中小学教育资源及组卷应用平台 基本信息 学科 小学科学 版本 青岛版·五四版 年级 五年级下册 单元名称 第8单元《科技与生活》 单元主题 未来工程师训练营———科技设计与工程实践 课时安排 4课时 一、单元主题 “未来工程师训练营———科技设计与工程实践” 围绕工具创新、磁悬浮技术、航天工程三大科技领域，引导学生经历“原理探究→技术应用→工程设计→物化验证”的完整工程实践过程。 二、单元情境 “未来工程师挑战赛” 学生化身“科技工程师”，通过三阶段任务： 1.任务一：工具改造师（《专用工具》）→ 优化生活工具设计； 2.任务二：磁悬浮研究员（《磁悬浮列车》）→ 破解磁悬浮技术密码； 3.任务三：航天工程师（《设计水火箭》《制作与发射水火箭》）→ 设计并发射水火箭模型。 最终目标：举办“校园科技博览会”，评选“最佳工程团队”。。 三、课标分析 核心概念 工程设计与物化 学习内容 13.2 工程的关键是设计（56年级） 13.3 工程是设计方案物化的结果（34年级） 学段目标 （5~6年级） ①设计满足需求的解决方案（如磁悬浮减震方案）； ②制作实物模型并迭代优化（水火箭结构改进）； ③分析科技对社会的影响（如磁悬浮列车的环保价值）。 四、教材分析 本单元包含《专用工具》《磁悬浮列车》《设计水火箭》《制作与发射水火箭》四课。 《专用工具》核心内容为探究专用工具（如核桃夹、磁悬浮笔架）的结构与功能关系，通过拆解和制作模型理解杠杆原理、电磁力应用等科学原理。分析工具设计中的“结构适配功能”思想，制作简易磁悬浮装置验证电磁力作用。 《磁悬浮列车》核心内容为研究磁悬浮列车的悬浮原理（电磁力抵消重力）、驱动技术（直线电机）及技术优势（低摩擦、高速、节能）。模拟磁悬浮实验（如磁铁排斥悬浮），结合中国磁悬浮案例（上海磁浮线）分析技术创新的社会价值。 《设计水火箭》围绕水火箭的设计流程，探究反冲动力原理（牛顿第三定律），优化结构设计（整流罩、尾翼、喷嘴）。绘制设计图并分析变量（水量、气压）对射程的影响，渗透工程迭代思维（设计→测试→改进）。 《制作与发射水火箭》核心内容为动手制作水火箭模型，测试发射效果并分析影响因素（如气压稳定性、尾翼角度）。实践“工程物化”过程（材料选择→组装→调试），记录数据并优化方案。 四课形成“原理认知→技术应用→创新设计→工程实践”的递进链条： 1.基础层（《专用工具》）：建立“工具设计依赖科学原理”的认知（如杠杆、电磁力）。 2.技术层（《磁悬浮列车》）：将原理升华为复杂技术应用，理解科技对社会的影响。 3.设计层（《设计水火箭》）：应用科学原理进行创新设计，培养系统规划能力。 4.实践层（《制作与发射水火箭》）：通过物化模型验证设计，体现“工程实践闭环”。 五、教学目标 科学观念 1. 理解杠杆、电磁力、反冲力等原理在科技产品中的应用； 2. 列举磁悬浮技术对节能减排的意义。 科学思维 1. 用流程图分析工程步骤； 2. 基于数据优化设计方案（如调整水火箭尾翼角度）。 探究实践 1. 制作磁悬浮模型并测试承重； 2. 完成水火箭的“设计-制作-发射-改进”全流程。 态度责任 1. 培养技术专利意识（如标注设计版权）； 2. 分析科技发展的双面性（如磁悬浮的造价问题）。 六、学情分析 1.年龄特点：五年级学生抽象思维初具，热衷动手实验，但对“电磁场”“流体力学”等概念需借助可视化模型理解。 2.认知基础：已知简单机械（杠杆）、电路连接（四年级），缺乏系统工程经验。 3.学习难点：磁悬浮的抽象原理（如超导体的作用）；水火箭的气压与射程非线性关系。 七、学习活动设计 第27课 专用工具 工具改造实验室 1. 分析工具结构与功能关系； 2. 设计省力核桃夹改良方案。 ①拆解核桃夹绘制 ... ...
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