科学三年级上册（2024）24 做指南针（二）教案设计

这是一份科学三年级上册（2024）24 做指南针（二）教案设计，共9页。教案主要包含了基本信息，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
年级：三年级上册
单元：第五单元《磁铁的奥秘》
课题：《24. 做指南针（二）》
课时：2 课时
教材依据：2024 湘教版科学教材，围绕 “评估改进指南针、编写说明书” 展开，通过 “作品评估、问题改进、成果固化” 的工程实践流程，渗透 “反复优化” 科学思想，结合反思评价，培养学生的工程优化与成果总结能力
二、教学目标
（一）科学观念
知道评估指南针的核心标准：指示方向的准确性（与标准指南针偏差大小）、转动的灵活性（是否能快速稳定指向）、抗干扰能力（是否受风力、磁场等影响），理解 “工程产品需通过多次改进完善，才能满足使用需求” 的原理（如针对 “风干扰” 问题，将悬挂指南针放入透明瓶中）。
了解简易产品说明书的核心要素：产品名称、制作材料、使用方法、注意事项（如 “自制水浮式指南针说明书需注明‘避免剧烈晃动水面’”），明确说明书的作用 —— 帮助他人正确使用自制指南针，规范产品应用流程。
（二）探究实践
第一课时：学会从 “准确性、灵活性、抗干扰性” 三个维度评估上节课制作的简易指南针（如用 “与标准指南针对比偏差角度” 评估准确性），能客观分析作品存在的问题（如 “悬挂法受风力影响大”“水浮法转动不灵活”）；针对问题提出具体改进方案（如 “增加防风装置”“更换更轻的支撑材料”），提升作品评估与问题解决能力。
第二课时：能根据改进方案优化指南针（如将悬挂指南针装入透明瓶、调整水浮法泡沫板大小），验证改进后指南针的使用效果（对比改进前后的偏差角度与稳定性）；能结合制作与使用过程，编写包含 “材料、步骤、用法、注意事项” 的简易说明书，提升成果优化与总结表达能力。
（三）态度责任
养成 “客观评估、反复优化” 的工程实践习惯，如评价他人作品时不夸大优点、不回避缺点（客观指出 “转动不灵活” 等问题），改进过程中多次测试验证（如调整泡沫板大小后，多次测试转动灵活性）；合作改进时明确分工（如一人操作、一人记录、一人测试），提升团队协作效率。
激发对工程设计的持续探索兴趣，感受 “从‘能用’到‘好用’” 的优化价值（如改进后的指南针抗干扰能力增强，更实用）；在反思评价中正视改进不足（如防风装置仍影响观察），主动迭代方案，培养 “精益求精、追求卓越” 的工程意识，理解 “反复试验是完善产品的关键”。
三、教学重难点
重点：从 “准确性、灵活性、抗干扰性” 评估简易指南针；针对问题提出并实施改进方案（如防风、优化支撑结构）；编写包含核心要素的简易说明书；验证改进后指南针的使用效果。
难点：客观量化评估指标（如用 “偏差角度≤5° 为准确”“10 秒内稳定指向为灵活”），避免主观判断；改进方案需兼顾 “有效性” 与 “简易性”（如不用复杂材料，用透明瓶实现防风）；说明书编写需简洁明了，符合小学生认知水平（避免专业术语过多）。
四、教学准备
（一）教师准备
实验材料（每组 1 套）：
第一课时（作品评估与改进）：
评估材料：学生上节课制作的简易指南针（悬挂法、水浮法等）、标准指南针（每组 1 个，精度高）、量角器（测量指南针指向偏差角度，每组 1 个）、计时器（记录稳定指向时间，每组 1 个）、评估表（分 “评估维度”“评估标准”“实际得分”“存在问题” 四栏，每组 1 张）。
改进材料：透明塑料瓶（带盖，用于悬挂法防风，每组 1 个）、更小的泡沫板（直径 1cm，优化水浮法灵活性，每组 2 块）、细铜丝（代替棉线，提升悬挂稳定性，每组 1 卷）、透明胶带（固定改进部件，每组 1 卷）、改进方案表（分 “存在问题”“改进方法”“所需材料”“预期效果” 四栏，每组 1 张）。
第二课时（优化验证与说明书编写）：
优化材料：改进后的指南针（每组 1 个）、测试记录表（分 “改进前”“改进后”“对比结果” 三栏，记录偏差角度、稳定时间、抗干扰性，每组 1 张）、风筒（模拟风力，测试抗干扰性，教师 1 个）。
说明书材料：说明书模板（包含 “产品名称”“制作材料”“使用步骤”“注意事项”“温馨提示” 五部分，每组 1 张）、彩色笔（装饰说明书，每组 1 套）、A4 纸（打印说明书，每组 2 张）、剪刀（裁剪说明书，每组 1 把）。
教学辅助材料：
多媒体课件：
