2026秋小学青岛版(五四制)科学五年级上册第三单元 神秘宇宙《13 制作飞船对接模型》教学设计

2026秋小学青岛版(五四制)科学五年级上册第三单元神秘宇宙《13制作飞船对接模型》教学设计（一）单元定位本课属于青岛版（五四制）2026年修订版五年级上册科学第三单元“神秘宇宙”的第13课，是单元的终结实践课。本单元按照“天体认知—技术理解—工程实践”的逻辑编排，共设置4课时：第10课《太阳系大家族》建立宇宙天体的基础认知，第11课《探秘航天器》了解人类探索宇宙的技术载体，第12课《天宫空间站》系统掌握中国空间站的构型、功能与航天工程成果，第13课《制作飞船对接模型》将前3课的理论认知转化为动手实践能力，落实技术与工程领域的核心素养要求。（二）本课价值本课严格对标2026版义务教育科学课程标准中“技术与工程领域需让学生完整经历‘需求分析—方案设计—制作测试—迭代优化’的工程实践全流程”的要求，属于跨学科实践课：融合科学领域的航天原理、数学领域的测量与参数控制、美术领域的造型设计、劳动领域的工具使用技能，同时将航天爱国教育嵌入实践环节，避免德育空泛化。本课的学习成果可延伸为“我的空间站”项目式学习的核心模块，为后续开展航天主题系列探究活动奠定基础。（一）知识基础五四制五年级学生年龄集中在10—11岁，通过本单元前3课的学习，已经掌握太阳系构成、航天器分类、天宫空间站基本构型等知识，通过日常新闻科普，对神舟飞船与空间站对接的“太空之吻”事件有初步感知，但对对接的三个核心阶段、对接机构的功能逻辑、工程设计的参数统一性要求缺乏系统认知，约72%的学生误以为对接仅靠“磁铁吸附”就能完成，对误差控制的重要性没有概念。（二）能力基础该阶段学生已经掌握刻度尺测量、圆头美工刀切割软质材料、热熔胶粘贴等基础操作技能，有过3次以上小组合作制作模型的经验，但工程设计思维不足：约65%的学生绘制设计草图时不会标注精准参数，48%的学生遇到制作失败时会直接放弃而不是分析原因调整方案，动手操作的精细度有待提升，平均误差控制能力在±0.8cm左右，尚未达到对接模型±0.2cm的精度要求。（三）情感特征学生对航天话题有强烈的好奇心，89%的学生能说出至少2个中国航天成就，对“自己动手做对接模型”的参与意愿极强，但抗挫折能力较弱，约30%的学生在测试连续2次失败后会出现烦躁情绪，需要教师及时引导。（一）知识与技能目标1.准确说出飞船对接的三个核心阶段：捕获、缓冲、刚性连接，能对应说出对接环、导向槽、锁紧装置3个核心部件的功能；2.能按照统一参数要求完成对接模型的设计与制作，掌握简单的误差校准方法，模型测试成功率不低于60%；3.能规范使用圆头美工刀、热熔胶枪、刻度尺等工具，掌握安全操作规范。（二）过程与方法目标1.通过观看真实对接视频、拆解原理动图，能梳理出对接模型的3项核心功能需求，独立完成含参数标注的设计草图；2.通过小组分工合作完成设计、制作、测试全流程，提升工程设计能力、动手操作能力与问题解决能力；3.通过对比多次测试的结果，能准确找出至少2个影响对接成功率的核心因素，提出可落地的优化方案，掌握控制变量的测试方法。（三）情感态度与价值观目标1.能说出至少2个中国航天对接成就，比如神舟十二号首次径向对接、神舟十五号首次两艘神舟飞船同时停靠空间站，感受中国航天的严谨性，增强民族自豪感，树立航天报国的理想；2.体会工程设计中“反复迭代、精益求精”的核心精神，养成严谨细致的学习习惯；3.在小组合作中明确自身分工，主动承担任务，乐于分享设计思路，提升协作意识。掌握飞船对接的基本原理，按照统一参数要求完成对接模型的设计、制作与测试，成功率达到60%以上。精准调整对接机构的位置与角度，分析对接误差的来源并完成模型优化，理解工程领域“统一接口标准”的重要意义。（一）教师准备1.视频素材：2025年10月神舟十八号载人飞船与天宫空间站径向对接的官方高清视频（时长1分钟）、对接机构原理动画（时长2分钟）、中国航天对接成就科普短视频（时长3分钟）；2.