小学科学教科版（2024）三年级下册（2024）6.设计指南针教学设计

这是一份小学科学教科版（2024）三年级下册（2024）6.设计指南针教学设计，共3页。教案主要包含了教材简析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，疑难解答，板书设计等内容，欢迎下载使用。
本课是三年级下册《辨别方向》单元的第6课，指向课标学习内容要求3.2.5“知道磁铁同时存在两个不同的磁极，相同的磁极互相排斥，不同的磁极互相吸引”，以及13.1.1“描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件”。同时，它也与13.2.2和13.2.3相呼应，即“借助表格、草图、立体模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路”和“根据需求和限制条件，比较多种可能的解决方案，并初步判断其合理性”。本课的核心活动是设计一个指南针。学生将通过设计指南针的活动，亲身体验从确定评价标准到设计方案，再到评估和改进方案的完整设计流程，为下节课的指南针制作打基础。
本课由四部分组成。第一部分明确任务环节，通过展示郑和下西洋时期的船只模型，引出指南针对航海的重要性，进而明确本项目的任务：利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。第二部分制订方案环节，学生讨论并确定自制指南针的评价标准，最终归纳出从准确性、便捷性、美观性等多个角度来评价指南针的设计。再以小组为单位，以图文结合的方式制订指南针设计方案。第三部分评估与改进环节，学生将依据评价标准来评估自己和他人设计图的可行性，并进行改进。第四部分拓展环节，要求学生根据设计准备相关的材料，为后续制作做好准备。
【学情分析】
通过前几节课的学习，学生已经知道磁铁具有指示南北方向的性质，并成功制作了一根小磁针。学生在生活中一般也见过指南针。然而，本课要求学生利用身边的材料，设计并制作出一个既小巧又指向准确的指南针。学生需要进行合理的设计，并根据项目评价标准，评价设计图的可行性。三年级学生难以用设计图清晰表达想法，在设计活动中，教师应组织学生进行充分研讨，并提供明确的指导，从而逐步培养他们的工程思维。
【教学目标】
1.经历设计指南针的活动，认识到工程设计需经历明确任务、确定评价标准、绘制设计图及对方案的评估与改进等流程。
2.在设计指南针的活动中，用图文结合的方式表达想法。对比评价标准，并分析归纳不同方案的优缺点，从而对设计方案进行改进。
3.在设计过程中，愿意跟同伴合作探究，乐于反思和改进，体验设计产品的成就感。
【教学重难点】
[重点]在限制条件下，设计一个小巧且指向准确的指南针。
[难点]依据评价标准，对指南针设计图进行评估并改进。
【教学准备】
[教师]教学课件，指南针设计图空白评价表，不同类型的指南针图片。
[学生]设计单，指南针设计图空白评价表，画架，点赞贴纸。
【教学过程】
一、明确任务（预设5分钟）
材料准备：教学课件
1.展示明代宝船图片，视频介绍“郑和下西洋”的伟大壮举。
2.提问：同学们，古代航海家在茫茫大海上是怎么辨别方向的？
3.谈话：指南针能准确指向南北，它是我国古代四大发明之一。
4.明确任务：利用身边的材料，尝试设计一个小巧且指向准确的指南针。
[设计意图]通过古代航海家使用指南针辨别方向的真实情境，激发学习兴趣，聚焦本课任务。通过简洁明确的语句明确任务，为后续的设计和讨论提供目标和抓手。同时，将古代科技与现代学习相联系，渗透民族自豪感。
二、制订方案（预设22分钟）
（一）讨论并确定自制指南针的评价标准
材料准备：指南针设计图空白评价表
1.提问：我们可以从哪些方面评价自制指南针？
2.小组讨论评价标准，记录关键词。
3.全班交流，梳理归纳出四个主要评价维度：
功能（能否灵活转动、指向是否准确）
材料（是否容易获取、成本高低）
使用（使用是否方便）
外观（是否美观）
4.制定量化指标：师生共同讨论，明确1—3分的评分细则，完成评价表。
[设计意图]评价标准由学生自己讨论，这能让学生充分参与到项目中。在学生自主讨论确定评价指标后，教师需要引导学生完善评价的量化标准，明晰设计和制作过程中的目标，也方便后续的评估与改进。
