三年级STEAM校本课程.pdf
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1、 1 目 录 第一章 点亮世界.2 第二章 小小放映员.4 第三章 牛顿摆模型.7 第四章 无影大力士.9 第五章 摩斯密码.12 第六章 疾驰飞船.15 第七章 日晷.16 第八章 消暑利器.18 第九章 走马观花.22 第十章 水主沉浮.25 第十一章 土棕色.27 第十二章 晴雨花.31 第十三章 旋转的玩偶.34 第十四章 刷刷车.36 第十五章 暖宝宝之谜.39 第十六章 电动飞雪.41 第十七章 脱水机.45 第十八章 水果电池.48 第十九章 哆来咪.51 第二十章 光纤灯.55 第二十一章 笼中小鸟.59 第二十二章 红绿灯.62 第二十三章 斜拉桥.65 第二十四章 纸朋友.
2、69 2 第一章 点亮世界 一、教学目标 1.认识基本电路元件 2.了解电路通电的条件 二、教学重难点 教学重点:认识简单电路元件和电路特性 教学难点:对闭合电路的意义理解 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 灯座,小灯泡,电池盒,导线,电池 灯座,小灯泡,电池盒,导线,电池 试剂 无 无 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程 回顾 回顾上次课所学知识,(1-2 个学生回答),教师总结 情境引入 大家家里都有很多的灯,哪位小朋友知道为什么灯会亮呢?学生思考回答。小朋友们家里有没有出现灯不亮的情况?大家想一想什么情况下灯会不亮呢?学生思考回答。老师可以用教室里的灯来演示,灯随着开关
3、的开和关而亮或灭。为什么呢?除了开关还有哪些因素会影响灯是亮还是灭呢?学生思考回答。老师总结学生的回答,引出今天灯课题:一起探究如何才能让电灯亮起来。实验过程 认识电路基本元件:电池、导线、开关、灯泡 让学生观察,每一个元件,看一看它有什么特性,想一想它的作用是什么?学生观察、思考回答。老师展示不同电池的图片,让学生观察这些电池的共同点是什么?(都有两面)再仔细观察手中的电池,想一想你觉得为什么要设置成这样呢?你有发现什么更加细节的东西吗?引导学生发现电池上的“+、-”标记。电池:相当于一个大水池,水池里面装满的是水,电池里面装满的是电,为灯泡提供能量;导线相当于一根一根的水管,负责将水池中的
4、水传输给灯泡,起到传递能量的作用;开关相当于一个水闸,能够控制让不让水管中的水通过,起到一个控制能量何时传递的作用;3 灯泡相当于一棵小树苗,需要有水源源不断的输入,才能健康成长,灯泡要有电流通过才会亮。电路的连接 利用材料包中的材料,想办法让小灯泡亮起来。1)小组讨论制定方案 2)动手探究,观察现象、汇总问题 问题一:没有形成闭合回路:有地方断开,电无法通过 问题二:造成短路:电没有经过灯泡,直接从另一个回路回到了电池负极 问题三:电池组正负极安装错误:每节小电池都有正负极,组成的电池组也需要有一个正极和一个负极用来连接导线。问题四:导线连接松动,接触不良 老师引导学生根据以上四种问题对自己
5、组装的电路进行一一排查,调整,直到灯泡点亮。3)学生总结要想让灯泡点亮,需要满足哪些条件:形成一个包含小灯泡在内的闭合回路。小灯泡相当于是一个山坡,电流需要耗费能量才能通过,而电流会优先走更好走的路,所以如果我们连接了不止一条闭合回路,其中有一条回路中只有导线没有小灯泡,那么电流会优先从这个回路通过,这样有小灯泡的回路中就没有电流通过,小灯泡也就不会亮。让同学们拆下一节电池来连接电路,会发现灯泡不亮,这是为什么呢?原来一节干电池电压是 1.5 伏特,灯泡亮起来需要 2.5 伏特的电压,所以灯泡不亮。知识拓展:人体安全电压是 36 伏特,家里用电电压 220 伏特,所以家里的电不能乱碰!五、教学