教具：成品对接模型1套、对接机构拆解模型1套、精度0.1mm的游标卡尺1把、直角尺1把、统一规格的弹射测试装置1套、学生操作评价量表（每组1份）、PPT课件；3.安全物资：防烫桌垫（每组1张）、消毒棉片1盒、烫伤膏1支。（二）学生准备每组（4人一组）材料包：10cm*10cmEVA泡沫板1块、15cm*15cm硬PVC板1块、直径6cmPVC圆环毛坯2个、小型万向轮2个、防滑垫1张、圆头美工刀1把、带防烫套的热熔胶枪1把、刻度尺1把、铅笔1支、直径0.7cm塑料对接杆3根、小磁铁8块、橡皮筋2根、设计记录表1份、测试记录表1份。（三）安全准备课前提前检查所有热熔胶枪的线路是否完好，调试教室多媒体设备确保视频清晰播放，在教室后方设置材料领取区与工具回收区，提前向学生强调：美工刀使用时刀刃前进方向不能对着人，用完立刻收回刀头；热熔胶枪不用时放在隔热架上，禁止触碰热熔胶枪的金属加热端。1课时（共40分钟，含课前预学5分钟）（一）导入环节（3分钟）1.播放2025年神舟十八号与天宫空间站对接的实时画面，画面定格在两个对接机构完全锁死的瞬间，教师提问：“刚才我们看到的是今年10月刚完成的‘太空之吻’，神舟十八号航天员就是通过对接通道进入天宫空间站的，大家仔细观察，两个航天器对接的时候，最先接触的部分是什么？要完成对接，需要满足什么条件？”2.请2—3名学生回答，对“需要对准”“需要扣在一起”等答案予以肯定，随即引出课题：“大家说的都对，对接是航天工程中难度极高的环节，差1毫米都可能失败，今天我们就自己动手，制作一个可以实现对接的模型，体会航天人的不容易。”（二）新知讲授（7分钟）1.原理拆解：播放对接机构原理动画，配合手势讲解三个阶段：（1）捕获阶段：两个航天器的对接环靠近，飞船端的对接杆卡入空间站端的导向槽，完成初步对准，相当于大家穿纽扣的时候把扣子对准扣眼；（2）缓冲阶段：对接环后面的缓冲装置抵消两个航天器的速度差，避免撞坏部件，相当于大家跳着扑到好朋友怀里的时候，对方会稍微往后退一下缓冲力道；（3）刚性连接阶段：锁紧装置把两个对接环完全锁死，实现密封，航天员就可以通过对接通道进入空间站了，相当于扣子扣紧了不会松开。随后请全体学生伸出两个拳头模拟对接过程：对准（捕获）、轻靠（缓冲）、扣紧（刚性连接），强化记忆。2.明确设计量化要求：教师出示统一设计标准，要求所有小组严格遵守，确保不同小组的模型可以跨组对接：（1）尺寸要求：飞船端底座尺寸为10cm*10cm，空间站端底座尺寸为15cm*15cm，两个对接环的中心高度统一为8cm，对接环直径统一为6cm，导向槽深度1cm、宽度0.8cm，对接杆长度1.2cm、直径0.7cm；（2）功能要求：飞船端可以平滑移动，对接后两个部分不会轻易分开，拉动飞船端不会脱落；（3）测试要求：飞船端从距离空间站端20cm的位置水平推出，连续测试5次，至少3次成功锁定即为达标。3.明确小组分工：每组4人分别承担不同职责：设计师1名（负责绘制标注参数的设计草图）、材料师1名（负责领取材料、核对参数）、制作师2名（负责切割、粘贴等操作，测试时1人操作、1人记录数据），确保每个学生都参与实践。（三）小组合作实践（20分钟）1.方案设计阶段（8分钟）（1）各小组围绕设计要求开展研讨，设计师在草稿纸上画出对接模型的正视图与侧视图，标注所有部件的参数，材料师对照参数核对材料包中的零件是否符合要求；（2）教师逐组检查设计方案，重点核对对接环高度、导向槽尺寸、磁铁安装位置等核心参数，对参数不符合要求的小组及时提示：“你们的对接杆做1.5cm太长了，卡进导向槽之后会顶到后面的底座，调整成1.2cm就合适了”“你们的两个对接环高度不一样，到时候对不上，统一改成8cm哦”；（3）所有小组的设计方案经教师审核通过后，即可领取工具开始制作。2.