《設(shè)計水火箭》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標 1.科學(xué)知識：了解水火箭的基本構(gòu)造，知道工程設(shè)計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設(shè)計制作、改進完善等。2.科學(xué)探究：選擇合適的材料設(shè)計水火箭制作方案，對自己或他人設(shè)計的想法、草圖等提出改進建議，并說明理由。3.科學(xué)態(tài)度：經(jīng)歷同伴合作、相互交流，體驗工程設(shè)計的樂趣。4.科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境：經(jīng)歷設(shè)計方案的一般過程，關(guān)心新科技、新發(fā)明對生活的重大影響。教學(xué)重點：經(jīng)歷工程設(shè)計的一般過程，選擇合適的材料設(shè)計水火箭制作方案。教學(xué)難點：制定水火箭設(shè)計方案，并對自己或他人的方案提出改進建議。一、提出問題枯桃小學(xué)趣味運動會今年增加了比賽項目，我們通過視頻了解一下（視頻：發(fā)射水火箭）真是一場精彩的水火箭比賽！關(guān)于水火箭你想研究哪些問題？（生提問：水火箭為什么能升空？是什么力量使水火箭飛天的呢？）想要研究這些問題，我們首先需要制作一個水火箭。別小看水火箭個頭小，它的背后蘊含著力學(xué)、空氣動力學(xué)等多種科學(xué)知識，你們敢嘗試嗎？那就跟隨王老師進入今天的工程設(shè)計入門課——設(shè)計水火箭。（板書課題：19.設(shè)計小火箭）【設(shè)計意圖：以水火箭比賽激發(fā)學(xué)生探究興趣，讓學(xué)生提出想要探究的問題，進而引出制作水火箭的需求。】二、認識水火箭1、認識水火箭師：工程設(shè)計第一步：明確問題。首先要明確制作目的是什么？（生回答）對，接下來我們再來了解水火箭的結(jié)構(gòu)及原理。請拿出水火箭圖片，以小組為單位，觀察水火箭由哪幾部分組成，分析各部分有哪些作用？開始！學(xué)生拿出水火箭照片，進行觀察研究。哪個小組先來說一說“你認為水火箭是由……？全班交流，還有補充的嗎？（微視頻：水火箭構(gòu)造）同學(xué)們觀察細致，回答的也很到位，有當工程師的潛質(zhì)，讓我們通過一段微視頻深入了解一下水火箭。旁白：水火箭又稱氣壓式噴水火箭、水推進火箭，是由整流罩，壓力艙，尾翼，噴嘴組成，其中，整流罩位于水火箭的最前端，一般設(shè)計成流線型，減小飛行過程空氣阻力，在落地時也可以起到緩沖的作用，保護箭體。壓力艙位于水火箭箭體的下半部。通過其下部開口注入水和空氣，使水火箭內(nèi)部增壓。因為壓力會逐步增強，所以需固定緊實。要想水火箭像真正的火箭一樣向前飛行，尾翼是必不可少的，尾翼可以維持箭體平衡，可采用稍硬的材料（如紙板等）并粘牢。噴嘴是水火箭的關(guān)鍵部位，壓力艙中的水和空氣從這里急劇噴出，成為水火箭飛行的動力。小結(jié)：哪位同學(xué)能總結(jié)一下水火箭的結(jié)構(gòu)及作用？（生：水火箭由整流罩、壓力艙、尾翼、噴嘴組成。教師板貼）誰能向他這樣完整的介紹一下。2.認識水火箭動力系統(tǒng)我們都知道傳統(tǒng)火箭是靠燃燒燃料升空的，那水火箭的動力是由誰提供的呢？（學(xué)生回答：水壓縮空氣）說說你的理由。對，在四年級時我們曾學(xué)過反沖現(xiàn)象，什么是反沖？請你來介紹一下：吹氣球時，當氣球內(nèi)的空氣向某個方向噴出時，氣球會向相反的方向運動，這種現(xiàn)象叫作反沖。水火箭是靠反沖的力量升空的嗎？我們通過慢速視頻來找找答案。（播放慢速視頻，學(xué)生能看到水在高壓空氣的作用下迅速從噴嘴向后噴出，水火箭則向前飛去。） 你看到了什么？你來說。沒錯，水火箭就是利用了反沖原理，而水和高壓氣體就是水火箭的動力。【設(shè)計意圖：認識水火箭的結(jié)構(gòu)與原理才能做好水火箭，通過分析，讓學(xué)生知曉水火箭各部分的結(jié)構(gòu)與作用，為后續(xù)選擇合適的制作材料做好準備。反沖這一現(xiàn)象學(xué)生在四年級上冊已經(jīng)學(xué)習(xí)過，在這里只簡單回顧即可?！?三、設(shè)計水火箭認識了水火箭的結(jié)構(gòu)及原理，接下來進行第二步——確定方案。