6、总结 学生回顾 教师总结 4 第二章 小小放映员 一、教学目标 1.了解有关光学的物理知识,理解有关电路的常识。2.了解放映机的原理、制作一个简易放映机 3.培养学生科学思维、动手能力以及团队合作能力。二、教学重难点 教学重点:掌握幻灯机的原理 教学难点:明白幻灯机的工作原理是利用物距在2 倍焦距和 1 倍焦距之间时凸透 镜成倒立放大的实像 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 小小放映机套装,电池 小小放映机套装,电池 注意二极管的正负极使用方法 试剂 无 无 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程 回顾 回顾上次课所学知识,5 分钟(1-2 个学生回答),教师总结 情境引入(5
7、分钟)同学们喜不喜欢看电影?有没有去过这样的电影院(展示老式放映机电影院图片)?这种电影院里是怎么放出大家喜爱的电影的(学生思考并回答)。老师总结:这个是老式的胶卷放映机,里面的胶卷图像,通过灯光的照射把胶卷图像放大并且投射到荧幕上,胶卷是连续转动的,这样荧幕上就会形成连续的图像,看起来就像是一整个连贯的动画。引出课题:我们今天的任务就是要了解放映机的原理,并亲手制作一个小小放映机。实验过程 放映机的大致结构是用一个灯光照射胶卷对不对,然后在荧幕上显现出来。针对这个我们就可以思考思考,胶卷必须具有怎样的一个特点,才能够被灯光照射并且投放到荧幕上呢?同学们先想一想胶卷应该具有的特点。胶卷必须是透
8、明的对不对,上面要有图像,我们在荧幕上看到的都是黑白的像对不对,黑白的像肯定是灯光穿过胶卷,荧幕上白色的地方就是胶卷上最透明的地方,没有东西遮挡光,光直接照到了荧幕上,就显出了一片白。而荧幕上的黑色或灰色部分呢?黑色的部分是胶卷上的图案完全把光遮住了,灰色的部分呢?就是被胶卷遮住了部分光导致的,黑白的结构就构成了一个人物或景物。胶卷的特点我们知道之后,然后就是灯光,灯光要什么样的呢?强烈的,光线聚集的白色光最好。那还需要其他东西么?我们会发现直接用灯光照胶片的话,呈现的像稍微放大一点就不清 5 楚,能不能加个东西让这个像更清楚点呢?学生思考并回答。你们都没猜出来是吧,想一想身边的东西,什么东西
9、能把远处看起来很小的像变大而且很清楚呢?放大镜对不对?我们了解了这么多之后,接下来就是我们动手时刻了,我相信刚刚认真听课的同学肯定能够自己动手制作一个放映机,同学们加油!学生自己动手组装小小放映机套装 学生打开小小放映机套装后自己动手拼装,在此过程中教师可以引导孩子联想电影院里的放映机或者教室里的投影仪从而找到组装思路。拼接过程中,学生思考并回答,教师总结(放映机里里的内部构造是怎样的)。并让学生记录实验报告并画下来。连接电路:放映机部分组装好后,要想要放映机投出影像,就得让小灯泡亮起来,所以我们要连接电路。要注意:二极管(小灯泡)的金属丝长的是正极,短的是负极。6 电路连接好过后,我们把整体
10、拼装在一起,小小放映机就做好了。打开小小放映机 同学们已经都把小小放映机组装好啦,那么请大家把开关打开,把小小荧屏也就是我们的白纸板立起来,然后用放映机对着荧幕投影。那么放映机是我们自己做的,我们是不是都知道它的内部结构并画出来了呢?那我们接下来再把光的传播路线也给画出来。生活中的应用 还有哪些现象和小小放映机的原理比较相似,我们的身边处处都有光,那么关于光传播的物理知识也是处处可以用得上,看得到的。回家上网搜索:小孔成像原理。还有哪些现象和小小放映机的原理比较相似的,请大家留心。五、教学总结 学生回顾 教师总结 7 第三章 牛顿摆模型 一、教学目标 1.掌握动能和势能的基本概念 2.掌握能量
