮在水面上，我们又用了什么方法？4.小结：橡皮泥和铝箔是沉的材料，把它们做成船型，它们所占的空间体积变大了，在水中受到的浮力也增大了，也就更容易漂浮在水面上。[设计意图]探索实践之后，学生通过讨论和思考，归纳出让沉的材料浮起来的方法；通过量化的数据、可视的画面，明确材料做成船型后体积增大；这既是对实践过程的回顾，也是方法的提炼，更是对浮力认识的深化。四、资料出示渡船和双体帆船的图片，让学生观察他们的特点，请学生说说这样的结构特征，对船的稳定性有什么作用。[设计意图]此环节将教材中研讨的第二个问题和资料板块相结合，引导学生结合自己的实践操作总结出结论，深入体会形状对船只稳定性的影响。【活动手册使用说明】活动名称：让橡皮泥和铝箔漂浮在水面上。活动目的：让学生用橡皮泥和铝箔各造一艘有一定载重量的船。活动手册使用说明：第一次探索活动，学生画出制作橡皮泥船和铝箔船的设计图，教师提醒学生可以根据制作过程出现的问题适当修改设计图。第二次探索活动，学生测试两种船的载重量，将金属垫圈的个数记录下来。如有条件，可以让学生把多次设计和测试的动态过程记录下来。【教学后记】4.增加船的载重量【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第4课。教科书在前一课“用沉的材料可以造船”的基础上，提出“让铝箔船装载更多货物的同时保持船体的稳定性”，明确生产生活需求促进了技术进步，使得船的结构和造船技术不断发展。本课由四部分组成：第一部分——聚焦，提出“随着社会的发展，人们需要越来越大的船来满足交通和运输货物的需要”的实际问题，引发学生讨论如何通过技术解决问题。第二部分——探索，使用三张边长为12厘米的正方形铝箔来设计与制作不同体积的船，并测试每只船的载重量。第三部分——研讨，通过观察、比较和总结，学生发现船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关；当材料相同时，制作的船型体积越大，载重量越大。第四部分——拓展，从“弹珠会滚动，导致船容易侧翻”的问题入手，引出船舱的分格结构，并在实际操作中对比有无船舱分格结构的效果，体会船舱的作用。【学情分析】通过前三课的学习，学生体验了造船材料是一个不断优化和改进的过程，知道了把材料做成中空，可以增大体积，更容易漂浮在水面上。从本课开始，学生将根据真实船舶的需求进行设计制作，解决载重量、持续动力等技术问题。也就是说，对船的研究将从定性走向定量，即从制作材料的研究到船体大小的研究。五年级学生刚刚学习了正方体和长方体的体积计算，如果让他们去计算生活中常见船型的体积显然是有难度的。因此，本课教学中让学生设计制作的船模是方形的。16
这样的操作，一方面便于计算体积大小，另一方面方形船模实际指向的是船舱的雏形，可以为本课后半部分研讨船舱结构做铺垫。【教学目标】[科学概念目标]1.技术可以改变船的载重量，推动着船的发展。2.船舱中合理放置重物有利于增加船的载重量。3.船的载重量与船只体积大小有关，相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量就越大。[科学探究目标]1.能够运用具体尺寸进行设计和制作不同底面积的铝箔船。2.根据计算和测试结果，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定性。[科学态度目标]1.乐于对铝箔船载重实验进行探究。2.真实记录自己观察到的现象，并根据载重数据开展交流研讨。[科学、技术、社会与环境目标]了解人类的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。