方案構(gòu)思是設(shè)計過程中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，要求同學(xué)們根據(jù)開動腦筋，大膽構(gòu)思。你們打算用哪些材料來制作水火箭？請小組內(nèi)討論一下。追問：用可樂瓶做水火箭的哪一部分？要注意什么？其他同學(xué)的想法呢？全班交流。你來補充，你的想法真巧妙?？茖W(xué)家也考慮到了這個問題。壓力艙要承受高壓，所以必須是密封的，我們可以選擇一個完整的可樂瓶來替代。噴嘴是水火箭發(fā)射成敗的關(guān)鍵，對同學(xué)們來說有點難度，大家想一想，我們要向壓力艙內(nèi)打氣，用什么器材打？對用打氣筒，與打氣筒對應(yīng)的就是氣門芯。我們可以選擇廢棄自行車內(nèi)胎上的氣門芯插在橡膠塞里。這樣就可以實現(xiàn)密封與打氣的功能了。明確設(shè)計思路，我們還要將制作步驟詳細的記錄下來，形成設(shè)計方案。下面進入第三步——制定方案。請以小組為單位，制定設(shè)計方案，也可以畫設(shè)計草圖表示。制作步驟要寫完整。開始?！驹O(shè)計意圖：本課是學(xué)生第一次接觸制定設(shè)計方案，因此多花時間讓學(xué)生交流想法，并指導(dǎo)學(xué)生將所思所想記錄下來就是設(shè)計方案?！克摹⒃u價與創(chuàng)新 哪個小組先來介紹你們的設(shè)計方案。他們的設(shè)計方案能成功制作水火箭嗎？我們需要對一個可行性評估表來評價一下。請與周圍小組的方案互相交換互相評估。請各小組根據(jù)其他小組提出的評估意見，進行方案修改。通過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)是半個工程師了，想要成為真正的工程師，請課后依據(jù)我們的設(shè)計方案完成水火箭制作，并在試飛過程中再次改進完善水火箭。王老師也希望同學(xué)們能將自己制作的小火箭的照片或視頻分享給我，與枯桃小學(xué)的小小工程師們切磋切磋。這節(jié)課就上到這里，同學(xué)們，再見！《設(shè)計水火箭》學(xué)情分析知識儲備：2002版教材四年級上冊第四單元《充氣玩具里的科學(xué)》、《小火箭》兩課，學(xué)生已經(jīng)知道反沖的原理，也有過制作小火箭的經(jīng)歷。認知特點：學(xué)生經(jīng)過幾年的科學(xué)學(xué)習(xí)，掌握了反沖、大氣壓力、流線型減小空氣阻力等科學(xué)知識及原理，也有使物體平衡、不同材料重量、硬度不同的生活經(jīng)驗基礎(chǔ)。存在困難：六年級學(xué)生在技術(shù)與工程領(lǐng)域沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，存在一定的知識、能力斷層。能夠用口述、圖示等方法表達自己的設(shè)計與想法，但要形成制作步驟具有一定難度?！对O(shè)計水火箭》效果分析韓雪本課的教學(xué)效果評價，我主要關(guān)注學(xué)生改進后的方案，還有下一節(jié)課能否根據(jù)設(shè)計方案制作并發(fā)射成功水火箭，這是一個長期評價。評估設(shè)計方案的可行性，并根據(jù)評估意見改進和完善水火箭的設(shè)計方案”這是評估設(shè)計方案的要求?？尚行栽u估表是將評估結(jié)果及改進建議以書面形式呈現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生對自己或他人設(shè)計的方案提出改進建議的能力，并說明理由。本節(jié)課的最終效果就是學(xué)生能夠根據(jù)自己的設(shè)計方案，動手制作并發(fā)射水火箭。并能根據(jù)發(fā)射水火箭過程出現(xiàn)的問題，對設(shè)計方案進行二次修改。《設(shè)計水火箭》教材分析在2003版科學(xué)教材中，《小火箭》是四年級上冊中的一課。根據(jù)反沖的原理，制作小火箭。而隨著科學(xué)新課程標準的頒布，新版科學(xué)教材開始逐步啟用。本課就是根據(jù)結(jié)合新課標中技術(shù)與工程領(lǐng)域的目標要求，以科學(xué)大概念為基點，通過設(shè)計水火箭這一活動，在教學(xué)活動中進一步發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生工程設(shè)計能力。