青岛版（六三制2017秋）科学六年级上册第七单元《设计与工程》大单元整体教学设计.docxVIP

大单元教学设计

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小学科学（青岛版）六年级上册

第七单元《设计与工程》

、

基本信息

学科

小学科学

版本

青岛版·六三制

年级

六年级上册

单元名称

第7单元《设计与工程》

单元主题

创意飞行器——设计与工程的实践探索

课时安排

4课时

一、单元主题

创意飞行器——设计与工程的实践探索

围绕水火箭的设计、制作与能源创新，引导学生经历完整的工程实践过程，培养系统思维与技术应用能力。

二、单元大情景

“太空探索夏令营”

学生化身“航天工程师”，参与为期三周的太空探索任务：

1.任务一：设计水火箭（《设计水火箭》）——分析反冲原理，绘制设计图；

2.任务二：制作发射器（《制作与发射水火箭》）——动手制作并调试水火箭；

3.任务三：能源升级（《太阳能小台灯》）——改造为太阳能供电，解决能源可持续问题。

最终目标：举办“校园航天博览会”，展示水火箭模型与创新方案。

三、课程标准分析

核心概念

13.工程设计与物化

学习内容

13.1工程需定义问题；

13.2设计需考虑材料与限制条件；

13.3物化需迭代改进

学段目标

（5-6年级）

①能提出满足限制条件的设计方案；

②制作实物模型并测试优化；

③理解科技产品对可持续发展的意义

四、单元教材分析

本单元为青岛版小学科学六年级上册第七单元《设计与工程》，包含《设计水火箭》、《制作与发射水火箭》、《光伏发电系统》三课。

（一）第23课《设计水火箭》

1.核心内容：

（1）认识水火箭的结构（整流罩、压力舱、尾翼、喷嘴）及动力原理（反冲现象）。

（2）设计水火箭方案，明确材料选择（如可乐瓶、硬纸板）、工具使用（剪刀、刻刀）及结构设计图。

（3）通过可行性评估表，分析设计是否符合原理、材料是否易加工、操作是否安全。

2.实践重点：培养学生工程思维，强调设计方案的科学性与安全性。

（二）第24课《制作与发射水火箭》

1.核心内容：

（1）按设计方案制作箭体，安装尾翼，调试喷嘴。

（2）探究装水量（无水/满水/半水）和发射角度（30°/45°/60°）对飞行高度和距离的影响。

（3）强调发射安全：选择空旷场地，避免朝向人群。

2.实践重点：通过实验数据优化设计，体现“设计-制作-测试-改进”的工程流程。

（三）第25课《光伏发电系统》

1.核心内容：

（1）理解光伏发电原理（光能→电能），认识系统组成（光伏板、充电电池、二极管、LED灯）。

（2）分析光伏发电的环保价值（节能减排、减少污染）及社会应用（并网供电、回收再利用）。

（3）结合《可再生能源法》，探讨新能源对国家生态文明建设的意义。

2.实践重点：制作简易光伏发电模型，培养创新应用与环保责任意识。

三课以“工程设计流程”为主线，形成递进式学习链条：

1.设计阶段（《设计水火箭》）：聚焦方案构思与可行性分析，奠定工程基础。

2.物化阶段（《制作与发射水火箭》）：将设计转化为实物，通过测试数据优化模型，体现迭代改进。

3.创新拓展阶段（《光伏发电系统》）：将工程思维迁移至新能源领域，强调科技与社会的互动关系。

通过本单元学习，学生将系统掌握工程设计方法，并形成“科技服务社会”的创新意识。

五、教学目标

科学观念

理解反冲动力原理、太阳能转化原理及工程迭代流程

科学思维

通过对比实验优化设计方案，运用建模思维分析结构功能

探究实践

安全使用工具制作模型，设计变量实验（如水量对射程影响）

态度责任

培养环保意识（太阳能应用）、团队协作与安全操作习惯

六、学情分析

1.年龄特点：六年级学生抽象思维初具，对航天主题兴趣浓厚，但工程实践缺乏系统性经验。

2.认知基础：已知电路基础（五年级）、力与运动（四年级），但对“反冲”“能源转化”缺乏深度理解。

3.学习难点：

（1）结构稳定性设计（如尾翼角度）；

（2）数据分析（发射高度与变量关系）；

（3）太阳能电路连接。

七、活动设置

（一）任务1：破解反冲密码（《设计水火箭》）

1.活动主题：反冲实验室

2.目标：通过实验归纳“反冲力与运动方向相反”的规律。

3.达成方式：

①实验：气球喷气推动小车（科学+数学：测量移动距离）；

②设计水火箭草图（美术：标注喷嘴、压力舱、尾翼功能）。

（二）任务2：火箭工程师（《制作与发射水火箭》）

1.活动主题：发射挑战赛

2.目标：制作可发射的水火箭模型，调试稳定性。

3.达成方式：

①用可乐瓶制作箭体，测试不同尾翼角度对飞行轨迹的影响（劳动教育+数据记录）；

②发射比赛：记录装水量（30ml/50ml）与发射高度关系（信息技术：慢动作视频分析）。

（三）任务3：绿色能源升级（《太阳能小台灯》）

1.活动主题：太阳能改造计划

2.目标：设计太阳能供电方案，理解光能转化原理。

3.达成方式：

①实验