【教学重难点】[重点]通过实验发现船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关。当材料相同时，船型体积越大，载重量越大。[难点]根据计算和测试结果，解决实际问题，增加船的载重量。【教学准备】[学生]三张12×12厘米的铝箔（厚度70微米以上更易操作）、垫圈、弹珠、刻度尺、学生活动手册等。[教师]学生实验材料一套、教学课件等。【教学过程】一、聚焦谈话：前一节课，我们在自己做的铝箔船上装载了一定量的金属垫圈，把自己做的船成功升级为一艘小货船。随着社会的发展，人们需要越来越大的船，来满足交通和运输货物的需要。提问：我们能通过什么方法来增加船的载重量呢？二、探索（一）设计三只不同底面积的铝箔船1.教师出示铝箔，提问：用三张边长为12厘米的正方形铝箔做成小船，你准备怎样增加船的载重量？2.教师出示教科书中的不同底面积的设计图，以其中一张设计图为例，指导学生在这张12厘米的铝箔上确定船的底面边长和船舷的高度。3.学生小组交流设计思路，将三只不同底面积的船的设计图画在活动手册上。[设计意图]学生在之前虽有设计小船的经历，但是按尺寸设计仍有一定的困难。教师可以借助教科书上的案例，引导学生设计底面为方形的船，便于制作和计算。（二）制作铝箔船并计算其体积1.提问：按照自己的设计图折叠铝箔船时要注意什么？播放折铝箔船的演示视频，给学生演示具体的折叠方法，提示学生注意事项。2.学生制作铝箔船，教师巡视指导。3.学生完成制作后，教师出示体积计算公式：体积=底面积×高，并引导学生计算每只铝箔船的体积。[设计意图]方形船转角处的处理比较难，播放演示视频，给学生直观的制作方法，提高学生的制作效率。在教学视频的基础上，教师还可以根据学生的实际水平，予以更为详细的示范和提醒。（二）测试铝箔船16
1.将制作完成的铝箔船放入水中，要求逐只测试。放入垫圈时动作要轻，垫圈摆放要均匀，最后一个使船沉没的金属垫圈不计算在内。2.测试三只铝箔船的载重量，将金属垫圈的数量记录在活动手册上。3.小组汇报数据，教师将每个组的数据汇总。4.总结：用相同重量和相同大小的材料制作的船，体积越大，载重量越大。[设计意图]为了更好地分析和研讨，教师可将全班的数据汇总在一张表格中，并根据载重量进行排序。直观呈现数据，可以帮助学生学会分析“大数据”，从数据中总结出规律，获得更多的发现。三、研讨1.提问：船的载重量跟什么因素有关？2.追问：我们可以怎样提高船的载重量？[设计意图]答案可以不局限于本实验，启发学生的发散性思维，让他们畅谈自己的发现、思考以及新的疑问，以期引发学生在课后进行更多的探索。四、拓展1.选取班中载重量最大的一只铝箔船，用弹珠模拟会滚动的货物，利用实物投影演示船的载重量测试。提问：你们发现了什么问题？引导学生发现弹珠滚动容易导致船侧翻。2.追问：我们如何改进小船，解决弹珠滚动导致船体侧翻的呢？3.小组讨论，交流对船的改进建议。4.教师对小组的合理建议予以肯定，结合教材中的模拟船舱分格结构进行分析，并通过实验验证推测。如果时间充裕，教师可为学生提供材料，让他们亲自动手改装船舱，体验船舱分格的好处；如果时间紧张，教师可在学生交流后直接演示，将分格结构放入铝箔船中，再次装载弹珠，对比两次实验的不同效果。[设计意图]从增大船的体积到船舱分格结构，学生的小船模型越来越趋向原型，让学生深切体会不断改进船只的必要性。【活动手册使用说明】活动名称：设计铝箔船并测试载重量。活动目的：比较三种船型的载重量。活动手册使用说明：表格中的“示意图”一栏，对应探索活动的第1步和第2步，让学生用画图的形式展示设计方案，并在三种船型示意图的下面添加完成制作后的体积计算过程。表格中“最大装载量”一栏，填写每一种船型最多能承载几个垫圈，这个实验可多做几次，取最大值。