第一课时：指南针评估标准动画（展示 “偏差角度≤5° 为优”“稳定时间≤10 秒为优”“不受微风影响为优”）、改进方案示例视频（如 “将悬挂指南针装入透明瓶，演示防风效果”“更换小泡沫板，演示水浮法灵活性提升”）。
第二课时：说明书编写示范（展示 “水浮式指南针说明书” 的具体内容，如 “使用步骤：1. 向浅盘加水→2. 放入泡沫板磁针→3. 待稳定后读取方向”）、改进前后效果对比视频（如 “改进前悬挂指南针受风偏移 15°，改进后偏移≤3°”）。
示范材料：教师提前改进的指南针（如带透明瓶的悬挂指南针、小泡沫板的水浮指南针）、优秀说明书范例（简洁明了，图文结合，每组 1 份）。
安全与工具材料：
安全提示卡（如 “使用剪刀时小心手部”“风筒使用时避免对着人”“改进时避免损坏原作品”）、说明书编写指南（提示 “语言简洁，步骤清晰，图文结合”，每组 1 张）。
（二）学生准备
预习：阅读教材 “工程实践” 部分，思考 “如何让自己的指南针更准确、更稳定”“说明书需要告诉他人哪些关键信息”，带好上节课制作的指南针。
文具：铅笔（填写评估表、改进表、测试表、说明书）、笔记本（记录改进思路与说明书要点）、直尺（绘制说明书图表，每组 1 把）。
五、教学过程
第一课时：评估指南针，提出改进方案
（一）情境导入：指南针的 “升级挑战”（5 分钟）
作品展示与提问：
各小组展示上节课制作的指南针，教师用风筒轻微吹风，提问 “大家看，有些指南针的指向发生了偏移，有些需要很久才能稳定 —— 我们的指南针虽然‘能用’，但还不够‘好用’。今天我们就来给指南针做‘升级’，通过评估找出问题，提出改进方案，让它更准确、更稳定！”
任务引入：“今天我们要完成两个任务：① 从三个维度评估自己的指南针，找出存在的问题；② 针对问题设计具体的改进方案，准备下节课实施优化！”
（二）探究一：多维度评估简易指南针（15 分钟）
明确评估标准：
教师讲解评估表内容，明确三个核心维度：
① 准确性：与标准指南针对比，偏差角度≤5° 为 “优”，5°-10° 为 “良”，＞10° 为 “差”；
② 灵活性：从转动到稳定指向的时间≤10 秒为 “优”，10-20 秒为 “良”，＞20 秒为 “差”；
③ 抗干扰性：轻微吹风（风筒低档，距离 30cm）时，指向偏差≤3° 为 “优”，3°-8° 为 “良”，＞8° 为 “差”。
分组评估：
学生按 “一人操作指南针、一人用标准指南针校准、一人测量记录、一人填写评估表” 的分工开展评估，教师巡视指导：
对偏差角度测量错误的小组，提示 “将标准指南针与自制指南针的‘N’极对齐，再用量角器测量偏移角度”；
对稳定时间记录不准的小组，强调 “从停止转动开始计时，到指向不再变化为止”。
问题汇总：
各小组完成评估后，汇总主要问题，如 “悬挂法：受风干扰大，偏差 12°；水浮法：泡沫板太大，稳定时间 18 秒；两种方法均存在‘磁性不足，吸引大头针少’的问题”，教师板书常见问题，为改进方案铺垫。
（三）探究二：针对问题设计改进方案（10 分钟）
改进思路引导：
教师结合常见问题，引导思考：“① 受风干扰大 —— 如何阻挡风力？（用透明瓶罩住）；② 稳定时间长 —— 如何提升灵活性？（减小泡沫板重量、更换更细的悬挂线）；③ 磁性不足 —— 如何增强磁性？（重新磁化，增加摩擦次数）。”
方案设计：
学生分组填写改进方案表，结合提供的改进材料（透明瓶、小泡沫板、细铜丝），细化改进方法，如：
悬挂法改进方案：“存在问题：受风干扰大，偏差 12°；改进方法：将悬挂的指南针装入带盖透明瓶，瓶底打孔穿线，盖紧瓶盖；所需材料：透明塑料瓶、细铜丝、剪刀；预期效果：偏差≤5°，抗干扰性提升。”
水浮法改进方案：“存在问题：泡沫板大，稳定时间 18 秒；改进方法：更换直径 1cm 的小泡沫板，重新固定小磁针；所需材料：小泡沫板、透明胶带；预期效果：稳定时间≤10 秒，灵活性提升。”
方案交流：
各小组分享改进方案，其他小组提出补充建议（如 “透明瓶上标注‘N’‘S’方向，方便读取”“小泡沫板边缘剪圆，减少水流阻力”），教师点评方案的可行性，确保下节课能顺利实施。
（四）课堂小结与作业（5 分钟）
小结：“今天我们通过多维度评估找到了指南针的问题，还设计了具体的改进方案 —— 下节课我们将按照方案优化指南针，让它变得更‘好用’！”
作业：“回家后思考自己的改进方案是否还有遗漏，比如‘透明瓶如何固定细线’‘小泡沫板如何粘更牢固’，明天带来补充建议！”
第二课时：优化指南针，编写说明书
（一）复习导入：指南针 “优化与固化”（5 分钟）