11、守恒的意义 二、教学重难点 教学重点:能量的概念及能量守恒的理解 教学难点:能量的概念及能量守恒的理解 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 单摆球、钢珠*4、线、工艺棒*10、剪刀、胶水 单摆球、钢珠*4、线、工艺棒*10、剪刀、胶水 试剂 无 无 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程 回顾 回顾上次课所学知识,(1-2 个学生回答),教师总结 情境引入 播放高空坠物新闻的视频,提问,看了这个视频后大家都知道高空坠物很危险,那你们知道为什么一个很轻的物体,平时砸到人并不会有什么危险,但是从很高的地方掉下来就会对人造成很大的伤害呢?学生思考回答。今天我们就要一起来探究探究这其中的道
12、理,实验过程 1.单摆实验 同学们有没有玩过荡秋千的游戏,玩过的话我们仔细想一想,秋千在什么位置的时候荡的速度最快?学生思考回答(越往下速度越快)我们今天先来玩一个模拟秋千的实验,我们在实验过程中要仔细的观察,看看这个小球的运动速度与高度之间有什么关系。学生动手完成单摆实验,并观察总结分享结果。8 2.牛顿摆的设计制作 老师播放牛顿摆的运动视频,让学生尝试解释现象原理,学生思考回答(能量守恒和能量传递)。接下来让大家自己根据所提供的材料设计制作一个牛顿摆。1)小组讨论制定方案 2)动手探究,观察现象、汇总问题 牛顿摆的制作中需要特别注意哪些问题?运动的轨迹和绳子的长度有什么样的关系?如果绳子的
13、长度不一样会发生什么?为什么?五、教学总结 学生回顾 教师总结 9 第四章 无影大力士 一、教学目标 1、了解空气是占有体积、占有空间的。2、感受大气压强的存在。二、教学重难点 教学重点:大气压强的概念 教学难点:对大气压强的理解 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 塑料片、玻璃杯 马德堡半球套装、A4 纸若干 试剂 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程 回顾 回顾上次课所学知识,(1-2 个学生回答),教师总结 情境引入 通过挂钩的使用方法,提出问题:家里用到挂钩背面也没有涂抹胶水为什么就能“沾”到墙上,掉不下来呢?我们在将挂钩“粘”到墙上时有什么需要注意的(墙面要光滑、干净,
14、空气要排尽)?为什么?(请同学们带着这个问题来学习本节课的知识,解答放在课程实验全部做完后的总结部分。)解答:塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙面上,能够承受一定的拉力而不脱落。先用力将挂衣钩的吸盘紧压在墙壁上,将塑料吸盘中的空气排出,松手后,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上这样,吸盘与墙壁之间产生了一个很大的摩擦力。这个摩擦力可以克服衣服的重力,使其不会掉下去。实验过程 1.学生探索实验之吹纸实验 每人拿出两张纸,将两张纸平行放在嘴前,相隔一定的距离,然后用嘴对着两张纸的中间吹,观察两张纸的现象,可以发现什么现象呢?注意:可以不告诉学生如何放纸,让学生自己探
15、索。现象:很多学生认为在中间吹气,两张纸中间会有风挡着,无法靠拢。但事实上我们可以发现这两张纸会相互靠近,这是为什么呢?此时不解答,让学生们观看老师接下来的神奇的演示实验。2.纸片拖水(老师演示)实验步骤:在空瓶内盛满(有色)水,竖直放置在水平桌面上,用纸片盖住瓶口。用手压着纸片,将瓶倒转,使瓶口朝下。将压着纸片的手轻轻移开。10 现象:纸片纹丝不动地盖住瓶口,纸片和水都不会掉落。注意事项及原理:做纸片托水实验时,要小心盖住纸片,并按紧,再倒置过来。手离开纸片后,水和纸片都不下落,是由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生的力量远小于外界空气产生的力量,故纸片就被空气的力量给“顶”住了这个力量有
