課程基本信息

學(xué)科小學(xué)科學(xué)年級六學(xué)期春季

課題14模擬探索：到火星上去(第一課時)

書名：義務(wù)教育教科書科學(xué)六年級下冊

教科書

出版社：人民教育出版社湖北教育出版社出版日期：2020年12月

教學(xué)目標(biāo)

【科學(xué)知識】

了解火星探測器的基本信息。

【科學(xué)探究】

1.能利用文字與圖案或?qū)嵨?，表達自己的創(chuàng)意與構(gòu)想，為“火星探測器”設(shè)計較為

合理的著陸方式。

2.了解一項工程需要由多個子系統(tǒng)組成。

【科學(xué)態(tài)度】

了解我國航空航天技術(shù)的現(xiàn)狀，增強民族自豪感。

【科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境】

了解航空航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用影響著社會的發(fā)展。

教學(xué)重點：

能理解一項工程需要由多個子系統(tǒng)組成，火星探測器由多部分裝置組成。

教學(xué)難點：

能利用文字與圖案或?qū)嵨?，表達自己的創(chuàng)意與構(gòu)想，為“火星探測器”設(shè)計較為合理

的著陸方式。

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)主要師生活動

1.提出問題

(1)談話：各位同學(xué)們，大家好。上節(jié)課我們設(shè)計和制作飛行器，你們

、

成功了嗎？想象一下你們制作的“火箭”升空了，你們想乘坐它去探索太

情景引入

陽系的什么地方呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生1:老師，我想去土星，因為土星有壯觀、美麗的土星環(huán)。

學(xué)生2：我跟你的看法不同，土星是是一顆氣態(tài)行星，而且離地球太

遠了，因此，我們還是選擇去近一些的金星吧。

學(xué)生3：金星雖然是太陽系中離地球最近的行星，大小也與地球最相

近，但金星的環(huán)境十分惡劣，溫度較高，還有厚厚的硫酸云，科學(xué)家發(fā)射

過的探測器在金星都最多只能運行幾十分鐘，我們很難在那里生存，所以

我們還是選擇與地球環(huán)境更相似的行星吧。

教師：太陽系哪些行星與地球更為相似？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：我們可以選擇火星。

(2)過渡語：通過前一單元的學(xué)習(xí)，我們了解到火星是太陽系中環(huán)境條

件與地球比較接近的行星，接下來，讓我們想辦法在火星上“著陸”，并

在那里“定居”吧。

環(huán)節(jié)意圖:通過“你們想去探索太陽系的什么地方呢?”這一提問,組織

學(xué)生回顧上一單元《探索宇宙》中關(guān)于太陽系的知識,讓學(xué)生利用所學(xué)知

識進行思考。

1.回顧探索火星的歷程

(1)提問：幾千年前人類就己經(jīng)發(fā)現(xiàn)了火星，當(dāng)時的科技水平比較落后，

人類是怎樣認識火星的呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：很早之前人類是直接用肉眼或利用望遠鏡觀測、了解火星的。

二、(2)講解：人類對火星的認識歷程是怎樣的呢？這是一個歷史問題，因

探索與調(diào)查此我們可以利用查閱資料的方法。

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生1：通過查閱資料我了解到：古代人類是利用肉眼進行觀測火星。

