2025秋湘科版（2024）小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)《做指南針（二）》教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)：學(xué)生已學(xué)習(xí)《司南的啟示》，認(rèn)識(shí)了司南的構(gòu)造與磁石指向性，初步嘗試過“簡易指南針”制作（如用磁化的大頭針搭配硬紙板底座），知道磁體可指示南北方向，具備“磁體指向性”的基礎(chǔ)科學(xué)觀念，但對(duì)“如何讓指南針更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定”的認(rèn)知較薄弱。能力水平：三年級(jí)學(xué)生動(dòng)手操作能力處于提升階段，能使用剪刀、膠水等基礎(chǔ)工具，但在“按步驟規(guī)范制作”“解決制作中的突發(fā)問題（如磁針不轉(zhuǎn)動(dòng)、指向偏移）”方面需引導(dǎo)；邏輯思維以具象思維為主，對(duì)“改進(jìn)設(shè)計(jì)的因果關(guān)系（如增加平衡裝置可提升穩(wěn)定性）”的理解需借助直觀實(shí)驗(yàn)支撐。情感態(tài)度：學(xué)生對(duì)“動(dòng)手制作”興趣濃厚，尤其樂于參與小組合作，但部分學(xué)生存在“畏難情緒”（擔(dān)心制作失敗），且對(duì)“作品優(yōu)化”的意識(shí)不足，需通過分層任務(wù)與鼓勵(lì)性評(píng)價(jià)激發(fā)創(chuàng)新熱情。潛在困難：可能難以準(zhǔn)確判斷指南針指向不準(zhǔn)的原因（如磁針磁化不充分、裝置不平衡）；在“設(shè)計(jì)個(gè)性化改進(jìn)方案”時(shí)，容易缺乏實(shí)際依據(jù)，需結(jié)合教材案例與生活經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)。核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)科學(xué)觀念：知道改進(jìn)指南針的關(guān)鍵要素（如提升靈活性、穩(wěn)定性、精準(zhǔn)度）；理解不同制作方法（浮水法、懸掛法、支架法）的原理與適用場(chǎng)景；建立“根據(jù)需求優(yōu)化工具”的科學(xué)認(rèn)知?？茖W(xué)思維：通過分析簡易指南針的不足，培養(yǎng)問題分析能力；通過設(shè)計(jì)改進(jìn)方案與測(cè)試調(diào)試，發(fā)展“提出假設(shè)-驗(yàn)證猜想-總結(jié)規(guī)律”的邏輯推理能力。探究實(shí)踐：能根據(jù)教材步驟，獨(dú)立或合作完成“改進(jìn)版指南針”制作（如浮水式指南針、支架式指南針）；學(xué)會(huì)使用量角器、指南針（標(biāo)準(zhǔn)）等工具測(cè)試作品精度；能規(guī)范記錄制作過程與測(cè)試結(jié)果（如用表格、圖文結(jié)合形式）。態(tài)度責(zé)任：在小組合作中培養(yǎng)分工協(xié)作、互助分享的意識(shí)；在“發(fā)現(xiàn)問題-解決問題”的過程中，養(yǎng)成堅(jiān)持不懈、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度；感受“自制工具服務(wù)生活”的價(jià)值，增強(qiáng)實(shí)踐自信心。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：改進(jìn)指南針的核心方法（如優(yōu)化磁針、設(shè)計(jì)穩(wěn)定底座、增加方位刻度）；浮水法、支架法指南針的制作步驟；用標(biāo)準(zhǔn)指南針測(cè)試自制作品精度的方法。2.教學(xué)難點(diǎn)：分析自制指南針指向不準(zhǔn)的原因（如磁針磁化不充分、裝置摩擦過大）并進(jìn)行調(diào)試；根據(jù)使用場(chǎng)景（如戶外、桌面）設(shè)計(jì)個(gè)性化改進(jìn)方案；理解“裝置結(jié)構(gòu)與指南針性能（靈活性、穩(wěn)定性）”的關(guān)聯(lián)。