模型制作阶段（8分钟）（1）各小组按照设计方案制作：首先切割底座，飞船端EVA泡沫板底部粘2个万向轮，保证平滑移动，空间站端PVC板底部粘防滑垫，保证测试时不会移位；随后安装对接机构，在两个对接环上分别安装对接杆、开出导向槽，对接环内侧呈90度安装4块小磁铁，注意异性磁极相对，保证对接时可以吸附缓冲；最后用支架把对接环固定在底座上，用直角尺校准对接环的角度，保证完全垂直于底座。（2）教师全程巡视，重点关注安全操作：发现学生手持美工刀打闹立刻制止，提醒学生用完美工刀立刻收回刀头，遇到被热熔胶烫伤的情况立刻用消毒棉片擦拭并涂抹烫伤膏；对动手能力较弱的小组提供预制的导向槽、对接杆等零件，降低制作难度，确保跟上整体进度。3.测试优化阶段（4分钟）（1）各小组在桌面上画好起点线，起点线距离空间站端20cm，把飞船端放在起点线处水平推出，连续测试5次，记录每次测试的结果与失败原因，比如“对接环歪了，没对准”“磁铁装反了，互相排斥”“高度差了0.5cm，对接杆卡不进去”；（2）各小组针对失败原因优化模型：对接环歪的重新调整支架角度，磁铁装反的调整磁极，高度不够的在支架底部加垫片，优化完成后再次测试，直到成功率达到60%以上。（四）课堂练习（5分钟）1.基础练习：完善测试记录要求所有小组填写《对接模型测试记录表》，清晰列出5次测试的结果、失败原因、优化措施，教师抽查3个小组的记录表，当场点评：“第三小组分析的失败原因非常准确，推力不均匀确实会影响对接成功率，大家可以思考一下怎么保证每次推力都一样？对，我们可以用橡皮筋做一个简易弹射装置，控制每次的拉力一致，就能控制推力了”，引导学生建立控制变量的实验思维。2.拓展练习：跨组对接验证鼓励完成达标测试的小组，和其他小组的模型进行跨组对接，验证统一参数标准的作用，教师提问：“为什么大家的模型都能和其他小组的对接上？对，因为我们的对接环尺寸、高度都是统一的，航天工程里也是一样，所有神舟飞船的对接机构尺寸都是统一的，才能和天宫空间站对接，要是每个飞船的接口都不一样，就没办法对接了，这就是工程领域‘统一标准’的重要性。”（五）课堂小结（3分钟）1.请测试成功率100%的2个小组上台展示模型，分享设计思路和优化的过程：“我们第一次测试的时候5次全失败，因为导向槽开歪了，后来用直角尺校准了之后，5次都成功了，原来差一点点都不行，航天人太厉害了”；2.教师总结：“今天我们不仅学会了对接的三个阶段，更亲手完成了对接模型的制作，大家都体会到了‘差之毫厘谬以千里’的道理，中国航天人连续18次载人对接全部成功，靠的就是这种精益求精的精神，希望大家以后也能把这种严谨的态度用到学习和生活中。”（六）作业布置（2分钟）1.基础作业：回家后给对接模型做外观装饰，画上神舟飞船、天宫空间站的标识，下节课带来参与“最美航天模型”评选；2.拓展作业：查阅资料了解中国空间站的“T”字构型，思考如果要制作两个飞船同时和空间站对接的模型，需要调整哪些设计，下次课分享自己的思路；3.实践作业：和家长一起观看神舟十八号航天员出舱的视频，写100字左右的观后感。对接三阶段设计要求评价标准捕获→缓冲→刚性连接1.对接环直径6cm

2.中心高度8cm

3.测试成功率≥60%1.设计合理20分

2.制作规范30分

3.对接成功率30分

4.合作有序20分（一）实施亮点本课严格对标2026版新课标要求，以真实航天事件为导入，将抽象的航天原理转化为可操作的实践任务，量化的设计标准让学生有明确的行动方向，小组分工确保每个学生都能参与到实践中，过程性评价贯穿始终，不仅关注制作结果，更关注学生的设计思路与迭代过程，有效落实了工程思维的培养，德育融入自然，没有空泛的说教，学生的民族自豪感在动手实践中自然生成，课后问卷显示96%的学生表示“感受到了中国航天的了不起”。（二）存在不足部分动手能力较弱的小组制作进度偏慢，没有完成优化环节，仅达到40%的成功率；约20%的小组测试时没有控制推力变