3.16《制作走马灯》教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 新青岛版三上科学第三单元第16课《制作走马灯》教学设计 （对应大单元活动7：古法新创工程师） 一、活动主题 解密千年旋转魔法———校园热能工程师终章挑战 二、课程标准依据 核心概念 3.物质的运动与相互作用（热对流应用） 学习内容 3.3 热空气上升原理的实际应用 学段目标 ①运用热对流原理制作传统科技作品； ②理解技术与文化传承关系（3~4年级） 三、教材分析 1.核心内容：通过走马灯制作，综合应用热对流原理，理解古代科技智慧。 2.工程重点：叶片角度与旋转速度的关系，热源安全控制。 3.跨学科融合：历史（中国古代科技）、美术（灯面设计）、物理（力矩原理）。 四、教学目标 科学观念 理解走马灯旋转是热空气上升推动叶片的原理 科学思维 通过变量控制实验优化走马灯性能 探究实践 完成从设计到制作的完整工程流程 态度责任 感悟传统科技智慧；培养文化自信与创新意识 五、教学重难点 1.重点：走马灯旋转与热空气对流的因果关系。 2.难点：叶片角度调试（用"船桨划水"类比化解）。 六、教学准备 1.材料包： （1）竹签/铁丝、薄纸、蜡烛/LED灯、轴承 （2）温度贴纸（40-80℃）、秒表、量角器 2.教具： （1）宋代走马灯结构图 （2）现代燃气轮机叶片对比图 （3）自贡灯会走马灯视频 3.安全：防火垫、耐热手套、备用LED热源 七、教学过程 （一）导入：灯会危机！ 教师活动： "热能工程师们！元宵灯会压轴走马灯突然罢工，老师傅急得跺脚：'蜡烛点着却不转！'谁能用科学拯救传统文化表演？" 提问： "为什么走马灯非要蜡烛不可？电灯不行吗？" 学生活动： 1.观察故障走马灯（叶片平直无角度） 2.尝试吹气模拟气流："叶片要有斜面才能转！" 设计理念：用传统文化传承危机切入，强化"科技护文"的责任感。 （二）新授：旋转的奥秘 任务1：破解千年密码 对比实验： 启动时间 8s 5s 12s 转速等级 ★★ ★★★ ★ 关键发现： "45°叶片像完美船桨，既‘兜住’热气又顺利‘放走’———这是北宋匠人的数学智慧！" 任务2：古今工程师对决 制作挑战： 1.仿古组：竹骨架+宣纸，蜡烛热源 2.创新组：吸管支架+烘焙纸，LED加热片 性能测试： 1.转速稳定性 2.持续运转时间 3.安全系数评分 （三）深度探究：从走马灯到航天 教师提问： "走马灯叶片和长征火箭涡轮泵有何联系？"（播放涡轮泵叶片慢镜头） 学生发现： 1.现代涡轮叶片继承走马灯斜角设计 2.中国空间站用同类原理控制燃料流向 民族自豪感升华： "从汴京灯会的竹叶到文昌发射场的合金叶片，中国人用千年把‘热舞’从地面送上太空！钱学森曾说：‘走马灯是早期喷气推进的雏形’———这就是传统智慧的星辰大海！" （四）总结迁移：工程师的传承 教师总结： "真正的工程师，既要懂原理（热气流控制），更要会传承（古今智慧融合）。现在请完成终极认证———" 迁移任务： 1.设计"太空走马灯"：在空间站微重力环境下如何改造？ 2.竞赛规则：最富创意又符合科学原理组获"传承工程师"勋章 金句升华： "守护传统不是复制过去，而是用科学让历史活在当下，让文化走向未来！" 八、分层作业设计 基础作业 绘制走马灯工作原理图（标注气流/叶片方向） ★：完成基础标注 ★★：添加温度变化说明 ★★★：对比现代燃气轮机 提升作业 测试不同热源（蜡烛/暖宝宝/LED）的转速差异 ★：定性描述 ★★：记录温度-转速数据 ★★★：建立数学模型 拓展作业 设计"非遗科技展"走马灯（如敦煌飞天主题） ★：主题草图 ★★：说明文化元素 ★★★：融合现代交互技术 九、教学反思预设 1.成功点：古今对比激发文化自信；涡轮泵视频实现认知跃迁。 2.改进点：部分小组宣纸易烧穿，下次改用阻燃棉纸或提前浸泡硼砂溶液。 3.跨学科延伸：结合数学"角度测量"强化工程精度 ... ...