2020新蘇教版科學四年級上冊《像工程師那樣》教學設計

2020新蘇教版科學四年級上冊《像工程

師那樣》教學設計像工程師那樣課標落實】科學知識：.知道設計成一個LED手環(huán)選擇合適的材料和工具，依據(jù)設計方案進行制作，要考慮很多因素。科學探究：．動手動腦，選擇合適的材料設計和制作滿足個性化需求的LED發(fā)光手環(huán)，并向同伴展示交流。．在教師引導下、能上網(wǎng)查資料或?qū)嶒炋骄拷鉀Q可能出現(xiàn)的問題。科學態(tài)度：.能在好奇心的驅(qū)使下表現(xiàn)出LED手環(huán)的探究興趣。．嘗試運用多種材料、多種思路、多樣方法完成科學探究和多種形式展示成果，體會工程實踐的樂趣。科學、技術、社會與環(huán)境：通過設計制作LED手環(huán)和了解工程師具備的素養(yǎng)，進一步激發(fā)學生發(fā)明創(chuàng)造的愿望?！窘虒W重點】重點：在制作LED發(fā)光手環(huán)的完整過程中領會前期研究、制作模型和展示交流的基本方法。【教學難點】難點：選擇合適的材料連接LED電路及對手環(huán)進行裝飾。教學準備】教師材料：不同工程師的圖片和視頻。學生分組資料：紙、絕緣膠帶、LED、紐扣電池、銅箔膠帶、彩色紙、剪刀等。教學時間】2課時教材分析】本冊的專項研究“像工程師那樣”指向工程實踐能力的專門訓練。正如三年級教材中介紹過的那樣，進入中高年段后，我們將工程實踐細化為明確問題、前期研究、設計方案、制作模型、測試改進、展示交流六個步驟，讓學生經(jīng)歷工程活動的完整過程。其中的前期研究、制作模型、測試改進是由低年級第一階段的設計制作環(huán)節(jié)擴展而來的。蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究本期的專項研究讓學生親歷工程活動過程，并抓住其中的三個環(huán)節(jié)—前期研究、制作模型、展示交流進行重點指導。在前期研究環(huán)節(jié)，學生要列出需要解決的問題，并用多種方法查詢解決問題的相關知識、別人的做法，從中得到啟發(fā)。在制作模型環(huán)節(jié)學生要根據(jù)設計方案選擇合適的材料制作模型。在展示交流環(huán)節(jié)，與低年級活動相比，對學生的要求有了進一步的提升，學生可以借助PPT、模型、文字等多種形式進行展示，交流的內(nèi)容也盡可能全面，包括完成任務的順序、實際制作的步驟、測試改進的過程等。在展示交流環(huán)節(jié)，學生還要接受他人的質(zhì)疑，學會聽取他人的意見和建議。本次專項研究主要有兩部分組成。第一部分介紹了分歧專業(yè)領域的工程師所具有的一些共同素養(yǎng)，例如繪圖、制作模型、運用數(shù)學和科學、實用工具等，讓學生在低年段認識工程師的根蒂根基上抽取本質(zhì)的內(nèi)容。第二部分從學生喜愛的生活物品出發(fā)，提出“制作一個可以發(fā)光的LED手環(huán)”任務，通過明確題目、前期研究、設計方案、制作模型、測試改良，最終向同伴展現(xiàn)交換。在前期研究環(huán)節(jié)，強調(diào)用多種方法找出可能遇到的題目的解決方案，如上網(wǎng)查閱或?qū)嶒炋骄吭趺醋孡ED亮起來，去市肆調(diào)查裝飾手環(huán)的方法等。在制作模型環(huán)節(jié)，強調(diào)要根據(jù)方案制作模型從而檢測產(chǎn)品的實際效果。在展現(xiàn)交換環(huán)節(jié)，強調(diào)要用多種形式展現(xiàn)交換制作的LED手環(huán)。整個專項研究強調(diào)讓學生經(jīng)歷一個完全的工程活動過程，逐步學會像工程師一樣思考和解決題目。學情分析】針對四年級學生，基于學生在三年級體會到工程實踐活動的過程，掌握了一些方法的情況，本冊的活動與三年級上冊的活動相比，對學生進行工程實踐的能力要求又有了進一步的提升。