制作名稱水火箭制作目的制作一個水火箭設(shè)計說明工具設(shè)計草圖：材料結(jié)構(gòu)動力原理制作步驟選擇___________________________當作壓力艙。用_______(A4紙、硬卡紙、餐巾紙等）卷成_________（錐形、筒形等）當作整流罩，用__________粘在_______________。用__________(A4紙、硬卡紙、餐巾紙等）剪成____________________________當作尾翼，用_______粘在______________。各個尾翼之間的距離要_______。將自行車氣門芯插入______________（無孔橡膠塞、單孔橡膠塞、雙口橡膠塞）當作噴嘴，固定在_____________。5.裝飾：_______________________________________水火箭設(shè)計方案設(shè)計人：（）年級（）班第（）組

《水火箭設(shè)計方案》可行性評估表被評估小組：（）組評估項目評估結(jié)果建議整流罩形狀流線型□非流線型□壓力艙是否密封是□否□尾翼位置是否均分是□否□噴嘴是否便于密封是□否□一個完整可樂瓶是□否□材料是否易于搜集容易□還可以□不容易□難搜集的材料是_________制作步驟是否詳細是□否□需注意的安全事項其他建議意見：《設(shè)計水火箭》課后反思在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計制作水火箭過程中，結(jié)合學(xué)生課堂生成，總結(jié)如下：一、以問題需求為出發(fā)點，培養(yǎng)學(xué)生理性思維，激發(fā)制作欲望技術(shù)與工程領(lǐng)域?qū)W習(xí)內(nèi)容的導(dǎo)入都是以問題需求為出發(fā)點，引出教學(xué)內(nèi)容。在《設(shè)計水火箭》這一課中，我以一場精彩的水火箭比賽視頻，引發(fā)學(xué)生對“水火箭為什么能升空”、“水火箭的動力是什么”的思考與猜想。問題的提出，使得學(xué)生會在頭腦中思考問題，既發(fā)展了學(xué)生的形象思維，又為培養(yǎng)學(xué)生的理性思維奠定了基礎(chǔ)，同時激發(fā)學(xué)生想要自己動手制作水火箭的欲望。二、以原理分析為重點，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，明確制作要求工程設(shè)計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設(shè)計制作、改進完善。想要制作水火箭，首先就要明確水火箭的結(jié)構(gòu)及原理，這也是整個工程設(shè)計的重點。學(xué)生通過觀察水火箭圖片，可以清楚的了解水火箭的結(jié)構(gòu)組成，再結(jié)合學(xué)習(xí)經(jīng)驗?zāi)軌蚍治龈鹘Y(jié)構(gòu)的作用。我用一個微視頻幫助學(xué)生理解水火箭各部分的結(jié)構(gòu)與作用，為后續(xù)選擇合適的制作材料做好準備，明確制作要求。三、以方案構(gòu)思為難點，激發(fā)學(xué)生思維碰撞，制定設(shè)計方案方案構(gòu)思是設(shè)計過程中最富有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)，在課堂上引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，大膽構(gòu)思。你們打算用哪些材料來制作水火箭？用可樂瓶做水火箭的哪一部分？安裝尾翼時要注意什么？學(xué)生在小組交流和全班分享環(huán)節(jié)，思維不斷碰撞，他們就能想到：壓力艙要承受高壓，所以必須是密封的，我們可以選擇一個完整的可樂瓶來替代。技術(shù)與工程領(lǐng)域的教學(xué)，材料是一個關(guān)鍵因素。多樣性的材料，既給予學(xué)生選擇的余地，又為學(xué)生的設(shè)計打開了思路，可誘發(fā)學(xué)生更多的思路，制作出不同的有新意的作品。例如，學(xué)生在交流分析水火箭箭體用什么材料時，有的學(xué)生想用1.25L的大可樂瓶，也有的學(xué)生想用500ml的小可樂瓶，此時就要尊重與肯定學(xué)生的想法，不能急于幫助學(xué)生選擇，在后面的發(fā)射、調(diào)整過程中，學(xué)生自然會找到最好的方案。