教學(xué)過程情境導(dǎo)入：“簡易指南針的煩惱”回顧舊知：展示學(xué)生上節(jié)課制作的“簡易指南針”（如“大頭針+硬紙板+磁鐵”組合），播放教材第78頁“簡易指南針使用場(chǎng)景”插圖——有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)指南針指針轉(zhuǎn)動(dòng)卡頓，有的發(fā)現(xiàn)指針指向與標(biāo)準(zhǔn)指南針偏差大。師生互動(dòng)：師：“同學(xué)們，上節(jié)課我們制作了簡易指南針，大家在使用時(shí)遇到了什么問題呀？”生：自由分享（如“我的指南針指針轉(zhuǎn)不動(dòng)”“指針指的方向和老師的標(biāo)準(zhǔn)指南針不一樣”“風(fēng)一吹，指南針就倒了”）。師：“看來簡易指南針還有很多‘小缺點(diǎn)’，這節(jié)課我們學(xué)習(xí)《做指南針（二）》，一起想辦法改進(jìn)它，讓它變得更好用，好不好？”設(shè)計(jì)意圖：通過回顧舊知與展示問題場(chǎng)景，激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，聚焦“改進(jìn)指南針”的核心任務(wù)，激發(fā)探究需求，自然銜接新課內(nèi)容。新知探究：改進(jìn)指南針的“秘密”活動(dòng)一：找不足，定方向（1）教材內(nèi)容講解：展示教材第79頁“簡易指南針問題分析表”，表格列出“指針靈活性、裝置穩(wěn)定性、指向精準(zhǔn)度”三個(gè)維度，每個(gè)維度對(duì)應(yīng)“問題表現(xiàn)”（如指針靈活性差：轉(zhuǎn)動(dòng)卡頓、停止慢）與“可能原因”（如指針與底座摩擦大、磁針磁化不足）。（2）小組討論：以4人小組為單位，結(jié)合自己的簡易指南針，對(duì)照教材表格分析問題，填寫“小組問題清單”。（3）師生互動(dòng)：師：“哪個(gè)小組愿意分享你們發(fā)現(xiàn)的問題？比如‘指針靈活性差’，你們覺得可能是什么原因?qū)е碌?？”生：分組匯報(bào)（如“我們的指南針指針和硬紙板底座貼得太緊，所以轉(zhuǎn)不動(dòng)”“我的磁針只用磁鐵蹭了一次，可能沒磁化好”）。師：“大家找的問題很準(zhǔn)確！針對(duì)這些問題，我們?cè)搹哪男┓矫娓倪M(jìn)呢？（引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材提示回答：讓指針更靈活、讓裝置更穩(wěn)定、讓指向更精準(zhǔn)）”（4）設(shè)計(jì)意圖：通過教材表格引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)分析問題，培養(yǎng)問題拆解能力，為后續(xù)“改進(jìn)方案設(shè)計(jì)”奠定基礎(chǔ)，落實(shí)“科學(xué)思維”中“問題分析能力”的目標(biāo)?；顒?dòng)二：學(xué)方法，畫方案（1）教材內(nèi)容講解：展示教材第80-81頁“改進(jìn)指南針的三種方法”圖文：浮水法：用磁化的鋼針穿過泡沫塊（或軟木塞），將泡沫塊放入盛水的盤子中，鋼針可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，指示南北；支架法：用鐵絲彎成“L”形支架，頂端磨尖，將磁化的鋼針放在支架頂端（確保平衡），鋼針可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；懸掛法：用細(xì)線系在磁化鋼針的中點(diǎn)，將細(xì)線固定在支架上，鋼針懸空，可自由指向。同時(shí)教材標(biāo)注每種方法的“優(yōu)點(diǎn)”（如浮水法：不受桌面傾斜影響；支架法：方便攜帶）與“注意事項(xiàng)”（如浮水法：需保持水面平靜；支架法：支架頂端要光滑，減少摩擦）。（2）方法對(duì)比：教師演示三種方法的核心步驟（如浮水法中“鋼針穿泡沫塊的位置要居中，避免傾斜”），引導(dǎo)學(xué)生觀察不同方法的差異。（3）師生互動(dòng)：師：“對(duì)比三種方法，浮水法和支架法有什么不一樣？哪種方法更適合在戶外使用？為什么？”生：觀察后回答（如“浮水法需要水，戶外可能不方便；支架法不用水，更適合戶外”）。