在前期研究環(huán)節(jié)，要會列出完成這個任務可能遇到的題目有哪些；用多種方法查找有助于完成任務的相關常識，了解他人是怎么做的；想一想這些研究對自己有什么啟示。在制作模型環(huán)節(jié)，要求制作的模型可以檢測未來產(chǎn)品的實際效果；根據(jù)任務的具體情況，確定模型的大小、應重點呈現(xiàn)的部分等；要挑選符合的資料和工具，依據(jù)設計方案進行制作。在展現(xiàn)交換環(huán)節(jié)，可以采用PPT、模型、筆墨等多種形式展現(xiàn)成果；交換的內(nèi)容包括：完成任務的程序、實際制作的步調(diào)、測試改良的過程等；還要解答他人的疑問，聽取他人的意見和建議?！窘虒W目標】1．能動手動腦，選擇合適的材料，制定設計方案，制作出滿足需求的LED手環(huán)，經(jīng)過測試改進，最終向同學展示，互相評價；．在實踐中經(jīng)歷工程活動的六個基本環(huán)節(jié)：明確問題、前期研究、設計方案、制作模型、測試改進和展示交流，體驗像工程師那樣工作；2蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究.通過設計制作LED手環(huán)和了解工程師具備的素養(yǎng)，進一步激發(fā)學生發(fā)明創(chuàng)造的愿望。第一課時教學過程設計】一、復導入．這些房子，車的模型都是誰做出來的？（課件出示圖片）工程師會干什么？生1：工程師。生2：造房子、汽車等。生3：造橋、飛機等。．什么是工程師？（工程師是設計產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)來改善人們生活的人。）生活中到處都有工程師的杰作，如手機、立交橋和房屋的結(jié)構(gòu)，以及電腦的軟、硬件系統(tǒng)。工程師有很多種類。我們先來看看土木工程師，課件出示視頻。．讓我們一起來認識不同類型的工程師，不同職業(yè)類型的工程師從事不同的工作，但他們具有某些共同的素養(yǎng)。你知道是什么嗎？舉例說明。出示課件，介紹工程師具備的共同素養(yǎng)。生1：工程師能精確繪圖。生2：工程師會制作產(chǎn)品模型。生3：工程師能運用數(shù)學和科學常識來解決題目。生4：工程師會使用各種工具和儀器。．所有的工程項目都和人的需求有關，因此，工程師除上述素養(yǎng)以外，還需要積累哪些知識和技能？課件出示視頻，舉例說明。教師出示課件：工程師還需要懂一些心理學、社會學、美學、藝術等方面的知識。那么工程師具備的共同素養(yǎng)有哪些呢？二、工程師具備的共同素養(yǎng)1．誰來說一說工程師具備的共同素養(yǎng)？生1：工程師能精確繪圖。生2：工程師會制作產(chǎn)品模型。生3：工程師能運用數(shù)學和科學常識來解決題目。生4：工程師會使用各種工具和儀器。生5：工程師還需要懂一些心理學、社會學、美學、藝術等方面的知識。2．除了有這些，他們還必須有很強的研究能力，溝通能力等。工程師可真?zhèn)ゴ?，你有沒有想過成為哪個種類的工程師呢？生1：質(zhì)量工程師。生2：電子工程師。生3：園林工程師。同學們懂得真多!［設計意圖：復舊知，讓學生對以往的常識進行回顧，利用圖片和視頻，讓學生歸納出工程師具備的共同素養(yǎng)。］3．下面我們來欣賞一段視頻，課件出示：發(fā)光手鐲。3、激趣3蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究一）談話導入.漂亮嗎？有個性嗎？想不想自己也做個LED手環(huán)？.首先我們了解一下LED（課件出示圖片）閱讀：LED（de）,發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極。另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。讓我們來看一段視頻，切片LED看看里面有什么？.