这一栏中的数据可以和上面的船型体积大小数据作更直观的比较，得到实验结论。【教学后记】5.给船装上动力【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第5课。教科书前面几课分别探讨了船的材料、船的结构等问题，本课重点引领学生关注船的动力问题。为了让船行驶得更快、更远、更持久，人们对船的动力开展了逐步探索，由此引出本课的主题，同时本课也为第6、第7两课设计和制作一艘小船奠定了基础。16
本课由四部分组成：第一部分——聚焦，回顾船的发展史。由于“人力无法满足大船航行的动力需要”，自然引出“给船装上新的动力”这个问题，整合学生关于船的动力的前认知，进一步引发学生思考船的动力问题。第二部分——探索，由三个活动组成。活动1“给我们的船装上风帆”，给学生提供一只简易模型船，让学生进行风帆的安装和调试。模型船结构简单，易操作，这有助于学生理解船的动力，推动学生思考改进船的动力。活动2“给小船装上其他动力”，给学生提供电动风轮和蒸汽动力装置，供学生在简易模型船上进行安装和调试。活动3“如何让小船保持一定的方向？给它装上船舵试试看”，教师提供简易船舵，让学生尝试安装、调试船舵，体验用船舵来控制船行驶的方向，并发现其中的诀窍。第三部分——研讨，包含三个问题，这些问题与探索部分的活动完全吻合，教师可以将对这些问题的研讨穿插在探索活动中，在所有探索活动结束后进行集中总结。第四部分——拓展，介绍潜水艇。文字部分涉及到很多专业问题，如水下航行、水的阻力、自身重力、浮力、控制沉浮以及柴油动力和核动力等。学生根据这些关键词，可以在课外展开对潜水艇知识的拓展学习。【学情分析】对五年级学生来说，船是他们所熟悉的交通工具，学生对船的动力方式有很多感性的认识，比如风力驱动、电力驱动、汽轮机驱动。五年级学生也具备了一定的安装和制作能力，但组装复杂的动力装置会比较困难。对于控制船行进方向的船舵，学生未必有了解，更不明白它的工作原理。在本课的探索活动中，给学生提供简单、具操作性的制作和组装材料，有助于学生认识各种动力船的驱动特点，理解通过船舵可以控制船的行进方向，从而帮助学生设计和制作一艘小船。【教学目标】[科学概念目标]1.科学技术在改变着船的动力系统，推动着船的发展。2.船可以通过舵来控制行进的方向。[科学探究目标]1.能根据不同要求，给小船提供动。2.通过实验能解释船行进方向与舵之间的关系。[科学态度目标]1.在认识船的动力发展史中，感受劳动人民的聪明才智。2.体验给船装上动力的成功和乐趣。[科学、技术、社会与环境目标]1.感受船的动力技术的革新对人类社会发展带来的深远变化和影响。2.了解人类的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会的发展。【教学重难点】[重点]基于学生的认知和操作水平，解决给船装上动力的问题。[难点]实验验证舵对控制船行进方向的作用。【教学准备】[学生]模型船、水槽、清水、双面胶、泡沫胶、剪刀、小木棍、卡纸（做帆用）、小风扇、小电动机（带风轮）、电池盒（带电池）、螺旋桨、金属管、塑料管、注射器、打火机、蜡烛、船舵、记录单等。[教师]学生材料一份、教学课件。【教学过程】一、聚焦出示关于船的发展史的图片，请学生看着图片说一说，船作为一种运输工具，从古至今它的动力是怎样发展的？我们有哪些方法可以给船提供动力？[设计意图]通过回顾船的发展史，唤醒学生对船动力的前认知，快速聚焦话题，引发学生对“如何给船装上动力”进行思考。二、探索（一）探索活动1给小船装上风帆16