16、个名字叫做大气压强。上面的吹纸实验也是利用了大气压强(流气体或液体流动得越快,其压强就越小,这就是伯努利原理。)原理。两张纸之间的压强小于纸张外侧的压强,所以两张纸之间会靠近。3.马德堡半球实验 介绍器材:半球两个、铁环两个、软管、没有针头的针管、单向阀。注意:单向阀是控制空气流向的,空气只能顺着单向阀上箭头的方向流动。1)让同学们将两个半球合到一起,看看能不能合拢 2)两个人配合将两个半球合在一起,再将里面的空气抽空,然后再观察,两个半球能不能合拢,会不会分开;3)尝试用手将半球拉开,看看需要多大的力气。想一想:为什么把半球里面的空气抽掉,半球就不会分开呢?为什么需要这么大的力量才能把半球拉
17、开?这个让两个半球吸在一起的力量来自于哪里?原理:大气是具有强大的力量的,当我们用水把杯子里的空气赶走后,将杯子倒立时,盖在杯子扣上的纸片只受到杯子外面的空气对纸片的向上的力量,这个力量将纸片托举着,所以不会掉下来。同样当半球中的空气没有被抽走的时候,半球外面的空气虽然会将两个半球往一起推,希望他们粘在一起,但是两个半球中间的空气也具有同样的力量将半球向外推,所以两个半球不能粘在一起;而当半球中间的空气被抽空了之后,里面就没有向外推半球的力量了,这样外面空气的力量就让两个半球紧紧的粘在一起了。这种力量我们把它称作大气压强。4.生活中的应用:拔罐、水火箭的发射等。地铁站上的黄线:大家在火车站站台
18、上都会看到一条线,当火车进站时总会有工作人员或者广播会提醒我们不要越过黄线,以免发生意外伤害,大家知道为什么不能越过那条线吗?如果越过了会产生怎么样可能的伤害呢?火车带动空气流动,里面压强变小,人会被吸进去。5.知识补充:11 1654 年 5 月 8 日这一天,美丽的德国马德堡市风和日丽,晴空万里,十分爽朗,一大批人围在实验场上,熙熙嚷嚷十分热闹他们在等待观看当时的市长也是抽气机的发明人奥托格里克先生做实验。奥托格里克和助手把直径大约是 30cm 两个黄铜半球壳合在一起,然后用抽气机把球内抽成真空;接着,八个马夫牵来十六匹高头大马,在球的两边各拴八匹,格里克一声令下,八个马夫扬鞭催马、背道而
19、拉,好像在“拔河”似的。实验场上的人群,更是伸长脖子,一个劲儿地看着,不时地发出“哗!哗!”的响声。人们惊奇的发现,八个马夫在大声吆喊,挥鞭催马,十六匹大马,死劲抗拉,也未能把两个半球拉开;或者当十六匹大马拼命挣扎,使尽全身力气,最终把两个半球拉开时,还发出“砰”的一声巨响,像放炮一样。市民们纷纷惊奇的询问市长:“是什么力量把半球压在一起的?”市长则诙谐的耸耸肩膀,两手一摊,说道:“没什么,只是空气而已。”这就是著名的马德堡半球实验,通过实验,使人们感受到大气压强是真实存在的,大气压强的值也是非常巨大的。五、教学总结 学生回顾 教师总结 12 第五章 摩斯密码 一、教学目标 1.认识一些特殊电
20、子元件;2.了解发报机的简单原理;3.巩固电路知识,制作一个简单的发报机 二、教学重难点 教学重点:发报机的制作 教学难点:开关的设计,摩斯密码的设计 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 套装、电池、螺丝刀、纽扣 5 号电池2 节、电池盒 2 个、导线 3 根 发报机套装、5 号电池 2 节、梅花螺丝刀 试剂 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程(一)回顾 回顾上次课所学知识,(1-2 个学生回答),教师总结(二)情境引入 同学们,你知道我们以前打战,将军们指导远处战争的时候,怎么通知他 们么?学生思考并回答。学生说打电话、传信等方法。教师:指挥战争是大事,如果打电话的时候,电话
