活动二 神奇的风帆教学设计小学综合实践活动五年级下册沪科黔科版

活动二神奇的风帆教学设计小学综合实践活动五年级下册沪科黔科版课题课时设计思路一、设计思路以课本风帆知识为基础，结合五年级学生认知特点，通过“观察探究—设计制作—测试改进”实践活动，引导学生认识风帆结构与作用，运用简单材料制作风帆模型，通过吹风测试优化设计，培养动手能力与合作意识，联系生活实际感受科技与生活的联系。核心素养目标二、核心素养目标通过风帆模型设计与制作，发展实践创新素养，提升动手操作与优化设计能力；通过观察风帆结构与作用，培养科学探究素养，形成“结构决定功能”的认知；在合作测试改进中，增强责任担当意识，感受科技与生活的联系，激发对工程技术的兴趣。教学难点与重点1.教学重点，①风帆的结构（形状、面积、材料）与受力作用的关系，理解课本中“结构决定功能”的核心概念；②设计制作风帆模型的步骤与方法，包括材料选择、图样绘制、组装技巧，落实课本实践活动要求。

2.教学难点，①理解风帆结构（如弧度、面积大小）对风能利用效率的影响，需通过实验观察与数据分析突破；②在制作过程中对风帆形状的优化调整，如帆面弧度、固定方式的设计，需结合测试结果改进，符合课本“测试—改进”的实践逻辑。教学资源准备1.教材：每位学生配备沪科黔科版五年级下册综合实践活动教材，重点查阅“神奇的风帆”章节内容。

2.辅助材料：准备风帆结构示意图、不同形状风帆受力对比图表、风帆工作原理视频及优秀学生作品图片。

3.实验器材：每组配备硬纸板、竹签、剪刀、透明胶带、电风扇（安全电压），确保材料完整、工具安全。

4.教室布置：设置分组讨论区（4-6人/组）和实验操作台，预留展示区用于摆放风帆模型。教学流程1.导入新课（5分钟）

播放帆船比赛视频片段，提问：“为什么帆船能逆风前进？帆的形状和大小对航行有什么影响？”引导学生观察视频中不同帆船的帆面结构，结合课本PXX“风帆的奥秘”插图，激发探究兴趣。

2.新课讲授（15分钟）

①风帆结构与功能关系：结合课本图示分析三角形帆、梯形帆的受力特点，举例“三角形帆受力集中，适合快速转向；大面积帆受风强，但需稳定结构支撑”，理解“结构决定功能”。

②设计制作步骤：演示材料选择（硬纸板轻便、竹签坚固）、图样绘制（标注帆高、帆宽比例）、组装技巧（帆面与桅杆用胶带固定成15°角），落实课本“设计—制作”流程。

③测试改进方法：讲解用风扇模拟风力（中档风速），测量模型船行驶距离（起点到终点直线距离），记录数据并分析“帆面弧度与行驶距离的关系”，对应课本“测试—优化”实践要求。

3.实践活动（12分钟）

①分组设计：4人小组合作，根据课本“风帆设计参考表”，绘制帆面草图（标注尺寸、弧度），教师巡视指导弧度设计（如15°-30°）。

②动手制作：利用硬纸板裁剪帆面，竹签做桅杆，组装时确保帆面与船身垂直，用胶带固定连接处，避免松脱。

③测试记录：将模型船放入水槽（或地面用胶带标记航道），开启风扇吹3秒，测量并记录每组船的行驶距离，填写课本“测试数据表”。

4.学生小组讨论（8分钟）

①帆面弧度影响：举例回答“弧度15°时船走5米，弧度30°时走7米，说明适度弧度能更好兜风，但太大反而兜风过多，船会侧翻”。

②固定方式重要性：举例回答“用双面胶固定帆面，风大时会脱落；用胶带缠绕两圈，船行驶时帆面稳定，不会变形”。

③材料选择优化：举例回答“用厚卡纸做帆面太重，船行驶慢；用薄硬纸板轻便，受风好，跑得远”。

5.总结回顾（5分钟）

梳理重点：风帆结构（形状、弧度）与功能的关系，设计制作需考虑材料轻便、结构稳定；难点：通过测试数据优化帆面弧度（如30°左右效率最高）。强调“观察—设计—测试—改进”的科学实践方法，展示优秀模型并点评合作成果，布置课后任务：观察生活中利用风能的物品，记录其结构特点。拓展与延伸1.拓展阅读材料推荐

《少年科学画报》2023年第4期《风帆的智慧：从古代战船到现代帆船》，详细介绍了不同历史时期风帆结构的演变，如阿拉伯三角帆的转向原理、中国福船的平衡帆设计，对应课本“风帆的结构与功能”知识点，帮助学生理解结构随需求变化的科学逻辑。