1.明确活动要求。（1）讨论：如何安装一个风帆，让我们的模型船行驶起来？（2）交流：参考教科书中的插图，让学生充分交流需要的材料和安装的方法，并将讨论的结果记录下来。（3）组装：讨论结束后，组织学生到材料区有序领取材料并动手安装，同时强调注意事项。2.各小组进行试航。3.小结：靠风帆提供的动力有什么特点？[设计意图]基于五年级学生的设计和制作能力，利用教科书插图中的帆船模型，引导进行具有操作性的设计，并提供结构化的材料。总结风力船存在的问题，为后面设计持续动力的船做铺垫。（二）探索活动2给小船装上其他动力1.明确活动要求。（1）讨论：如何能够提供持续的动力？（2）交流：如果给小船安装电动风轮或蒸汽装置，需要哪些材料？如何安装？记录在记录单中。组装：每组学生选择一种动力，领取材料并进行组装。安装过程中要注意安全，材料的选择需考虑成本因素。为了突出本课的学习主题，可以弱化对动力装置原理的解释和讨论，直接为学生提供简易模型船和半成品的动力装置。2.安装完毕后下水调试。3.小组讨论总结：安装调试中获得的经验及发现的问题。[设计意图]选择电动风轮和蒸汽装置这两种典型的动力装置，让学生熟悉安装步骤和装置的大致结构，便于学生后续设计和制作小船。所以，本环节重点放在电动风轮和蒸汽装置的安装和调试上，解决安装中的技术问题。（三）探索活动3如何让船的行驶保持一定的方向1.明确活动要求。（1）讨论：小船在行驶中会出现偏离方向的问题。那么，该如何改变小船的行驶方向？（2）观看视频：关于船舵的介绍和安装方法。（3）实验：学生分组实验并完成活动记录，强调重复实验。2.小组讨论总结：船舵的方向控制船的行驶方向。3.学生汇报，教师在黑板上画出船舵方向与船行进方向的关系图。[设计意图]学生在此环节经历了发现问题、解决问题的过程。教师提供简易的船舵，让学生尝试安装、调试船舵，体验用船舵来控制船行驶的方向，让学生在多次实验中寻找船舵方向与小船行驶方向之间的普遍规律。三、研讨1.第一个问题“我们有哪些方法可以给船提供动力？”。让学生对照课本，结合自身经验说一说。教师追问：“在尝试过程中，你有哪些成功的经验或失败的经历？”让学生结合船的动力发展史进行交流和反思。2.第二个问题“怎样解决动力的持续供应？”。动力的持续输出必须依赖其他形式动力的持续输入，引导学生初步理解能量转换这一核心概念。3.第三个问题“如何让船的行驶保持一定的方向？”。让学生回顾用船舵控制小船方向的实验，总结船舵的使用诀窍。[设计意图]通过对三个问题的深入交流，学生能够认识到社会的需求会对船的动力装置的发展产生影响。在此基础上，教师引导学生思考动力装置的发展和应用对整个社会的发展所起的作用，从而达成本单元的[科学概念目标]。四、拓展教师出示相关材料，介绍潜水艇。让学生思考“潜水艇是如何控制沉浮的？潜水艇是靠什么动力驱动的”。16
[设计意图]潜水艇的介绍中信息量很大，涉及到水下航行、水的阻力、自身重力、浮力、控制沉浮以及柴油动力和核动力等专业问题。这部分内容是对本课知识的一个深化，激发学生课后多方位进行相关知识的获取。【活动手册使用说明】学生活动手册中没有安排本课内容，建议教师可参考以下记录表进行个性化设计。活动1名称：给船装上其他动力。活动目的：让学生学会电动风轮和蒸汽装置的安装和调试。活动手册说明：参考课本插图，选择合适的材料进行安装，在需要的材料后的方框内打“√”。教师交代清楚后，学生才可以领取材料并安装。安装完毕后，在水槽内试航。活动2名称：如何让船的行驶保持一定的方向活动目的：让学生直观地发现调整船舵的方向可以控制船的行驶方向。活动手册说明：学生完成船舵的安装，根据教师的要求调整船舵的方向。放入水槽中，观察船的行驶方向。每个方向重复实验三次，将实验结果记录在表格中。【教学后记】6.设计我们的小船【教材简析】本课是《船的研究》单元的第6课，由三部分构成。