21、中的信号被敌人获取了,那么敌人就会指导你的行动,是非常危险的。所以,战争时期敌对的双方,都用一个密码电报的形式,指挥 远处的军队。即使地方拦截了电话的信号,也不会知道信号的意思。同学们会 觉得这个很厉害,都想学会这个,这样以后和别人交流的时候,就不怕被其他 人知道秘密了。这种电报形式是以简单的声音发送的,比如“滴”就表示一个 字母,几个字母连起来就会变成一段完整的话。老师这里有一个密码图,我们 还需要一个能发出声音的东西,我这里刚好有一个遇到电就会发出嘀嘀嘀声的 蜂鸣器,我们就用这个来做吧。(三)实验过程 1.老师演示:认识电子元件,发声器、电阻、LED 小灯。1)将发声器与纽扣电池链接,观察
22、现象:发声器会发出声音。2)正常连接一个电路,让 led 灯亮起来,观察灯的亮度,再降电阻连接到电中后观察灯的亮度,进行比较(或连接两个电路,一个含电阻,一个不含电阻,对比灯的亮度)思考为什么?想想电阻的作用是什么?(电阻对电流有阻碍和 消耗对作用,所以连接上电阻后,电池可以分到的电流总量就变少了,导致灯 的亮度会变弱)13 2.电路的连接 1)开关介绍 2)连接一个带开关的电路,能用开关控制发声器的发声情况。学生自己思考动 手。连接过程中注意发声器的正负极,正极与电池的正极连接,负极与电池的负极连接。3)在连接好的电路上再加入 led 灯和电阻,实现发报和指示灯同时工作(不止 一种连接方式串
23、联或并联都可以),让学生自己动手连接,注意 led 灯的正负极连接。利用摩斯密码图,学生之间尝试利用此图相互传递信息 14 五、教学总结 学生回顾 教师总结 15 第六章 疾驰飞船 一、教学目标 1.培养学生的观察能力 2.了解反冲力的作用 3.探究气垫船的简单原理 二、教学重难点 教学重点:对反冲力的理解 教学难点:利用反冲力制作飞船 三、教学准备 教师用 学生用/每组 备注 器材 气球直升机 套件、电池。试剂 无 无 注:试剂和器材多备2 组 四、教学过程(一)回顾 回顾上次课所学知识,(1-2 个学生回答),教师总结(二)情境引入 在生活中都有见过哪些船?待学生回答后,然后抛出气垫船概念
24、。问学生气垫船是什么船,有没有见过。气垫船又叫“腾空船”,是一种以空气在船只底部衬垫承托的气垫交通工具。气垫通常是由持续不断供应的高压气体形成。气垫船主要用于水上航行和冰上行驶,还可以在某些比较平滑的陆上地形和沙滩、浮码头登陆。气垫船是高速船的一种,行走时因为船身升离水面,船体受到水的阻力减少,以致航行速度比同样功率的船只快。很多气垫船的速度都可以超过五十节。气垫船亦可用非常缓慢速度行驶,在水面上悬停。(授课教师自行了解气垫船相关知识)(三)实验过程 1.制作简易气垫船模型 1)气球直升机演示 老师提前做好一个气球直升机,让同学们猜想,如果松手直升机会怎么样?学生思考回答,松手观察直升机的运动
25、方式,想一想直升机的动力来源于哪里?气球中的气沿着某个方向喷出来,产生产生一个与这个方向相反的力,这个力就是反冲力。16 2)制作气垫船 同学们根据老师演示的结果,结合手上的气垫船套件,根据自己的理解去动手制作可以运动的气垫船。制作完成后观察气垫船是怎么运动的,看看是否每个人做出来的气垫船的运动方式都是一样的。如果不一样,探讨一下为什么。实验结果表明,当电动机面向桌面转动时,转叶产生的推力给气垫船在垂直方向一个向上的反冲力,从而让气垫船与桌面脱离,产生相对运动的结果。2.原理 电动机向下转动时,对气垫船产生向上的反冲力,船底与桌面间脱离,借助风的推力,产生相对运动的结果。3.总结与拓展 气垫船
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