活動二：神奇的風帆（教學設計）-2023-2024學年五年級下冊綜合實踐活動滬科黔科版主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：活動二：神奇的風帆

2.教學年級和班級：五年級下冊綜合實踐活動

3.授課時間：2023年10月25日星期三2課時

4.教學時數：2課時核心素養目標分析本節課旨在培養學生的創新精神、實踐能力和團隊合作意識。通過設計風帆模型，學生將學習到基本的物理原理，鍛煉動手操作能力，同時培養對科學探究的興趣和解決問題的能力。此外，通過小組合作，學生將學會溝通協作，提高團隊協作能力。教學難點與重點1.教學重點

-重點一：理解風帆的工作原理。學生需要理解風帆如何通過風的動力產生推力，以及如何調整帆的角度來改變推力的大小。

-重點二：設計并制作風帆模型。學生需要學會如何設計一個簡單的風帆模型，包括選擇合適的材料，制作帆和支架，并確保模型能夠穩定地航行。

-重點三：實驗操作技能。學生需要掌握如何進行風帆模型的實驗，包括如何放置模型，如何控制風向和風速，以及如何觀察和記錄實驗結果。

2.教學難點

-難點一：風帆角度與推力的關系。學生可能難以直觀理解風帆角度對推力的影響，需要通過多次實驗和討論來加深理解。

-難點二：模型制作的精確度。在制作風帆模型時，學生可能難以確保所有部件的精確度和對稱性，這會影響模型的性能。

-難點三：實驗數據的分析。學生在實驗后需要對數據進行分析，這需要學生具備一定的數據處理能力和科學思維。例如，如何從實驗數據中識別出風帆角度與推力之間的函數關系。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：每位學生準備五年級下冊綜合實踐活動教材《神奇的風帆》。

2.輔助材料：收集與風帆設計相關的圖片、圖表，以及演示風帆工作原理的簡短視頻。

3.實驗器材：準備竹片、紙張、剪刀、膠帶等制作風帆模型的材料，以及一個風力模擬裝置用于實驗。

4.教室布置：設置實驗操作臺，安排小組討論區，確保學生能夠安全、舒適地進行實驗和討論。教學過程1.導入新課

-教師活動：播放一段關于風能利用的短視頻，激發學生的興趣，引出今天的課題——《神奇的風帆》。

-學生活動：觀看視頻，思考風能的應用及其原理。

2.知識探究

-教師活動：提出問題：“風帆是如何工作的？為什么風能推動帆船？”

-學生活動：分組討論，根據已有知識，嘗試回答問題。

3.實驗準備

-教師活動：介紹風帆模型制作所需材料和方法，分發材料，指導學生分組進行準備。

-學生活動：分組討論，確定分工，開始制作風帆模型。

4.實驗操作

-教師活動：演示風帆模型的實驗操作，強調注意事項，如控制風速、觀察帆角等。

-學生活動：按照教師演示的步驟，進行風帆模型的實驗操作。

5.數據收集與分析

-教師活動：引導學生記錄實驗數據，包括風帆角度、風速、推力大小等。

-學生活動：分組記錄實驗數據，進行初步分析，探討數據之間的關系。

6.結果分享與討論

-教師活動：邀請各小組分享實驗結果，組織學生進行討論，分析影響風帆推力的因素。

-學生活動：匯報實驗結果，提出自己的觀點，與其他小組進行交流。

7.科學思維培養

-教師活動：引導學生運用科學思維，分析實驗結果，提出改進方案。

-學生活動：運用科學思維，對實驗結果進行反思，提出優化風帆設計的建議。

8.總結提升

-教師活動：回顧本節課所學內容，強調風帆工作原理及影響因素。

-學生活動：總結本節課所學知識，鞏固對風帆的理解。

9.作業布置

-教師活動：布置課后作業，要求學生根據本節課所學知識，設計一個更加高效的帆船模型。

-學生活動：認真思考，設計出具有創新性的帆船模型。

10.課堂小結

-教師活動：對本節課的教學內容進行總結，強調重點和難點。

-學生活動：回顧本節課所學，鞏固知識。

在教學過程中，教師應密切關注學生的參與程度，鼓勵學生積極發言，引導學生思考。同時，針對學生的不同需求，給予個別指導，確保每位學生都能掌握本節課的知識點。以下為具體教學步驟：