第一部分——明确任务，要求制作的船载重量达到200克，有自己的动力，能把货物运送到目的地，同时让学生在设计之初关注小船的造价，树立成本意识。第二部分——制订方案，在明确的任务驱动下开始方案设计，综合考虑船的大小、船的形状、船体材料、载重量、稳固性、动力系统等因素，画出船的结构示意图，并标注各部分名称；讨论设计图的合理性和可靠性；列出所需的材料并计算费用。第三部分——交流，各小组展示自己的设计，说明设计理由，听取其他小组的合理建议；最后，集思广益，改进自己的造船方案。以上活动为第7课《制作与测试我们的小船》做好充分准备。【学情分析】学生在前面五课的学习中，已经对船的历史、造船的材料、船的结构特点、船的载重量、船的动力系统等有了较充分的了解，同时在动手探究中积累了一些“造船”经验，为开展“设计我们的小船”活动打好了基础。在四年级《运动和力》单元中，学生曾进行过小车的设计，但设计时只需考虑小车的性能，完成指定任务即可。而在本课设计船的过程中则需兼顾成本因素，这对学生是一个新的挑战。在《设计制作小车》一课中，小车的改进仅是根据测试结果在组内进行讨论，而本课教学中在设计环节要求吸纳别组合理建议，完善本组设计，这个学习过程学生还未经历。【教学目标】[科学概念目标]1.轮船的制作需要考虑船的大小、船的形状、船体材料、载重量、稳固性、动力系统等因素。2.工程设计一般会经历“问题—设计—制作—测试—完善”等过程。[科学探究目标]1.针对具体任务，按照设计的基本步骤来设计一艘小船。2.能将自己简单的创意转化为设计图、模型或实物。3.对自己或他人设计的想法、草图提出改进建议，并说明理由。16
[科学态度目标]1.在设计小船的过程中，培养综合运用所学知识解决问题的习惯。2.在设计小船的活动中，建立质量和成本等意识。3.敢于对小船的设计方案质疑并虚心听取别人的合理建议。科学、技术、社会和环境目标体会工程的关键是设计，工程师的工作是运用科学和技术进行设计、制造产品，解决实际问题。【教学重难点】[重点]体会设计对工程的重要意义，并能考虑多方面因素完成船的设计。[难点]能采纳其他组有效建议，改进本组的设计方案；对其他组的设计方案提出建设性意见。【教学准备】[学生]泡沫板、木板、铝箔、泡沫胶、小电动机、小风扇、电池、导线、开关、喷气装置、纸张、木条、钩码、记录单、学生活动手册。[教师]学生实验材料一套、教学课件。【教学过程】一、提出任务1.提问：同学们已经对船进行了五节课的深入研究，请说一说你们有哪些收获。（课件展示典型图片，船的重心要稳、浮的材料做船、沉的材料做船、增加船的载重量、给船装上动力）[设计意图]教师可在学生回顾前五课内容时出示对应活动图片，帮助学生梳理归纳已学过的知识，为开展设计活动做好铺垫。2.提问：想不想利用自己所学到的知识造一艘船？作为小小造船工程师，在动工之前，我们要先来设计我们的小船。（引出课题：设计我们的小船）3.出示要求：小船能承载200克重物，有自己的动力系统，能把货物运输到目的地；应尽可能节省费用。当造船费用一样时，我们要比哪组的性能更好；当船的性能一样时，我们要比哪组的造船价格更低。4.出示材料以及价格表格（课件展示：材料的名称、图片和价格）材料名称参考价格（造船币）材料名称参考价格（造船币）泡沫板30电池5桐木板60导线5铝箔15开关10泡沫胶10喷气装置50小电动机80纸张5小风扇80木条5[设计意图]学生获得清晰明确的任务后，设计活动可以有序开展。教师需根据本班学生的实际情况，标示到达目的地的具体距离，既能让学生体会成功的喜悦，亦具有一定的挑战性。标示的距离以大多数小组能成功为宜。在设计之前，明确材料的价格，也是帮助学生树立成本意识。二、制订方案1.教师引导学生思考：我们在设计船的时候会考虑哪些方面？请说说理由。