【教学目标】
科学观念:通过设计、制作并测试不同体积的铝箔船,认识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。
科学思维:能根据自己的假设,设计出不同底面积的船,并计算各船的体积;能根据计算和测试结果,解决实际问题,分析归纳出提高船载重量的方法。
探究实践:能够运用具体尺寸进行设计和制作不同体积的铝箔船,并对各船进行载重量测试;能真实记录自己观察到的现象,并根据载重量数据展开交流研讨。
态度责任:乐于对铝箔船载重量实验进行探究;了解人类的需求是科学技术发展的动力,认同技术的发展和应用影响着社会发展。
【教学重、难点】
重点:经历“问题--设计--制作--测试--完善”技术与工程学习过程,解决“怎样增加船的载重量”的问题。
难点:用相同重量和相同大小材料做船,探究船体积与船载重量的关系。并收集数据作为证据、进行解释。
为了更好的落实教学目标,突破重难点
我作了以下教学过程的改进:
1.以任务驱动,带领学生体验一次完整的工程设计。
为了学生更好地理解,可以先用教材中船底边长为4cm,船舷高度4cm的铝箔船作为示范:怎样带着数据设计、制作、测试和记录。然后用任务:“请设计一艘比1号船载重量更大的船”来启发学生,让学生自己体验一次“问题--设计--制作--测试--完善”的技术与工程学习过程。
2.增加底面边长10cm的船,引发认知冲突,在真实问题的基础上开展教学。
用边长12cm的正方形铝箔做船1.载重量要比1号船大;2.船的各边长度取整数,只有3种可能:边长6cm、8cm、10cm。其中边长10cm这艘船是教材里没有的,我把它增加了,因为分析学情发现,过半学生认为船的载重量是跟船的底面积有关。那就让学生测,测完发现边长10cm船跟边长8cm的船相比,虽然它底面积更大,载重量反而更小。由此引发学生的认知冲突,帮助学生真正去理解原来“船的载重量跟体积有关”。
要达到这个效果,需要学生制作比较标准的船,可以通过以下方法辅助学生。
3.优化教具帮助学生更好的去理解。
(1)首先是材料改进
铝箔厚度选择100微米,垫圈选择直径2厘米,厚度1毫米,单颗重在 1.4g左右,这样实验数据差异比较明显,学生容易发现规律。
(2)制作改进:引入模具及制作铝箔船微课。
提供模具,让学生体验工程设计中用模具制作规范尺寸产品的便捷性;让学生简单快捷地做出比较标准的船。
在微课中对折痕、拐角的处理进行重点提示,帮助学生一次成型,保证船结构的稳定性,减少实验误差。
(3)改进实验记录单
本课的其中一个科学探究目标要求学生能运用具体尺寸设计。而活动手册的部分过于简略,带格子的图纸能方便学生量化。
用数形结合方式呈现测试数据更容易帮助学生分析铝箔船体积与其载重量之间的关系。
5.数据可视化呈现。
在完成工程设计闭环时,使用小方格将载重量贴在设计图下方方便学生比较观察设计图与测量数据之间的联系。
在探究体积和载重量关系是用小磁铁统计实验数据,更加直观。