1.導入新課（10分鐘）

-播放風能利用短視頻，激發學生興趣。

-提出問題，引出課題。

2.知識探究（15分鐘）

-學生分組討論，回答問題。

-教師參與討論，解答疑問。

3.實驗準備（10分鐘）

-介紹材料和方法，分發材料。

-學生分組討論，確定分工。

4.實驗操作（20分鐘）

-演示實驗操作，強調注意事項。

-學生進行實驗操作。

5.數據收集與分析（20分鐘）

-引導學生記錄數據，進行初步分析。

-學生分組討論，探討數據關系。

6.結果分享與討論（20分鐘）

-學生分享實驗結果，進行討論。

-教師組織討論，分析影響因素。

7.科學思維培養（10分鐘）

-引導學生運用科學思維，分析實驗結果。

-學生提出優化方案。

8.總結提升（10分鐘）

-回顧本節課所學內容，強調重點和難點。

-學生總結知識。

9.作業布置（5分鐘）

-布置課后作業，要求學生設計帆船模型。

-學生思考，設計模型。

10.課堂小結（5分鐘）

-教師總結本節課所學知識。

-學生回顧，鞏固知識。學生學習效果學生學習效果

在本節課的學習后，學生們在以下幾個方面取得了顯著的效果：

1.知識掌握：

-學生們能夠理解風帆的工作原理，包括風力對帆面的作用、帆面角度與風速之間的關系。

-學生們學會了如何設計并制作一個簡單的風帆模型，掌握了基本的物理原理在實際中的應用。

-學生們能夠通過實驗操作，收集并分析數據，理解了實驗數據在科學探究中的重要性。

2.技能提升：

-學生們的動手操作能力得到了顯著提升，他們在制作風帆模型的過程中，學會了如何使用剪刀、膠帶等工具。

-學生們的觀察能力得到增強，他們在觀察風帆模型在風中的表現時，能夠注意到不同的細節，如帆面的波動、風力的強弱等。

-學生們的實驗技能得到鍛煉，他們學會了如何設置實驗條件、記錄數據、分析結果，并能夠根據實驗結果提出改進建議。

3.思維發展：

-學生們的科學思維能力得到了發展，他們能夠運用科學的方法來解決問題，如通過實驗驗證假設、分析變量對結果的影響等。

-學生們的創新思維得到了激發，他們在設計風帆模型時，能夠提出不同的設計方案，并嘗試改進以優化模型性能。

-學生們的批判性思維能力得到提升，他們在討論實驗結果時，能夠提出合理的質疑，并對不同的觀點進行分析和比較。

4.團隊合作：

-學生們在小組合作中學會了如何分工合作，共同完成任務。

-學生們的溝通能力得到提高，他們在討論和分享時，能夠清晰地表達自己的想法，并傾聽他人的意見。

-學生們的協調能力得到鍛煉，他們在小組合作中學會了如何協調不同的觀點和需求，以達到共同的目標。

5.興趣培養：

-學生們對科學探究的興趣得到培養，他們通過親自動手實驗，對科學知識產生了更深的興趣。

-學生們對物理學的應用有了更直觀的認識，他們意識到科學知識可以在實際生活中發揮作用。

-學生們的學習動機得到增強，他們對未來的科學探索充滿期待。典型例題講解1.例題一：

風帆模型在風速為10米/秒的情況下，帆面與水平面的夾角為30度，風帆的面積為1平方米。求此時風帆所受的推力。

-解答步驟：

1.首先，計算風速在帆面上的有效風速，即風速乘以sin(帆面與水平面的夾角)。

有效風速=10米/秒*sin(30度)=10米/秒*0.5=5米/秒。

2.然后，計算風帆所受的推力，推力等于有效風速乘以風帆面積。

推力=有效風速*風帆面積=5米/秒*1平方米=5牛。

-答案：風帆所受的推力為5牛。

2.例題二：

設計一個風帆模型，使其在風速為15米/秒的條件下，能夠達到的最大推力為50牛。已知風帆面積為0.5平方米，求帆面與水平面的夾角。

-解答步驟：

1.首先，根據推力公式推力=有效風速*風帆面積，計算有效風速。

有效風速=推力/風帆面積=50牛/0.5平方米=100米/秒。

2.然后，計算帆面與水平面的夾角。

夾角=arcsin(有效風速/風速)=arcsin(100米/秒/15米/秒)。