2.教师根据学生回答进行板书：船的大小、船的形状、船体材料、载重量、稳固性、动力系统、制作费用等。3.教师出示记录单，提问：除了刚刚提到的内容，绘制设计图时还需注意什么？4.小结：设计图中需包含船的结构示意图，还需标注结构的名称、所用材料和所需的费用。5.小组合作，完成船的设计图。6.教师巡视，关注小组是否合理分工，是否全员参与讨论设计，并提醒小组不要遗漏标注结构的名称、计算费用等环节。[设计意图]通过制订方案，帮助学生将脑海里简单的创意转化为工程设计的图纸，明确绘制工程图纸的具体要求。小船设计图上标有1平方厘米的网格线，这与真实的工程网格图很接近，学生在制图时教师应提醒他们关注小船尺寸。16
三、交流与改进1.提问：同学们都自主完成了设计，有很多创意，想不想让自己的设计更合理？2.教师出示课件，介绍组间交流的新方式——“画廊走”。在展示过程中，每组选1名推广员，向参观者介绍你们组的设计方案及设计理由，及时记录对方好的建议。学生按顺时针顺序观摩其他组的设计，学习设计的优点并给其他组提出合理的建议。3.学生根据观摩的收获以及其他组同学提出的建议，小组讨论，改进本组设计，在记录单上修改设计图。4.教师邀请一到两组同学介绍自己的设计，介绍内容包括：我们原来是怎样设计的？通过“画廊走”活动，我们有怎样的收获？我们对设计做了哪些改进？5.提问：小工程师们，你们太厉害了！都有自己的设计与思考。下节课，我们就要动手制作了，期待吗？[设计意图]怎样用最少的费用造出一艘理想的船，整个交流过程其实就是一个方案论证的过程，这也是真实的工程设计中不可或缺的环节。完成交流后，各团队集思广益，修改自己的设计方案，使其更加完善。【活动手册使用说明】活动名称：画出小船设计图，并标上材料、结构等名称。活动目的：帮助学生将脑海里简单的创意转化为工程设计的图纸，明确绘制工程图纸的具体要求。活动手册使用说明：本课活动手册有1项内容，画出小船设计图，并标上材料、结构等名称，用于制订方案过程中的记录。教师要在画图前提醒学生综合考虑船体和动力装置的大小比例；要用铅笔制图，便于后期修改。教师还可让学生仿照教材上的设计图，在图示下面添加所用材料、经费预算和其他组建议等信息。【教学后记】7.制作与测试我们的小船【教材简析】本课是五年级下册《船的研究》单元的第7课。在上一课的学习过程中，学生已经按照任务要求设计了小船，在小组和班级内分别论证了设计的合理性，并进行了修改与完善。本课由四部分组成：第一部分——制作，引导学生严格按照图纸进行选材和制作；第二部分——测试，完成制作后再测试，对照测试标准进行下水试航；第三部分——评估与改进，根据发现的问题，不断调整、改进和优化小船；回顾整个项目过程，进行客观、科学的评价；第四部分——拓展，出示一张“纸船载人”的图片，鼓励学生课后可以挑战制作一艘大型载人纸船。【学情分析】在上一节课“设计我们的小船”中，学生已经经历了明确问题和制订方案这两个环节。本节课他们不仅需要应用本单元前几课所学的知识和技能，完成制作、测试、交流、改进等步骤。在制作环节，学生要像工程师一样严格地按照图纸来选材和制作，感受设计的重要性。在测试小船的环节，还应学会发现问题，再进行调整与改进。五年级学生经历这样的过程十分有意义，这将加深学生对产品工程设计的理解，培养学生工程思维和动手实践能力。【教学目标】[科学概念目标]工程设计一般会经历“问题—设计—制作—测试—完善”等过程。16