閱讀:LED的優(yōu)點1）節(jié)能環(huán)保2）壽命長3）光色純正4）防潮、抗震動5）外形尺寸靈活6）環(huán)保7）多變幻8）技術先進融合計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、圖象處理技術、嵌入式掌握技術等，所以是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導體光電器件“高新尖”技術，具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。二）我們也來做一個LED手環(huán)。．這節(jié)課我們就來當小小工程師，模仿工程師設計一個作品。.思考：做一個LED手環(huán)需要哪些資料？生:紙、絕緣膠帶、LED、紐扣電池、導線、彩色紙、剪刀等。3.只有這些實驗材料，就能做出一個LED手環(huán)這個任務嗎？4．你們還有什么疑問的地方嗎？遇到問題怎么辦？生1：上網(wǎng)查關于LED手環(huán)是怎么做的方法？生2：小組討論，做實驗。同學們下課后，可以繼續(xù)開動腦筋，收集有關LED手環(huán)的材料，下節(jié)課我們大家一起動手做一個能發(fā)光有個性的LED手環(huán)。設計意圖：利用一個視頻激發(fā)學生的興趣，引出本節(jié)課要研究的問題“做一個LED手環(huán)”。］第二課時4蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究一、談話導入做一個LED手環(huán)，我們一起來回憶一下工程師是怎樣工作的？生：明確問題—前期研究—設計方案—制作模型—測試改進—展示交流下面我們就依照這六個步調(diào)來事情吧。1．明確問題1）手環(huán)很漂亮，希望晚上戴時也能閃閃發(fā)光。于是，各種LED發(fā)光手環(huán)應運而生。教師出示課件，出示各種LED手環(huán)的圖片。2）我們也來嘗試制作一個能發(fā)光、有個性的LED手環(huán)。教師出示課件，引導學生明確工程任務與要求。設計意圖：為了讓學生理解工程師的工作方法，需要讓學生經(jīng)歷一個完整的工程實踐過程，重點對六個環(huán)節(jié)進行指導：明確問題、前期研究、設計方案、制作模型、測試改進和展示交流。首先要明確問題。教師創(chuàng)設一個真實的生活情境，引導學生明確了工程任務——做一個能發(fā)光、有個性的LED手環(huán)。在真實情境下提出的任務會讓學生更加投入。］2．前期研究1）頭腦風暴，要完成這個任務可能遇到的題目有哪些？小組會商。①怎樣讓LED亮起來？②怎么加入開關？③可以選用哪些材料做裝飾？2）能用多種方法查找有助于完成任務的相關知識，了解別人是怎么做的。（會使用搜索引擎和互聯(lián)網(wǎng)搜索信息，會在圖書館查找資料，將信息和資料分類整理、保存。）教師出示紙電路作品的圖片和相關資料，引導學生認識資料、動手嘗試、提出初步想法。可構(gòu)造學生查閱電路、紙電路、安全用電的相關資料。①怎樣讓LED亮起來？——電路怎么連接？生：像前面學過的簡單電路一樣，做實驗來探究正確的連接方法；初步設計電路，畫電路圖，按照電路圖進行連接②怎么加入開關？——開關、導電膠布和電池如何連接才能既美觀又安全可靠？生：上網(wǎng)查資料，看看有什么資料可以代替導線和開關。把開關換成回形針或鋁片。③可以選用哪些資料做裝飾？——挑選裝飾資料時應留意什么？生：a留意不要挑選具有導電性的裝飾資料。b佩戴手環(huán)有哪些慣？盡量讓佩戴者舒適、方便。5蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究c到商店里看看，那些商品是用什么方法裝飾手環(huán)的.3）想一想這些研究對自己有什么啟示。教師出示課件，引導學生思考題目、提出初步想法。設計意圖：聚焦“怎樣讓LED亮起來”、“怎么加入開關”、“可以選用哪些材料做裝飾”等問題，進行前期研究。］3．設計方案1）我們可以利用以下材料和工具做一個LED手環(huán)。