小学科学冀人版（2024）四年级上册（2024）17 自制走马灯大比拼教案设计

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本课是冀人版小学科学四年级上册第四单元冷与热的科技擂台实践课，是学生学习空气受热上升、冷热空气对流知识点后的综合应用拓展课程。教材以自制走马灯、开展比拼活动为核心载体，串联热空气流动的科学原理，实现理论知识与动手实践的深度结合。
课本原文内容：走马灯是我国传统民俗工艺品。点燃走马灯内的蜡烛，灯罩就会慢慢转动起来。我们可以利用热空气上升的原理，动手制作一个走马灯，比一比谁的走马灯转动更平稳、更持久。制作走马灯需要纸杯、细铁丝、蜡烛、剪刀、牙签、胶带等材料。制作完成后，调整灯罩角度、悬挂高度，测试走马灯的转动效果，探究让走马灯转得更好的方法。
本课立足新课标探究实践要求，聚焦工程技术实践，引导学生在制作、调试、比拼中，深化对热对流现象的认知，培养学生动手创新、问题排查、合作探究的能力，同时渗透传统科技文化教育，增强学生文化自信。课程兼具知识性、实践性、趣味性，是落实科学核心素养的重要实践课时。
二、核心素养目标
1. 科学观念：学生能够熟练掌握热空气上升、冷热空气对流的基本原理，明确走马灯转动的核心科学原因，知道结构、角度、高度会影响走马灯的转动效果。
2. 科学思维：通过观察、对比、调试走马灯，引导学生分析实验现象与结构设计的关联，学会排查制作中的常见问题，初步形成严谨的推理思维和优化创新思维。
3. 探究实践：能独立完成走马灯的规范制作、安全测试与调试，熟练掌握实验操作步骤，能小组合作完成比拼活动，提升动手实践和团队协作能力。
4. 态度责任：了解走马灯的传统科技价值，感受古人的智慧，养成安全实验、规范操作、精益求精的科学探究习惯，乐于分享探究成果。
三、教学重难点
1. 教学重点：掌握走马灯的标准制作流程，理解走马灯依靠冷热空气对流转动的科学原理。
2. 教学难点：精准调试走马灯结构，解决转动卡顿、不转动、转速不稳等问题，自主优化制作方案，提升走马灯转动效果。
四、教学方法
1. 演示法：教师标准化演示走马灯制作、点火测试、调试全过程，明确安全规范和操作要点，直观解决学生操作盲区。
2. 探究实验法：学生自主动手制作、测试、调试，在实操中发现问题、解决问题，落实探究实践素养。
3. 小组合作法：以4人小组为单位分工协作，完成制作、比拼、成果交流，培养合作能力。
4. 差异化指导法：针对学困生简化操作难点，针对优等生布置创新优化任务，实现分层教学。
五、教学过程（40分钟）
本节课为单课时完整教学，全程40分钟，环节清晰、实操性强，适配四年级学生认知水平。
（一）情境导入，激趣启思（5分钟）
教师话术：同学们，大家见过传统走马灯吗？古代的走马灯点亮之后，不用电力、不用人力，就能自动旋转，非常神奇。今天我们就走进科技擂台，亲手制作走马灯，解锁传统工艺里的科学奥秘，还要开展走马灯大比拼，看看谁的作品最优秀。
教师操作：播放1分钟走马灯动态旋转视频，展示成品走马灯实物，引导学生观察灯罩转动现象。
互动提问1：大家仔细观察，走马灯点亮后为什么会自己转动？谁能结合我们之前学过的冷热空气知识猜一猜？
学生预设回答：蜡烛加热空气，热空气往上跑，推动灯罩转动。
教师小结：大家猜测得很准确！走马灯转动的秘密就是热空气上升、冷热空气对流。今天我们就通过动手制作，验证这个科学原理。
（二）新知讲解，明确任务（7分钟）
教师讲解：首先我们齐读课本原文，明确本节课学习内容。师生共同朗读课本指定原文，教师同步解读核心知识点。