因此只能觀測到火星是一顆紅色的星球。因其亮度常有變化，而且在天

空中運動，有時從西向東，有時又從東向西，情況復(fù)雜，令人迷惑，我國

古代稱其為“熒惑”。

學(xué)生2：17世紀初，人類歷史上第一次通過望遠鏡觀察火星，望遠鏡

觀測比肉眼觀測更清晰，但當(dāng)時的設(shè)備條件有限，伽利略看到的僅是一個

紅色的小點，并不能看清較多細節(jié)。

隨著望遠鏡的逐步改善，科學(xué)家們觀察到一些明暗特征，試圖開始為

火星繪制地圖。

學(xué)生3：有記載的火星地圖最早是由1659年由克里斯蒂安?惠更斯制

作的火星地圖。他利用火星特征的運動測算出了火星的旋轉(zhuǎn)周期。

學(xué)生4：1666年喬凡尼?多美尼克?卡西尼完善了惠更斯的數(shù)據(jù)，提

出了“火星日”，即火星旋轉(zhuǎn)一周所用的時間，它只與現(xiàn)狀被人們接收的

24小時39分相差3分鐘。而且他還發(fā)現(xiàn)了火星南極有個亮斑，這個亮斑

后來被證實是火星南極的極地冰蓋。

學(xué)生5：1831年德國天文學(xué)家貝爾和梅德勒繪制的帶網(wǎng)格的火星地

圖。

學(xué)生6：1890年意大利的天文學(xué)家斯基亞帕雷利綜合了當(dāng)時觀測火星

的各家說，繪制了地圖，并提出火星上有河流及峽谷的猜想。

（3）談話：（按時間順序整體的呈現(xiàn)）這組同學(xué)搜集到的資料很全面，并

通過分析整理后按順序向大家很清晰的進行了介紹，值得我們學(xué)習(xí)。通過

同學(xué)們的介紹我們了解到人類認識火星經(jīng)歷了漫長的歲月，隨著科技水平

的不斷進步，人類對火星的也越來越了解。其實認識任何事物也都需要一

定過程，我們要以發(fā)展的眼光看問題，進而才能不斷發(fā)現(xiàn)、不斷進步。

（4）提問：利用肉眼、望遠鏡觀察，人類對火星有了一定的了解，同時

也提出了不同猜想以及各種疑問。怎樣才能解決這些問題呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：用肉眼、望遠鏡觀測是遠距離觀察，因此想要更深入的了解的

了解火星，解決發(fā)現(xiàn)的問題，需要近距離觀測，就需要利用火星探測器到

火星進行進一步的調(diào)查。

環(huán)節(jié)意圖:學(xué)生通過查閱資料,了解到人類認識火星的部分歷程,在這一

過程中學(xué)生可體會到人類對火星的認識是不斷發(fā)生改變的,因而讓學(xué)生認

識到要以發(fā)展的眼光看待問題,并不斷探索。

1.認識火星探測器

談話：就像同學(xué)們所說的，隨著科技的發(fā)展，人類對火星的探索也不

局限于用肉眼、望遠鏡來進行觀測。于是，人類開始發(fā)射“火星探測器”

到火星進行實地考察。

自上世紀60年代人類首次實現(xiàn)火星探測開始，迄今為止已經(jīng)取得了

大量有價值的成果，對火星大氣層、地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造、火星表面物質(zhì)

(巖石、礦物與化學(xué)元素)、火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面取得了巨大的成就。

2.了解我國的“火星探測器”

(1)講解：當(dāng)然，我國在火星探測領(lǐng)域也有一定成績。2020年7月23日

中午12時41分，我國在海南文昌航天發(fā)射場，使用長征五號遙四運載火

箭將我國首顆火星探測器“天問一號”發(fā)射升空?！疤靻栆惶枴被鹦翘綔y

器順利進入預(yù)定軌道，并將完成環(huán)繞、著陸、巡視探測目標(biāo)，開展對火星

全球性和綜合性的探測。

三、

(2)追問：除此之外，同學(xué)們通過新聞還了解到哪些有關(guān)“天問一號”

拓展與應(yīng)用

的消息？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生1：通過新聞我收集到天問一號的火星車模型，在火星車上，裝

有4個“大翅膀”，這是太陽能電池板。除此之外，火星車還配有探測雷

達、磁場探測儀和氣.象測量儀，可以對火星進行全方位的探測。

蔑■

學(xué)生2：今年2月10日，也就是在農(nóng)歷臘月二十九，19時52分，

我國首次火星探測任務(wù)天間一號探測器順利進入環(huán)火軌道，實現(xiàn)“繞、著、

巡”第一步“繞”的目標(biāo)，環(huán)繞火星獲得成功。

(3)講解：通過新聞我們可以實時獲取準(zhǔn)確的信息。目前各國發(fā)射使用

過的火星探測器可分為環(huán)繞探測器、著陸器及巡視器(火星車)，而我國

“天問一號”則包含這三類功能，這將是一項極為困難的挑戰(zhàn)，但相信通

過中國科學(xué)家、工程師等航空工作人員的不斷研究，'‘天間一號”一定可

以完成各項任務(wù)，為我國、為全世界獲取更多火星的資料。

環(huán)節(jié)意圖:通過介紹我國在火星探索領(lǐng)域的介紹,讓學(xué)生了解火星探測器

的基本情況,并增強學(xué)生民族榮譽感。

3.探究如何安全著陸

(1)談話：自1960年以來，美國、蘇聯(lián)/俄羅斯、日本、歐洲和印度先

后進行了44次火星探測項目，但成功和部分成功的任務(wù)僅有23次，其余

很多項目都在著陸過程中損壞，導(dǎo)致未完成探測任務(wù)。每臺火星探測器都

是相關(guān)工作人員夜以繼日付出巨大心血所研發(fā)制造的。想要利用“火星探

測器”完成探測任務(wù)，需要解決很多問題，首先我們要思考如何它在火星

安全著陸，同學(xué)們有什么辦法呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生1：我認為可以參考從空中投放物資，利用降落傘來幫助“火星

探測器”減速。

學(xué)生2：還可以用塑料泡沫等材料包裹“火星探測器”，從而起到保護

的作用。

學(xué)生3：還可以利用反沖裝置來減速。

(2)提問：同學(xué)們你們也是這樣想的嗎？這些方法是否可行呢？我們?nèi)?/p>

何來求證？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：可以通過實驗的方式來測試。

(3)追問：你們想怎樣做呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生1：那我們可以做一臺“火星探測器”模型試試提出的著陸方式

