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第14课模拟探索到火星上去（第一课时）教学设计教学目标科学知识了解火星探测器的基本信息。科学探究1.能利用文字与图案或实物，表达自己的创意与构想，为“火星探测器”设计较为合理的着陆方式。2.了解一项工程需要由多个子系统组成。教学重点能理解一项工程需要由多个子系统组成，火星探测器由多部分装置组成。教学难点能利用文字与图案或实物，表达自己的创意与构想，为“火星探测器”设计较为合理的着陆方式。教学过程一、情景引入1.提出问题（1）谈话各位同学们，大家好。上节课我们设计和制作飞行器，你们成功了吗想象一下你们制作的“火箭”升空了，你们想乘坐它去探索太阳系的什么地方呢教师太阳系哪些行星与地球更为相似（2）过渡语通过前一单元的学习，我们了解到火星是太阳系中环境条件与地球比较接近的行星，接下来，让我们想办法在火星上“着陆”，并在那里“定居”吧。二、探索与调查1.回顾探索火星的历程（1）提问几千年前人类就已经发现了火星，当时的科技水平比较落后，人类是怎样认识火星的呢（2）讲解人类对火星的认识历程是怎样的呢这是一个历史问题，因此我们可以利用查阅资料的方法。（3）谈话（按时间顺序整体的呈现）这组同学搜集到的资料很全面，并通过分析整理后按顺序向大家很清晰的进行了介绍，值得我们学习。通过同学们的介绍我们了解到人类认识火星经历了漫长的岁月，随着科技水平的不断进步，人类对火星的也越来越了解。其实认识任何事物也都需要一定过程，我们要以发展的眼光看问题，进而才能不断发现、不断进步。（4）提问利用肉眼、望远镜观察，人类对火星有了一定的了解，同时也提出了不同猜想以及各种疑问。怎样才能解决这些问题呢三、拓展与应用1认识火星探测器谈话就像同学们所说的，随着科技的发展，人类对火星的探索也不局限于用肉眼、望远镜来进行观测。于是，人类开始发射“火星探测器”到火星进行实地考察。自上世纪60年代人类首次实现火星探测开始，迄今为止已经取得了大量有价值的成果，对火星大气层、地形地貌与地质构造、火星表面物质（岩石、矿物与化学元素）、火星内部结构等方面取得了巨大的成就。2.了解我国的“火星探测器”（1）讲解当然，我国在火星探测领域也有一定成绩。2020年7月23日中午12时41分，我国在海南文昌航天发射场，使用长征五号遥四运载火箭将我国首颗火星探测器“天问一号”发射升空。“天问一号”火星探测器顺利进入预定轨道，并将完成环绕、着陆、巡视探测目标，开展对火星全球性和综合性的探测。（2）追问除此之外，同学们通过新闻还了解到哪些有关“天问一号”的消息（3）讲解通过新闻我们可以实时获取准确的信息。目前各国发射使用过的火星探测器可分为环绕探测器、着陆器及巡视器（火星车），而我国“天问一号”则包含这三类功能，这将是一项极为困难的挑战，但相信通过中国科学家、工程师等航空工作人员的不断研究，“天问一号”一定可以完成各项任务，为我国、为全世界获取更多火星的资料。3.探究如何安全着陆（1）谈话自1960年以来，美国、苏联/俄罗斯、日本、欧洲和印度先后进行了44次火星探测项目，但成功和部分成功的任务仅有23次，其余很多项目都在着陆过程中损坏，导致未完成探测任务。每台火星探测器都是相关工作人员夜以继日付出巨大心血所研发制造的。想要利用“火星探测器”完成探测任务，需要解决很多问题，首先我们要思考如何它在火星安全着陆，同学们有什么办法呢（2）提问同学们你们也是这样想的吗这些方法是否可行呢我们如何来求证学生可以通过实验的方式来测试。（3）追问你们想怎样做呢（4）追问你认为可以利用什么物品来代替探测器模型来进行测试呢（5）谈话请同学们用画图及简单文字的方式来设计方案保护鸡蛋。（会补充更详细的材料、尺寸、画图等）（6）提示语同学们的方案能否让鸡蛋安全着陆呢我们可以通过实践来测试。为了实验更公平，我们需要注意什么【预设学生回答】学生鸡蛋的起始高度需要一致，这样才设置出相同的实验环境。（7）过渡语条件一致才能测试出哪种方法更可行，那我们一起来试一试哪组的装置能让鸡蛋安全着陆。（学生测试视频）（8）交流通过测试我们发现有些方法非常有效的保护了下落的鸡蛋，但有些组的方案在这次实验中没有让鸡蛋完全安全着陆，因此还需要进一步完善方案，请同学们说一说你们准备怎样调整自己的方案。（9）小结同学们在交流的过程中相互学习、取长补短，将自己的方案进行改进，相信经过大家不断的完善，最终一定可以让鸡蛋安全着陆。当实验失败时，科学家会分析原因，找出问题，从而将方案不断完善。科学家在实际发射前也会做无数次的模拟实验，以保障提高最终的成功率。同学们通过设计鸡蛋安全落地装置对“火星探测器”安全着陆问题进行了探究，我们来看看科学家实际是怎样解决这些问题的。（“火星探测器”着陆方式介绍视频）4.分析火星探测器（1）提问除了以上提到的减速、缓冲方法，大家还可以发挥创造力，想出其他切实可行的着陆方法。着陆问题其实只是“火星探测器”中的一个问题，当“火星探测器”安全到达火星后将开展哪些工作呢（2）追问想要了解哪些信息就装配相关的装置，这些装置想要工作运行就需要能量，因此我们还需要考虑选择怎样的能源装置。