李佩寧

15世紀(jì)末到16世紀(jì)初，人類橫渡大西洋到達(dá)美洲，又繞道非洲南端到達(dá)印度，加之第一次環(huán)球航行的成功，人們發(fā)現(xiàn)了新大陸，增長了地理知識，促進(jìn)了歐洲的海上貿(mào)易。大航海對世界的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

船只作為地理大發(fā)現(xiàn)中人們倚仗的重要工具，在環(huán)球航行中具有重要地位。在那個靠風(fēng)力遠(yuǎn)航的時代，誰能造出更先進(jìn)的帆船，誰就能在海洋時代奪得先機(jī)。

一、 課程重點

讓學(xué)生通過動手設(shè)計、制作各種船只，領(lǐng)略人類征服海洋的磅礴歷史。這對于學(xué)生了解空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、海洋環(huán)境很有幫助。在不同年級的STEM課程中，會帶領(lǐng)學(xué)生“揚(yáng)帆起航”，一步步地探究航海工具的奧秘。

【涉及領(lǐng)域】物理學(xué)、地理學(xué)、工程學(xué)

【建議年級】小學(xué)低年級

【建議時間】110分鐘

二、課程任務(wù)

讓學(xué)生通過不同帆型，了解風(fēng)向知識，進(jìn)而觀察和記錄兩種帆型在兩種不同風(fēng)向條件下的表現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上對船只的運(yùn)行軌跡進(jìn)行記錄和猜測，進(jìn)而學(xué)習(xí)不同帆型的作用。通過給小船造帆的方式，探索自然科學(xué)中風(fēng)、帆的相互作用和物體的運(yùn)動，培養(yǎng)總結(jié)歸納能力。

三、課程步驟

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（20分鐘）

第一步：風(fēng)向的基本知識。氣象上把風(fēng)吹來的方向確定為風(fēng)的方向。因此，風(fēng)來自北方叫做北風(fēng)，風(fēng)來自南方叫做南風(fēng)。當(dāng)風(fēng)向在某個方位來回變換難以確定方向時，則加以“偏”字，如偏北風(fēng)。

第二步：風(fēng)與人體感知活動。各組派一名學(xué)生上臺，教師帶領(lǐng)學(xué)生游戲。教師提出以下問題，要求學(xué)生用手指方向或迅速地大聲回答。

（1）北風(fēng)往哪個方向吹？

（2）從南邊吹過來的風(fēng)是什么風(fēng)？

（3）面向北，左臉有風(fēng)吹，這是什么風(fēng)？

（4）面朝西南，腦后有風(fēng)，這是什么風(fēng)？

（5）各組反應(yīng)較慢的和回答錯誤的學(xué)生會被罰下，以此決出勝負(fù)。

第三步：關(guān)于風(fēng)的常識。教師可以繼續(xù)引領(lǐng)學(xué)生探究如下問題。

（1）風(fēng)的大小叫風(fēng)力，風(fēng)力用什么單位表示？怎樣簡便地判斷風(fēng)力？

（2）今天是什么風(fēng)？風(fēng)力多大？

（3）當(dāng)你站在戶外，有哪些方法讓你感知風(fēng)向？（可以通過樹木擺動、旗子飄動、體感、拋物等方法感知風(fēng)向）

（4）從古至今世界各地的人們?nèi)绾卫蔑L(fēng)力？（可以從生產(chǎn)、生活、軍事等領(lǐng)域看風(fēng)的用途）

2.認(rèn)識與制作帆船（40分鐘）

第一步：帆船簡介。帆船是利用風(fēng)力前進(jìn)的船，是繼舟、筏之后的一種水上交通工具，已有五千多年的歷史。15世紀(jì)初期，鄭和七下西洋所使用皆為風(fēng)力驅(qū)動的帆船。葡萄牙航海探險家麥哲倫率領(lǐng)遠(yuǎn)洋帆船探險船隊在1519—1522年實現(xiàn)了環(huán)球航行。

選講帆船的原理（20分鐘）

第二步：古今帆船比較。教師出示古今各類帆船圖片（見圖1），讓學(xué)生比較常見帆船有哪些不同。（可從船體大小、帆的形狀、帆的數(shù)量、操控的人數(shù)、航行距離等進(jìn)行比較。）

第三步：制作帆船。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下設(shè)計制作兩類單帆型帆船：四角紙帆，三角泡沫帆。重點放在制作帆的部分。材料：大水盆或水槽（校園里的水池最佳）；空礦泉水瓶；木質(zhì)手工棒；長木簽；牙簽；紙；牛皮紙；橡皮泥；熱熔膠槍，熱熔膠，膠帶，剪刀，吹風(fēng)機(jī)，泡沫板，粗砂紙。

第四步：實驗環(huán)節(jié)。教師帶領(lǐng)各組對兩種帆型進(jìn)行實驗，在工作單（見表1）中填寫帆船表現(xiàn)。讓學(xué)生直觀感受在不同風(fēng)向條件下帆型對帆船行駛方向及速度的影響。

3.宣布挑戰(zhàn)任務(wù)及評價量規(guī)（30分鐘）

【宣布任務(wù)】不同帆型在不同風(fēng)向下的行進(jìn)軌跡猜測與驗證。教師宣布挑戰(zhàn)任務(wù)，在水池中制定2個區(qū)域，指定風(fēng)向。各組在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上猜測哪種帆型的船、帆與風(fēng)形成怎樣的角度才能從一個指定區(qū)域駛向另一個指定區(qū)域。各組選擇一個合適的帆船，并修正船帆角度，使之能夠按照教師給出的條件，只靠風(fēng)力無人為干涉地行駛到指定位置；之后動手實踐，驗證小組猜測，如果沒有成功，則調(diào)整帆的角度，最終完成任務(wù)；最后進(jìn)行小組匯報。宣布任務(wù)后，呈現(xiàn)評價量規(guī)（見表2）。

4.總結(jié)和反思（20分鐘）

總結(jié)與反思可以伴隨學(xué)生的展示過程，學(xué)生在展示時附帶回答以下問題中的一個。

（1）你們組誰的預(yù)測最準(zhǔn)確，為什么？

（2）你們組成功完成了任務(wù)，請詳細(xì)介紹一下你們的設(shè)計原理。

（3）你們組是否從其他組借鑒了一些做法？借鑒了什么？為什么？

（4）你們組沒有完成挑戰(zhàn)的原因是什么？如果讓你們再做一次，會有哪些改變？

（5）如果在船上加裝一個帆，變成雙帆，那么兩個帆如何擺放以便完成任務(wù)？

（責(zé)任編輯 張慧籽）endprint