師：“請(qǐng)大家選擇一種自己想嘗試的方法，結(jié)合教材步驟，在草稿紙上畫‘改進(jìn)方案設(shè)計(jì)圖’，標(biāo)注關(guān)鍵步驟（如‘鋼針磁化5次，方向要一致’）?！保?）設(shè)計(jì)意圖：通過教材圖文講解與教師演示，讓學(xué)生掌握改進(jìn)方法的核心要點(diǎn)；通過“畫設(shè)計(jì)圖”，培養(yǎng)規(guī)劃能力與細(xì)節(jié)關(guān)注意識(shí)，落實(shí)“探究實(shí)踐”中“方案設(shè)計(jì)能力”的目標(biāo)。活動(dòng)三：動(dòng)手做，解難題（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：為每個(gè)小組分發(fā)材料包（根據(jù)選擇的方法準(zhǔn)備：浮水法需鋼針、泡沫塊、盤子、水、磁鐵；支架法需鐵絲、鉗子、鋼針、磁鐵；懸掛法需細(xì)線、支架、鋼針、磁鐵），同時(shí)提供教材第82頁“制作步驟checklist”（如“步驟1：磁化鋼針——用磁鐵同一方向摩擦鋼針10次；步驟2：安裝裝置——浮水法確保泡沫塊平衡”）。（2）分組制作：學(xué)生按小組開展制作，教師巡視指導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注：①磁化鋼針的規(guī)范性（是否同一方向摩擦、摩擦次數(shù)是否足夠）；②裝置安裝的合理性（如浮水法泡沫塊是否居中、支架法頂端是否光滑）。（3）師生互動(dòng)：師：“XX小組，你們?cè)谥谱鞲∷ㄖ改厢槙r(shí)遇到什么問題了？”生：“我們的泡沫塊總是歪的，鋼針會(huì)沉下去?！睅煟骸按蠹铱纯唇滩牡?2頁的提示，泡沫塊要選多大的？鋼針穿在泡沫塊的什么位置？（引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材：泡沫塊大小以能托住鋼針、不沉為宜，鋼針穿在泡沫塊中心位置）”生：根據(jù)提示調(diào)整，解決問題。師：“制作支架法指南針的小組，怎么讓鋼針在支架上轉(zhuǎn)得更靈活？（引導(dǎo)學(xué)生打磨支架頂端，減少摩擦）”（4）設(shè)計(jì)意圖：通過動(dòng)手制作與教師針對(duì)性指導(dǎo)，讓學(xué)生掌握改進(jìn)版指南針的制作技能，在解決實(shí)際問題的過程中培養(yǎng)實(shí)踐能力，突破“規(guī)范制作”的教學(xué)重點(diǎn)。活動(dòng)四：測(cè)精度，再優(yōu)化教材內(nèi)容講解：展示教材第83頁“指南針精度測(cè)試方法”——將自制指南針與標(biāo)準(zhǔn)指南針放在同一水平桌面，待自制指南針指針穩(wěn)定后，用量角器測(cè)量指針與標(biāo)準(zhǔn)指南針指針的夾角，夾角越小，精度越高；同時(shí)記錄“指針轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活”“裝置是否穩(wěn)定”兩項(xiàng)指標(biāo)，填寫“測(cè)試記錄表”。分組測(cè)試：學(xué)生按教材方法進(jìn)行測(cè)試，記錄數(shù)據(jù)（如“浮水法指南針：夾角5°，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，水面波動(dòng)時(shí)不穩(wěn)定”）。師生互動(dòng)：師：“你們的測(cè)試結(jié)果怎么樣？比如夾角大于10°，可能是什么原因？”生：分組分析（如“我們的鋼針磁化方向反了，所以指針指的方向偏了”“浮水法的盤子里有水波紋，指針會(huì)晃”）。師：“針對(duì)這些問題，我們還能怎么優(yōu)化？比如‘水面波動(dòng)’，可以用什么代替盤子裝水？（引導(dǎo)學(xué)生思考：用帶蓋子的透明盒子裝水，減少風(fēng)吹影響）”生：根據(jù)分析進(jìn)行二次優(yōu)化，如重新磁化鋼針、更換裝水容器。設(shè)計(jì)意圖：通過精度測(cè)試與二次優(yōu)化，讓學(xué)生理解“制作-測(cè)試-改進(jìn)”的科學(xué)流程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度與問題解決能力，突破“分析調(diào)試”的教學(xué)難點(diǎn)。