而且火星很大，“火星探测器”只停留在一个位置能行吗（3）追问有了合适的行驶装置“火星探测器”的探测范围就能够有效增大，收集到更全面的信息。火星离地球最近也都5500万公里，我们怎样获取这些信息呢5.关联第二课时谈话通过这节课发现同学们的很多想法与科学家不谋而合，所以大家要相信自己，并且通过学习增加知识，争取在不久的未来为我国航空航天技术领域贡献自己的力量。发射“火星探测器”是为了对火星进行实地考察，了解火星的基本情况，为到“火星定居”收集信息做准备。请同学们课下搜集火星的相关信息，为我们下节课制定“火星定居计划”做准备。今天的科学探究就到这里。板书设计第14课模拟探索到火星上去（第二课时）教学设计教学目标科学知识了解火星与地球基本条件的区别。科学探究1.能根据所学知识利用文字与图案或实物，表达自己的想法，设计较为合理的“火星定居计划”。2.了解一项工程需要由多个子系统组成，如实现“火星定居计划”需要考虑供氧、供水、供暖、食物补给系统等。科学态度能大胆质疑，从不同视角提出研究思路。教学重点根据所学知识制定“火星定居计划”。教学难点能利用文字与图案或实物，表达自己的创意与构想，从多方面制定有理有据的“火星定居计划”。一、情景导入1.联系上节课内容，提出新问题提问各位同学们，大家好。上节课我们利用“火星探测器”成功在火星上“着陆”了，那我们可以搭载火箭直接到火星上居住吗二、探究与实践1.提出问题提问通过之前的学习我们了解到虽然火星与地球有一些相似和很多不同，因此想要在火星上“定居”我们首先需要进一步了解火星，关于火星，你们最想要了解什么问题追问这些问题可以通过什么方法解决呢学生可以利用查阅书籍、网络等资料的方法解决。2.对比火星与地球谈话请同学们利用查阅资料的方法将收集到的信息填写在表格中。过渡语通过调查我们了解到火星与地球有这么多的相似之处，这些也印证了同学们提出的火星与地球很相似的说法。但火星与地球也有所不同，让我们继续对比火星与地球。火星表面平均气压约为地球的0.6。有95的二氧化碳，3的氮气，1.6氢气，很少的氧气、水汽、一氧化碳等。小结同学们收集的信息很丰富，总结出很多火星与地球的区别，除此之外，火星与地球还有很多不同之处。比如地球与火星的土壤存在明显的不同。地球的土壤是由砂、黏土、腐殖质、水和空气组成。火星土壤中含有大量的铁锈，硫含量为地球的100倍，钾含量仅为地球的五分之一,没有腐殖质。3.确定问题，探究解决方案谈话通过对比火星与地球，我们发现火星与地球的环境存在一些不同，请你说说我们在火星上生活会遇到哪些问题引导语通过对比火星与地球，同学们提出了各种问题，想要在火星上定居就要解决这些问题，想想哪些方法可以使火星的环境变得和地球一样适合我们居住。选择一个你最感兴趣的问题试着提出解决方案。提问同学们提出的方法都有一定的可操作性，当然也有一些想法听起来天马行空很难实现，但随着我们对宇宙的不断探索、科技的不断发展，相信在未来我们能够慢慢实现各自的想法，把不可能变成可能。刚刚大家提出了解决温度、水、空气问题的方法，食物这一问题同学们有什么办法可以解决呢4制定火星定居计划引导语我们通过分析、对比火星与地球的环境，发现了很多火星与地球的不同之处，随后同学们根据这些客观的不同条件提出相应的实际问题，之后大家利用所学知识和收集到的各种信息提出了较为合理的解决方案。了解想要在火星定居有哪些需求后，接下来请同学们以组为单位设计一份火星定居计划。（学生画草图视频）过渡语让我们来看看同学们的设计图，听听他们的设计思路吧。提示组内确定方案后，就可以进行搭建了，从而使我们的设计表达更加直观、形象。在搭建过程中会用到各种工具，请同学们正确操作、注意安全。（学生参考设计图摆沙盘视频）交流请第一组同学为大家详细介绍他们的方案。过渡语我们再来听听其他组的想法吧。谈话针对这一组用沙盘呈现的火星定居方案，请其他同学进行评价。引导语除了利用沙盘搭建，我们还可以自制模型进行搭建。（学生制作模型视频）交流请这组同学为我们详细介绍他们的想法。追问听完同学们的评价，你们准备怎样改善呢提示同学们也可以积极与其他同学进行交流，听取他人有益的建议，进而完善自己的方案。小结想要完成“火星定居计划”这一工程，首先需要了解人类在火星居住有哪些需求，然后根据需求进行设计，确定设计方案后就可以进行模拟建造，最后让使用者进行评估，提出新的问题、新的需求，再进行完善不断循环这四个环节，就可以不断优化工程了。谈话同学们提出了很多精彩的构想，接下来，我们来看看科学家们对于火星定居都有哪些设想。（视频）三、单元总结过渡语接下来，我们一起回顾本单元进行过哪些探究。讲解在解决各种问题过程中，我们需要灵活运用到科学、技术、工程和数学的相关技能，进而才能完成各项任务。小结通过这一单元的学习我们对宇宙进行了初步的探索，畅想了奇妙的太空旅行。希望同学们在课下可以继续探究，更深入的了解宇宙的无穷奥秘。今天的科学课就上到这里板书设计
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