（二）小组制订指南针设计方案
材料准备：设计单，不同类型的指南针图片
1.提问：怎么样使磁针灵活转动？需要什么材料？
2.小组讨论，教师巡视指导。
[说明：三年级学生缺乏工程设计经验，直接设计可能会存在困难。因此在设计之前建议充分交流讨论，提供更多的设计支架。如：提问学生在第3课“利用磁铁辨别方向”学习中是怎样让磁铁水平自由转动的？把磁铁换成更小巧的小磁针后可以怎么做]
3.班级研讨，教师总结三种主要方法，与学生探讨不同方法的优缺点。
①水浮式：利用浮的材料，使磁针能浮在水面上自由转动。优点是材料选取和制作简单；缺点是不稳定，易受水波影响。
②支撑式：利用支撑物撑起磁针，使得磁针可以自由转动。优点是指向准确和稳定，使用轻便；缺点是难以在日常生活中获得合适的材料，制作困难。
③悬挂式：利用绳子悬挂磁针，使其自由转动。优点是磁针转动自由；缺点是难以找到重心，绳子易缠绕，受风力影响。
[说明：为提高后续设计和制作的可行性，需要对不同方法的细节进行研讨，明确具体操作方法。如：“水浮式”中用什么材料能让磁针浮在水面上？“支撑式”中用什么材料支撑磁针？如何固定磁针？“悬挂式”中线应该系在磁针的什么位置？怎样减少风的影响]
4.提问：如何才能让指南针指示的方向更加精准？
[说明：引导学生思考方位盘的设计，如：如何绘制刻度、方位盘如何固定等。方位盘可以直接安装在装置底部，也可以与磁针相结合]
5.出示设计图纸，讲解设计要求：
① 列出所有制作需要的材料；
② 图文结合，简要说明设计理由；
③ 小组合作，完成自评。
6.询问学生对设计要求是否明确，并解答学生的疑惑。
7.发放设计记录表，小组设计，教师巡视指导。
[说明：教师要适时提醒学生，设计不要过于复杂，需考虑材料及组装的可行性。对于设计困难导致停滞不前的小组，教师给予合适的指导，帮助学生解决问题]
[设计意图]考虑到三年级学生思考缺乏系统性，在工程设计方面的基础比较薄弱，为了提高设计与制作环节的衔接性，通过结构化讨论和支架式引导，帮助学生形成可行的设计方案，培养工程设计思维。此外，不同学生的设计能力差距较大，教师应分层进行指导，对于思维开放、合作能力强的小组，鼓励其创新；对于思维局限、能力薄弱的小组，给予图片或实物以供参考。
三、评估与改进（预设10分钟）
材料准备：画架，点赞贴纸
1.组内自评：各小组对照设计评价表进行打分，检查方案的合理性。
2.全班互评：各组将设计图张贴在画架上，留一位同学进行介绍，其他同学携带“点赞贴纸”进行参观和评价。
3.全班研讨：看完别的小组设计后，你有什么感受？
[说明：可以结合如下问题展开交流：
（1）这些材料容易获得吗？（2）方位盘怎么和指南针主体结合？（3）这样设计的指南针小巧方便吗？（4）指南针的指向是否准确？（5）有没有更好地修改建议]
4.优化改进：各组根据评价意见，调整设计方案。
[设计意图]工程强调迭代思维。通过小组自评、同伴互评和优化改进，提高设计的可行性，培养批判性思维，体会工程设计的完整流程。
四、拓展（预设3分钟）
布置任务：根据设计方案，搜集并整理制作指南针所需的材料。
[说明：教师可以根据学生的实际设计情况，提供一些通用材料，如磁铁、钢针、指南针底座贴纸等，为学生的制作活动提供支持]
[设计意图]布置材料准备任务，为下节课制作指南针做好衔接。
【疑难解答】
1.学生无法完成设计图的绘制，应该如何帮助学生？
当学生无法完成设计图时，根据学生的实际情况，提供设计样例或实物图片，以供学生参考。同时简化设计要求，降低设计的难度，可以在设计图上提前规划指南针的大致结构，请学生在上面添加支撑结构和方位盘。引导学生从简单的草图开始，初步表达设计思路和产品结构。
2.本课内容多，如何做实设计图的评估与改进环节？
根据指南针的类别进行集中分享，如先展示“支撑式”设计，学生能快速发现共性问题，提高交流效率。采用“画廊漫步”等交流方式，给予学生自由交流和评估的机会。如课上时间不足，也可以布置任务，要求学生课上完成评估，课后进行改进。
【板书设计】
评价维度
1分
2分
3分
得分
指南针材料
材料难寻、价格高
材料可找到、价格中等
材料易得、价格低廉
指南针功能
指示方向只有南北、磁针难以旋转
有4个方向、磁针可以旋转
有8个方向、磁针旋转灵敏
指南针使用
不轻巧简便
轻巧简便程度一般
轻巧简便
指南针外观
外观不美观
外观较美观
外观美观