沪科黔科版配套《综合实践活动学习手册》五年级下册“风能的妙用”章节，包含“风力发电机叶片与风帆的相似性”分析，通过对比风帆与叶片的曲面设计、受力特点，深化“结构决定功能”的认知，衔接课本“测试改进”环节中对曲面优化的探究。

《动手做》杂志2023年第6期《简易风帆模型创意设计》，提供3种不同场景的风帆制作方案（湖泊竞速、风向适应、载重优化），每种方案标注材料选择（如轻质布料、可调节桅杆）和测试方法，可直接作为课后制作参考，落实课本“设计制作”实践活动要求。

2.课后自主探究活动

（1）生活中的风帆观察记录

活动内容：观察公园湖面遥控帆船、海边渔船或城市景观风帆装置，记录不同风帆的形状（三角形/梯形/矩形）、材料（布/塑料/金属）、数量（单帆/多帆），结合课本“风帆受力分析”知识，推测其设计用途（如竞速需轻便帆面，渔船需稳定载重帆）。

实施步骤：①用手机拍摄不同风帆照片；②绘制简易结构图，标注关键尺寸；③撰写100字观察报告，说明“为什么这个场景选择这种风帆”。

预期收获：建立“风帆结构—功能—应用场景”的联系，培养观察与归纳能力。

（2）风帆材料对比实验

活动内容：选取3种常见材料（薄纸板、棉布、塑料袋），按课本“风帆设计参考表”制作相同尺寸（20cm×15cm）、相同弧度（20°）的帆面，用矿泉水瓶制作船身，电风扇（中档）模拟风力，测量每组模型在3秒内的行驶距离，记录数据并分析。

实施步骤：①制作3组模型，每组用不同材料；②在地面标记2米航道，起点放置模型；③开启风扇3秒后测量船尾位置到起点的距离；④填写“材料—距离”对比表，得出“哪种材料更适合做风帆”的结论。

预期收获：通过实证理解材料特性（轻便、韧性、防水）对风帆性能的影响，突破“材料选择”难点。

（3）古代风帆与现代科技融合探究

活动内容：查阅资料，对比郑和宝船的“硬帆”（竹骨架+篷布）与现代奥运帆船的“软帆”（碳纤维桅杆+弹性膜），分析两者在结构、材料、操控上的差异，思考“古代智慧如何为现代帆船设计提供灵感”。

实施步骤：①收集宝船与帆船的结构图片各2张；②从“承重能力、抗风性、操控灵活性”三方面对比；③撰写150字短文，举例说明“宝船的平衡帆设计对现代多帆船的启发”。

预期收获：感受科技发展中的传承与创新，深化对“工程思维”的理解，呼应课本“科技与生活”的联系。

（4）创意风帆设计挑战

活动内容：结合课本“测试改进”经验，设计一款特殊场景风帆（如沙漠地区风力发电辅助帆、城市屋顶通风帆），要求说明设计理念（解决什么问题）、结构特点（形状、材料、固定方式），绘制设计图并标注关键尺寸。

实施步骤：①明确设计场景与目标；②绘制草图并标注功能说明；③用文字描述“如何通过测试优化设计”（如调整帆面弧度以适应沙漠风向变化）。

预期收获：迁移课本所学，培养创新思维与工程规划能力，落实“实践创新”核心素养。板书设计①**风帆结构功能关系**

-形状：三角形（转向灵活）、梯形（受风稳定）

-面积：大帆（风力强）、小帆（操控易）

-材料：轻便（硬纸板）、坚韧（竹签）

-核心词：结构决定功能（课本PXX）

②**设计制作步骤**

-材料选择：轻便性、安全性（硬纸板+竹签）

-图样绘制：标注尺寸、弧度（15°-30°）

-组装技巧：帆面垂直桅杆、胶带固定（课本“设计—制作”流程）

③**测试改进方法**

-测试工具：电风扇（中档风速）、水槽/航道

-数据记录：行驶距离、帆面状态（课本“测试数据表”）

-优化方向：弧度调整（30°效率最高）、材料更换（薄硬纸板）典型例题讲解1.题目：分析三角形风帆和梯形风帆的功能差异。

答案：三角形风帆转向灵活，适合快速转向；梯形风帆受风稳定，适合长距离航行。

2.题目：在制作风帆模型时，为什么选择硬纸板作为材料？

答案：硬纸板轻便、易裁剪，适合学生操作，且能承受风力，不易变形。

3.题目：描述测试风帆模型的方法，并说明如何根据测试结果改进设计。

答案：测试方法：用电风扇模拟风力，测量模型船行驶距离。改进：根据距离数据，调整帆面弧