[科学探究目标]1.能按照设计方案制作小船。２.能根据测试过程中发现的问题，不断调整和优化小船。３.能从多个角度评价小船的制作过程。[科学态度目标]1.在制作小船过程中，建立质量和成本等意识。2.在制作小船的活动中，愿意跟同伴合作探究，体验“做”的成功和乐趣，培养综合运用所学的知识与技能解决问题的习惯。[科学、技术、社会与环境目标]感受技术与工程在人类文明史上与科学有同等价值和地位，为人类的发展做出巨大贡献。【教学重难点】[重点]制作船的过程中，能够按照图纸来选材和制作，并在测试过程中发现问题，再进行调整与改进。[难点]制作船的过程中，学生能够考虑多方面因素，融合多方面的知识和技能，理解产品的工程设计流程。【教学准备】[学生]泡沫板、木板、铝箔、泡沫胶、小电动机、小风扇、电池、导线、开关、喷气装置、纸张、木条、钩码、学生活动手册等。[教师]学生实验材料一套、航模水槽（大水槽）、砝码若干、教学课件。【教学过程】 一、制作1.聚焦并提问：小工程师们，现在我们有了船的设计图纸，接下来就可以根据设计图开始制作小船了。在制作前，请小组讨论，制作有哪些步骤？怎么安排比较合理？2.小组讨论，教师提炼：先分工，再制作；先分装，再组装；按照设计图纸制作等。提示：第一，制作时应按照设计图纸进行。建议每组安排一名材料员和监管员，在选材环节进行监管，确保小组严格按照设计方案进行取材。第二，如果在制作过程中发现新的问题，需要改进设计，可以及时在设计图和经费预算上做出调整。3.出示“船的设计、制作和测试评价量表”，各小组仔细阅读，明确评价内容。4.小组合作，制作小船，教师巡视指导。[设计意图]让学生思考“怎么安排制作比较合理”，是为了明确制作的流程及规则，保证接下来的制作活动能够更有序地开展。制作前小组应当进行讨论，明确分工职责后再展开制作。制作前材料、工具的选择应该按照设计图进行，因为这涉及造船的费用。若有材料报废，也应算在费用中。二、测试 1.教师再次明确测试要求：载重量达到200克，有自己的动力系统，能把货物运输到目的地（5米外的渔人码头）。 2.分发船的测试记录单，让学生将测试中发现的问题都及时记录下来。“__________”号的测试记录单___班___组载重量（克）行驶距离（米）是否抵达码头存在的问题我们的改进测试一测试二测试三 ３.各小组有序进行实地测试与改进。三、评估与改进1.小组讨论：针对刚才测试发现的问题，我们的船还可以怎么改进？16
2.小组根据测试环节发现的问题改进设计图，也可以对制作工艺进行改进。3.提问：同学们，请回顾我们的造船活动，我们经历了怎样一个过程？“明确任务→制订方案→制作→测试→评估与改进”的过程，其实就是产品设计与制作的完整过程。4.出示小组评价记录单，请组内成员互相讨论，实事求是地对小组在整个活动中的表现进行打分。5.小结：接下来，将举办小船的展览会。课后，我们会安排时间，展示我们制作的小船，请每组同学为我们的小船撰写一份300字左右的说明书。[设计意图]通过测试，学生会发现各种各样的问题，让学生思考我们的船可以怎样改进。有些改进可以当场进行，有些改进可能需要先对设计图纸进行修改，可以留出时间让学生先明确问题，再提出修改意见，也可以延伸到课外进行改进。学生为小船写说明书，是对造船活动进行总结反思及评价的过程。四、拓展1.出示“纸船载人”的图片，提问：这艘纸船为何能承载一个人？ 2.预告学校科技节上的活动：以班级为单位，充分利用身边的废旧材料，每班制作一艘个性化并具备一定功能的船。[设计意图]这部分内容实际上是整个单元内容的实践应用和拓展延伸。在实际操作中，我们可以仿照图片制作小船，也可以组织开展其他形式的造船活动。【活动手册使用说明】活动名称：在设计、制作和测试中，对自己的工作进行评价。活动目的：帮助学生回顾整个活动，对小组在各个环节中的表现进行客观、科学的评价，发现优势与不足。活动手册使用说明：“船的设计、制作和测试评价量表”用于测试与改进活动，学生可参照标准改进自己的小船。评价量表要尽量前置，让学生的活动有标可依、有标可检。【教学后记】16