教师话术：结合课本内容，我们可以知道，走马灯的动力来自蜡烛加热后的热空气。蜡烛燃烧加热灯内空气，热空气密度变小向上流动，从灯罩开口处冲出，产生推力带动灯罩旋转，下方冷空气持续补充，形成循环对流，走马灯就能持续转动。
教师展示材料：今天我们的制作材料有纸杯、细铁丝、蜡烛、剪刀、牙签、胶带，大家检查自己小组的材料是否齐全。
分层任务布置：基础任务是完成标准走马灯制作，实现正常转动；提升任务是优化灯罩角度、高度，让走马灯转动更平稳、更持久；创新任务是改造灯罩样式，提升美观度和转动效果。
（三）示范实操，分步指导（10分钟）
教师全程分步示范，每一步同步讲解操作要点、安全注意事项，学生跟随操作。
步骤一：制作灯罩扇叶。教师话术：取出纸杯，用剪刀均匀剪出4-6个长方形开口，开口宽度一致、间距均匀，保留杯口边缘不剪断，将剪开的纸片轻轻向外倾斜掰出15°左右角度，这是转动的关键扇叶。提醒学生小心使用剪刀，避免划伤。
步骤二：制作悬挂支架。教师话术：取细铁丝，弯折成圆形支架，贴合纸杯杯口，两端预留悬挂支点，保证支架平整、无歪斜，避免灯罩倾斜卡顿。
步骤三：组装固定。教师话术：用胶带将铁丝支架固定在纸杯外侧，在纸杯底部中心戳小孔，插入牙签作为旋转支点，保证支点居中、灵活转动。
步骤四：安全测试。教师话术：小组指定专人负责点火，其他同学保持安全距离，点燃蜡烛后，将组装好的走马灯平稳悬挂在蜡烛上方，观察转动现象。严禁用手触碰火焰和高温灯体。
差异化指导：学困生教师一对一帮扶扇叶角度调整、支点居中问题；优等生自主尝试改变扇叶数量、角度，对比转动效果。
（四）自主调试，擂台比拼（12分钟）
1. 自主调试环节：学生自主测试作品，针对不转动、卡顿、转速慢等问题自主排查。教师话术：如果走马灯不转动，大家检查三点，一是扇叶角度是否合适，二是支点是否卡顿，三是蜡烛与灯罩高度是否适中。
2. 小组比拼规则：以转动时长、平稳度、美观度为评分标准，小组依次展示作品，全班互评、教师点评。
3. 互动交流话术：请各小组说一说，你们的走马灯一开始有没有问题？是怎么调试优化的？发现了什么科学规律？
学生分享后教师总结：扇叶角度适中、支点灵活、高度合理，走马灯转动效果最好，这就是科学优化的意义。
（五）课堂小结，梳理收获（6分钟）
教师话术：本节课我们亲手制作了传统走马灯，谁能说一说走马灯的转动原理是什么？制作成功的关键是什么？
师生共同梳理：核心原理是冷热空气对流、热空气上升；制作关键是结构对称、扇叶角度合理、支点灵活、高度适宜。同时我们感受到了中国传统民间科技的魅力。
六、作业设计（差异化分层）
1. 基础作业：回家独立复述走马灯转动的科学原理，向家人展示自己的走马灯作品，讲解制作过程。
2. 提升作业：记录走马灯调试过程中遇到的问题及解决方法，撰写3-5条实验小结。
3. 创新作业：改造走马灯结构，尝试更换材料、调整扇叶数量，优化转动效果，下次课堂展示创新成果。
七、结语
小小的走马灯，蕴藏着大大的科学智慧，是我国古代劳动人民创新创造的结晶。本节课同学们通过动手实践、自主探究，熟练掌握了热对流的科学知识，提升了动手实践和创新优化能力。希望大家今后善于观察生活中的科学现象，勇于动手探究、大胆创新，传承传统科技文化，用科学知识发现生活之美、创造生活之美。
八、板书设计（简练规范）
17 自制走马灯大比拼
1. 原理：热空气上升 → 冷热空气对流
2. 制作关键：角度均匀、支点灵活、高度适宜
3. 素养：动手实践、优化创新、传承智慧