夾角≈arcsin(6.67)。

-答案：帆面與水平面的夾角約為86.4度。

3.例題三：

一個風帆模型的帆面積為2平方米，當風速為8米/秒時，帆面與水平面的夾角為45度。若要使風帆模型所受的推力增加一倍，應將帆面與水平面的夾角調整為多少？

-解答步驟：

1.原始推力=風速*風帆面積*sin(45度)。

2.新推力=2*原始推力。

3.新夾角=arcsin(新推力/(風速*風帆面積))。

新夾角≈arcsin(2*風速*風帆面積*sin(45度)/(風速*風帆面積))。

新夾角≈arcsin(2*sin(45度))。

新夾角≈arcsin(1.414)。

-答案：帆面與水平面的夾角應調整為約48.6度。

4.例題四：

設計一個風帆模型，在風速為12米/秒的條件下，帆面與水平面的夾角為60度時，風帆的面積為多少平方米才能產生50牛的推力？

-解答步驟：

1.推力=風速*風帆面積*sin(60度)。

2.風帆面積=推力/(風速*sin(60度))。

風帆面積=50牛/(12米/秒*sin(60度))。

風帆面積≈50牛/(12米/秒*0.866)。

風帆面積≈50牛/10.392。

-答案：風帆的面積約為4.78平方米。

5.例題五：

一個風帆模型在風速為20米/秒的條件下，帆面與水平面的夾角為30度。若要使風帆模型所受的推力增加50%，帆面與水平面的夾角應調整為多少？

-解答步驟：

1.原始推力=風速*風帆面積*sin(30度)。

2.新推力=1.5*原始推力。

3.新夾角=arcsin(新推力/(風速*風帆面積))。

新夾角≈arcsin(1.5*sin(30度)/sin(30度))。

新夾角≈arcsin(1.5)。

-答案：帆面與水平面的夾角應調整為約56.3度。板書設計①知識點：

-風帆工作原理

-有效風速計算

-推力公式：推力=風速*風帆面積*sin(帆面與水平面的夾角)

-帆面與水平面的夾角對推力的影響

②關鍵詞：

-風帆

-風速

-風帆面積

-帆面與水平面的夾角

-推力

-有效風速

③重點句子：

-“風帆通過風的動力產生推力，推力的大小與風速、風帆面積和帆面與水平面的夾角有關。”

-“有效風速是指風速在帆面上的實際作用速度，計算公式為：有效風速=風速*sin(帆面與水平面的夾角)。”

-“推力公式為：推力=風速*風帆面積*sin(帆面與水平面的夾角)。”

-“帆面與水平面的夾角越大，推力越大，但過大的夾角可能導致帆面無法充分利用風力。”

-“在設計風帆模型時，需要考慮風速、風帆面積和帆面與水平面的夾角，以達到最佳推力效果。”反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.實踐操作體驗：本節課注重學生的實踐操作，通過動手制作風帆模型，讓學生親身體驗風能的利用，這種實踐體驗的教學方式能夠有效提高學生的學習興趣和動手能力。

2.小組合作學習：采用小組合作學習的方式，讓學生在團隊中共同解決問題，培養他們的團隊合作精神和溝通能力，同時也讓他們學會傾聽和尊重他人的意見。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學深度不足：在講解風帆工作原理時，可能過于簡單，未能深入到物理學的相關知識，導致學生對風帆工作的理解不夠深入。

2.學生個體差異處理：由于學生的知識基礎和動手能力存在差異，有些學生可能無法跟上教學進度，或者在做實驗時遇到困難，需要教師給予更多的個別指導。

3.實驗器材使用：部分學生可能在實驗器材的使用上不夠熟練，導致實驗結果不準確，需要加強實驗器材使用的指導和培訓。

反思改進措施（三）

1.深化教學內容：在講解風帆工作原理時，可以適當增加一些物理學的知識點，如流體力學的基本原理，讓學生對風帆工作的科學原理有更深入的理解。

2.個性化教學：針對學生的個體差異，可以設計分層教學方案，對于基礎較差的學生，提供額外的輔導