設(shè)計方案其實就是將制作步驟詳細的記錄下來，鼓勵學(xué)生通過畫設(shè)計草圖來記錄。在交流設(shè)計方案環(huán)節(jié)，每個小組成員要思考他們所制作的設(shè)計方案，哪個設(shè)計方案可行，對自己或他人設(shè)計的想法、草圖等提出改進建議，并說明理由。此過程活躍學(xué)生思維，也為后續(xù)制作活動的開展奠定了基礎(chǔ)。四、不以實踐操作為落腳點，引導(dǎo)學(xué)生反思評估，改進小制作學(xué)生根據(jù)設(shè)計方案可以很輕松的制作水火箭，也能夠按要求發(fā)射水火箭。但這并不是工程與技術(shù)領(lǐng)域?qū)W習(xí)的結(jié)束，技術(shù)不僅僅表現(xiàn)為具體的作品，它也表現(xiàn)為一個過程，和科學(xué)探究一樣，技術(shù)是過程和結(jié)果的統(tǒng)一。水火箭裝多少水才能射的遠？最佳發(fā)射角度是多少？如何避免水火箭下落時的損壞？工程設(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，要引導(dǎo)學(xué)生反思評估設(shè)計方案，并不斷改進和完善。技術(shù)總是在最現(xiàn)實的生活和最直接的實踐中被發(fā)現(xiàn)和挖掘出來的，技術(shù)來源于生活。學(xué)生從小就會利用簡單的工具和材料，設(shè)計、制造屬于他們的“產(chǎn)品”，這就是學(xué)生最初的工程與技術(shù)的實踐活動，從某種意義上來說，學(xué)生就是天生的“工程師”。新教材中涉及到的技術(shù)與工程領(lǐng)域的實踐活動，大多簡單易操作，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，有機會綜合所學(xué)的各方面知識，幫助學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)和生活的關(guān)系，培養(yǎng)他們創(chuàng)造性地解決問題的能力。在制作工具、制作產(chǎn)品實踐活動中可以使學(xué)生體會到“做”的成功和樂趣，并養(yǎng)成通過“動手做”解決問題的習(xí)慣?！对O(shè)計水火箭》【課標分析】技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)是一個全新的領(lǐng)域，以往在小學(xué)科學(xué)教育里只是滲透式的表現(xiàn)，而新頒布的《小學(xué)科學(xué)課程標準》將“技術(shù)與工程”列為與物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)并列的一個專門的領(lǐng)域。小學(xué)科學(xué)教育的目標旨在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)高、適應(yīng)社會發(fā)展的人才，使其具備創(chuàng)新能力、實踐操作能力。在青島版新教材中，技術(shù)與工程領(lǐng)域的課程內(nèi)容一般放在最后一個單元，在實際教學(xué)時也是難以開展的一個單元?！对O(shè)計水火箭》這一課，涉及了新課標第18個大概念：工程的關(guān)鍵是設(shè)計，工程是運用科學(xué)和技術(shù)進行設(shè)計、解決實際問題和制造產(chǎn)品的活動。本課包含2個分解概念，針對不同的學(xué)段，有不同的要求。18.2工程的關(guān)鍵是設(shè)計3-4年級：1.知道工程設(shè)計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設(shè)計制作、改進完善。2.針對一個具體的任務(wù)，按照設(shè)計的基本步驟來設(shè)計一個產(chǎn)品或完成指定的任務(wù)。5-6年級：利用攝影、錄像、文字與圖案、繪圖或?qū)嵨?，表達自己的創(chuàng)意與構(gòu)想。18.3工程設(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進和完善。3-4年級：對自己或他人設(shè)計的想法、草圖、模型