是否有效。

學(xué)生2：制作一臺模型太復(fù)雜了，比較費時間，而且如果減速裝置和

保護裝置沒有起到較好的作用。測試時，模型就有可能損壞，我們可以用

其它東西代替。

(4)追問：你認為可以利用什么物品來代替探測器模型來進行測試呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：我們可以利用易碎的雞蛋來代替“火星探測器”，利用各種方

式幫助雞蛋可以從空中安全著陸。

(5)談話：請同學(xué)們用畫圖及簡單文字的方式來設(shè)計方案保護雞蛋。

(會補充更詳細的材料、尺寸、畫圖等)

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

一組：我們組選擇利用降落傘增大雞蛋下落過程中所受的空氣阻力,

從而幫助整個裝置減速。而且我們將選用傘面較大、傘繩較多的降落傘,

這樣的降落傘減速效果會更好。

二組：平常生活中我們經(jīng)常會用各種填充材料包裹易碎的物品，所以

我們想要用棉花、塑料泡沫和厚紙板來保護雞蛋。

三組：我們組會將雞蛋放在一個圓錐型的紙桶里，圓錐尖部朝下下落

會發(fā)生變形，在變形的過程中會將沖擊力減弱，從而盡量保證雞蛋不會破

碎。

四組：我們做過一個小實驗，叫做非牛頓流體，這種物質(zhì)在外力越大

時會越堅硬，從而起到保護的作用。我們會將雞蛋放到裝有水和淀粉的密

封袋中。

(6)提示語：同學(xué)們的方案能否讓雞蛋安全著陸呢？我們可以通過實踐

來測試。為了實驗更公平，我們需要注意什么？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：雞蛋的起始高度需要一致，這樣才設(shè)置出相同的實驗環(huán)境。

(7)過渡語：條件一致才能測試出哪種方法更可行，那我們一起來試一

試哪組的裝置能讓雞蛋安全著陸。

(學(xué)生測試視頻)

(8)交流：通過測試我們發(fā)現(xiàn)有些方法非常有效的保護了下落的雞蛋，

但有些組的方案在這次實驗中沒有讓雞蛋完全安全著陸，因此還需要進一

步完善方案，請同學(xué)們說一說你們準(zhǔn)備怎樣調(diào)整自己的方案。

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

一組：我們組是利用降落傘來保護雞蛋，雖然有一定減速作用，但由

于雞蛋十分脆弱，落地后就碎了。因此我們想在保留降落傘的基礎(chǔ)上，借

鑒其他組的方案，用一倒錐形的容器包裹雞蛋，減緩在落地時地面對雞蛋

的沖擊力。

二組：只用塑料薄膜包裹雞蛋保護效果一般，因此我們想將塑料薄膜

替換成氣泡膜，這種材料的減震效果會更好，從而達到讓雞蛋安全著陸的

作用。

三組：其他組的方案對我們有很大的啟發(fā)。塑料袋接觸地面時有可能

會破損，因此我們準(zhǔn)備將整個裝置放到一個大小適中的快遞盒中。

(9)小結(jié)：同學(xué)們在交流的過程中相互學(xué)習(xí)、取長補短，將自己的方案

進行改進，相信經(jīng)過大家不斷的完善，最終一定可以讓雞蛋安全著陸。當(dāng)

實驗失敗時，科學(xué)家會分析原因，找出問題，從而將方案不斷完善?？茖W(xué)

家在實際發(fā)射前也會做無數(shù)次的模擬實驗，以保障提高最終的成功率。同

學(xué)們通過設(shè)計雞蛋安全落地裝置對“火星探測器”安全著陸問題進行了探

究，我們來看看科學(xué)家實際是怎樣解決這些問題的。(“火星探測器”著陸

方式介紹視頻)

4.分析火星探測器

(1)提問：除了以上提到的減速、緩沖方法，大家還可以發(fā)揮創(chuàng)造力，

想出其他切實可行的著陸方法。著陸問題其實只是“火星探測器”中的一

個問題，當(dāng)“火星探測器”安全到達火星后將開展哪些工作呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：”火星探測器”到火星上的目的就是收集火星上的信息，比如

有沒有水、大氣成分、土壤成分等。因此“火星探測器”上就需要配備相

應(yīng)的檢測裝置。

(2)追問：想要了解哪些信息就裝配相關(guān)的裝置，這些裝置想要工作運

行就需要能量，因此我們還需要考慮選擇怎樣的能源裝置。而且火星很大,

“火星探測器”只停留在一個位置能行嗎？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：我覺得不行，因此還需要結(jié)合火星的地理環(huán)境設(shè)計行駛裝置。

(3)追問：有了合適的行駛裝置“火星探測器”的探測范圍就能夠有效

增大，收集到更全面的信息?；鹦请x地球最近也都5500萬公里，我們怎

樣獲取這些信息呢？

【預(yù)設(shè)學(xué)生回答】

學(xué)生：可以利用通訊裝置將信息及時傳送回地球。

(4)小結(jié)：“火星探測