拓展延伸：創(chuàng)意指南針“大比拼”教材內(nèi)容拓展：展示教材第84頁“創(chuàng)意指南針案例”——帶刻度盤的支架指南針（在支架底座貼方位刻度紙）、防水浮水指南針（用密封盒子裝水）、便攜懸掛指南針（將懸掛裝置固定在鑰匙扣上）。創(chuàng)意設(shè)計(jì)：學(xué)生以小組為單位，結(jié)合生活需求（如“戶外探險(xiǎn)”“桌面學(xué)習(xí)”），設(shè)計(jì)“個(gè)性化創(chuàng)意指南針”，用畫圖+文字的方式描述“創(chuàng)意點(diǎn)”（如“我們?cè)O(shè)計(jì)‘戶外便攜指南針’，把支架法指南針裝在小盒子里，盒子上畫刻度，方便帶在書包里”）。師生互動(dòng)：師：“你們的創(chuàng)意指南針是為什么場(chǎng)景設(shè)計(jì)的？這個(gè)創(chuàng)意能解決什么問題？”生：“我們?yōu)椤晏鞈敉狻O(shè)計(jì)，給浮水指南針的盒子加了防水蓋，下雨時(shí)水不會(huì)漏進(jìn)去?！睅煟骸斑@個(gè)創(chuàng)意很實(shí)用！大家還要考慮創(chuàng)意是否容易實(shí)現(xiàn)，比如材料是否好找、制作步驟是否簡單?！保?）設(shè)計(jì)意圖：通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，將課堂知識(shí)與生活需求結(jié)合，落實(shí)“態(tài)度責(zé)任”中“創(chuàng)新意識(shí)”的目標(biāo)，同時(shí)拓展對(duì)“指南針應(yīng)用場(chǎng)景”的認(rèn)知。成果展示與交流1.成果展示：各小組依次展示“改進(jìn)版指南針”“測(cè)試記錄表”“創(chuàng)意設(shè)計(jì)圖”，演示指南針的使用方法，介紹改進(jìn)點(diǎn)與優(yōu)化過程（如“我們?cè)瓉淼闹Ъ芊ㄖ改厢樦羔樋D，打磨支架頂端后，指針轉(zhuǎn)得很靈活，測(cè)試夾角從15°變成了3°”）。2.互評(píng)環(huán)節(jié)：學(xué)生根據(jù)“制作規(guī)范性（是否按教材步驟）”“性能表現(xiàn)（精度、靈活性、穩(wěn)定性）”“創(chuàng)意實(shí)用性”三個(gè)維度，對(duì)其他小組作品打分，提出改進(jìn)建議（如“你們的創(chuàng)意指南針刻度很清楚，如果把支架做得更輕，會(huì)更方便攜帶”）。3.師生總結(jié)：教師肯定學(xué)生的成果，強(qiáng)調(diào)：“這節(jié)課我們從‘找問題’到‘做改進(jìn)’，再到‘測(cè)精度’，不僅學(xué)會(huì)了制作更好用的指南針，還掌握了‘發(fā)現(xiàn)問題-解決問題’的科學(xué)方法。很多小組的創(chuàng)意設(shè)計(jì)特別棒，體現(xiàn)了大家的思考與創(chuàng)新！”4.設(shè)計(jì)意圖：通過成果展示與互評(píng)，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力、批判性思維與合作意識(shí)，讓學(xué)生在交流中深化對(duì)“改進(jìn)指南針”的認(rèn)知，增強(qiáng)實(shí)踐成就感。小結(jié)1.知識(shí)梳理：本節(jié)課我們分析了簡易指南針的不足（指針不靈活、裝置不穩(wěn)定、指向不精準(zhǔn)），學(xué)習(xí)了浮水法、支架法、懸掛法三種改進(jìn)方法，掌握了“制作-測(cè)試-優(yōu)化”的完整流程，還設(shè)計(jì)了個(gè)性化創(chuàng)意指南針。2.能力回顧：通過小組討論、方案設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作、精度測(cè)試，我們培養(yǎng)了問題分析、實(shí)驗(yàn)操作、邏輯推理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，學(xué)會(huì)了用教材工具（如checklist、測(cè)試表）輔助實(shí)踐。3.情感升華：改進(jìn)指南針的過程中，大家遇到了很多困難，但都堅(jiān)持解決了，這種“不放棄”的精神很可貴