回顾与提问：
出示各小组的改进方案表，提问 “上节课我们针对‘受风干扰、稳定慢’等问题设计了方案，今天我们要亲手实施优化，还要把制作和使用方法写成说明书，让更多人会用我们的指南针 —— 这就是‘优化与固化’的过程！”
任务引入：“今天我们要完成三个任务：① 按方案优化指南针；② 测试改进效果；③ 编写简易说明书，固化成果！”
（二）探究一：实施改进，验证优化效果（15 分钟）
分组优化：
学生按改进方案分工操作，教师巡视指导，解决实施中的问题：
悬挂法小组：“将细铜丝穿过透明瓶底小孔，打结固定，再将小磁针系在铜丝上，盖紧瓶盖，确保小磁针能在瓶内灵活转动，无卡顿。”
水浮法小组：“用透明胶带将小磁针固定在小泡沫板中心，确保针身水平，放入浅盘水中，观察是否平稳漂浮，无倾斜。”
磁性不足小组：“用条形磁铁重新磁化小磁针，沿同一方向摩擦 30 次，用大头针验证磁性（能吸引 5 枚以上）。”
效果测试：
学生用改进前的评估标准，对比测试改进前后的效果，填写测试记录表，如：
悬挂法：“改进前：偏差 12°，稳定时间 15 秒，受风偏移 15°；改进后：偏差 3°，稳定时间 8 秒，受风偏移 2°；对比结果：准确性、灵活性、抗干扰性均提升。”
水浮法：“改进前：偏差 8°，稳定时间 18 秒，受风偏移 10°；改进后：偏差 4°，稳定时间 9 秒，受风偏移 3°；对比结果：各项指标均达标。”
成果展示：
各小组展示改进后的指南针，用风筒测试抗干扰性，教师评选 “最佳改进奖”（如 “最稳定指南针”“最灵活指南针”），激发学生成就感。
（三）探究二：编写简易指南针说明书（10 分钟）
说明书要素讲解：
教师出示说明书模板，讲解核心要素：
① 产品名称：明确指南针类型（如 “透明瓶悬挂式指南针”“小泡沫水浮式指南针”）；
② 制作材料：列出所有材料（如 “缝衣针、条形磁铁、透明瓶、细铜丝”）；
③ 使用步骤：分点描述，清晰易懂（如 “1. 打开透明瓶盖子→2. 将指南针水平放置→3. 待小磁针稳定后，根据瓶外‘N’‘S’标注读取方向→4. 使用后盖紧盖子，避免灰尘进入”）；
④ 注意事项：提醒安全与维护（如 “避免将指南针靠近手机、钥匙等铁制品”“水浮式指南针需定期补充水分，避免干涸”）；
⑤ 温馨提示：补充使用技巧（如 “若小磁针指向不准，可重新磁化”）。
分组编写：
学生结合自己的指南针类型，分工编写说明书（一人写 “材料”，一人写 “步骤”，一人写 “注意事项”，一人画图装饰），教师巡视指导：
对语言复杂的小组，提示 “用‘先… 再… 然后…’的句式，避免长句子”；
对缺少图示的小组，引导 “在步骤旁画简单示意图，如‘浅盘加水’画一个盘子加波浪线”。
说明书分享：
各小组展示说明书，互相交换使用（用他人的说明书操作指南针），验证说明书的实用性，提出修改建议（如 “步骤 2 应补充‘水平放置’的具体方法”），进一步完善说明书。
（四）反思评价：总结与提升（5 分钟）
反思提问：出示教材 “反思评价”——“说一说，改进后的指南针的使用效果如何？”（学生回答：“改进后的指南针偏差小、稳定快、抗干扰强，比之前更好用；说明书能让同学快速学会使用，很实用”）。
小组评价：
发放评价量规，围绕 “科学思维”“探究实践”“态度责任” 评价：
① 科学思维：是否能针对问题提出有效改进方案（做到得 1 分，方案合理且可行得 2 分）；
② 探究实践：是否完成指南针改进并验证效果（做到得 1 分，改进后效果达标得 2 分）；
③ 态度责任：是否客观评价自己与他人作品、乐于合作（做到 1 项得 1 分，2 项得 2 分）。
总结颁奖：“今天我们成功优化了指南针，还编写了实用的说明书，完成了从‘制作’到‘完善’再到‘固化’的完整过程！给改进效果最佳、说明书最清晰的小组颁发‘工程小达人’贴！”
（五）课堂小结与作业（5 分钟）
小结：“这两节课我们通过评估找问题、改进提效果、说明书固成果，深入体验了工程设计的完整流程 —— 希望大家以后遇到问题时，都能像今天这样‘评估 - 改进 - 优化’，不断追求更好的结果！”
作业：“① 将改进后的指南针和说明书送给家人，教他们使用，并收集家人的改进建议；② 查阅资料，了解现代指南针（如手机指南针）的工作原理，下次课分享！”
六、板书设计
做指南针（二）
一、指南针评估维度与标准
评估维度
优（≤5°/≤10 秒 /≤3°）
良（5-10°/10-20 秒 / 3-8°）
差（＞10°/＞20 秒 /＞8°）
常见问题
准确性
偏差小
偏差中等
偏差大
磁性