這些材料和工具分別是電線、LED、紐扣電池、電路開關、剪刀、彩色膠帶、彩色細繩、彩色絲帶等。根據(jù)剛才的前期研究，選擇其中幾個材料和工具進行設計、制作。像前面學的簡單電路一樣，做實驗來探究正確的連接方法，小組每個成員先在紙上畫出設計圖。2）請小組討論，填寫設計方案。在設計中提出要求：①設計方案時，首先要經(jīng)過頭腦風暴，就是小組內(nèi)成員要充分、自由地發(fā)表各自的想法。②根據(jù)任務中的要求，選出最好的想法。③用畫圖的方式呈現(xiàn)設計方案。查閱資料鋁箔膠帶和銅箔膠帶的區(qū)別1）其實這兩種材質(zhì)就不一樣，顏色也不一樣多，很好區(qū)別的，其它工藝也是一樣的。性能也差不多一樣，鋁箔膠帶的寬度可以做到1米，可銅箔膠帶只有600mm。2）相對銅的會好一點，銅的導電性能比較好。屏蔽性能銅箔膠帶也會好一點。3）銅箔膠帶價錢會比鋁箔膠帶貴很多。他們的基材不一樣，銅也比鋁貴。4）如果要求不高，挑選鋁箔膠帶會好一點。如果產(chǎn)品算是精品，要更突破一定要挑選銅箔膠帶，鋁箔膠帶采用優(yōu)質(zhì)壓敏膠，粘性好，附著力強，抗老化等功效!保溫性能提高,規(guī)格有（0.05mm-0.08mm）各種寬度和長度，鋁箔膠帶配合所有鋁箔復合資料的接縫粘貼，保溫釘穿刺處的密封以及破壞處的修復是冰箱、冰柜出產(chǎn)廠的主要原輔資料，也是保溫資料經(jīng)銷部門必購原料。挑選1）鋁箔的成本比銅箔膠帶便宜一些，如果成本有限就選擇鋁膠帶，要求性能比較強的高端的產(chǎn)品多會選擇銅箔膠帶。2）銅箔的導電性能比鋁箔膠帶高一些，還有環(huán)保也會比鋁箔膠帶好。3）柔軟度強一些，很多線路板上面多選擇了銅箔膠帶。6蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究生1：先畫一個設計圖（它的原理和簡單電路一樣）生2：查查資料，看看有什么材料可以代替導線和開關。生3：把小電珠換成LED。生4：把電線換成銅箔膠帶。生5：根據(jù)每個人的喜好、個性要求和手腕粗細設計LED手環(huán)的尺寸、顏色、形狀、裝飾方式。生6：把開關換成回形針或鋁片。實驗器材：紙、絕緣膠帶、LED、紐扣電池、銅箔膠帶、彩色紙、剪刀等。建議做一個使用說明書，內(nèi)容包括使用方法、留意事項、安全提示等。設計意圖：引導學生認識資料、挑選資料、斟酌所用資料和制作步調(diào)，制訂完全的設計方案，強調(diào)根據(jù)需求進行設計。在整個過程中強調(diào)小組合作，提升合作研究意識。［設計意圖：］4．制作模型總體要求制作的模型可以檢測未來產(chǎn)品的實際效果。1）準備材料和工具。（2）按設計方案進行連接。3）測試時留意安全。設計意圖：引導學生按照設計方案制作LED手環(huán)，在整個過程中強調(diào)小組合作，提升合作研究意識。］5．測試改良留意安全，一定不能套在手長進行測試！1）首先共同商定一個測試方法。2）然后進行反復多次的測試，根據(jù)測試得到的信息，判斷是否滿足任務要求。3）把測試時遇到的題目寫出來，再下次測試時加以改良。題目如下：a.發(fā)現(xiàn)每個人的手環(huán)一圈的長度不一樣，需要調(diào)整。b．紐扣電池與二極管的兩個腳要固定好，否則打仗不良，手環(huán)不亮。c.手環(huán)的兩個接觸點可以用導電膠布連接。d．為了使手環(huán)看上去更漂亮，更有整體感，可以在網(wǎng)上去買鋁膠帶或銅膠帶。e.與手腕打仗的地方要絕緣……設計意圖：先制定測試方法，再進行反復多次的測試，對達不到要求的部分進行改進，進一步提升學生迭代的工程思想。］7蘇教版小學科學四年級上冊第六單元像工程師那樣。專項研究6．展示交流下面請各小組依次展示自己的作品。在展示中需要：2.可以采用PPT、模型、筆墨等多種形式展現(xiàn)成果。b．交流的內(nèi)容包括：完成任務的程序、實際制作的步驟、測試改進的過程等。c．要解答他人的疑問，聽取他人的意見和建議。（我們按什么標準來評價別人的作品？手