專項學習像工程師那樣教學設計-2024-2025學年科學六年級上冊蘇教版主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：專項學習——像工程師那樣設計

2.教學年級和班級：六年級（1）班

3.授課時間：2024年10月15日，星期一，第3節課

4.教學時數：1課時

親愛的同學們，大家好！今天我們要一起走進科學的殿堂，開啟一場“像工程師那樣設計”的專項學習之旅。讓我們一起動手動腦，感受科學的魅力，激發創新思維！??????核心素養目標1.培養學生的科學探究能力，通過實驗和設計活動，讓學生學會提出問題、設計實驗、分析數據和得出結論。

2.增強學生的創新思維，鼓勵學生在設計和解決問題時，運用創造性思維，提出獨特的解決方案。

3.提升學生的工程實踐能力，讓學生了解工程設計的步驟，學會將理論知識應用于實際問題的解決中。重點難點及解決辦法重點：

1.重點在于理解工程設計的步驟，包括需求分析、方案設計、原型制作和測試改進。

2.重點在于運用科學方法進行實驗設計，確保實驗結果的準確性和可靠性。

難點：

1.難點在于將抽象的科學原理轉化為具體的工程設計方案。

2.難點在于面對復雜問題時，能夠提出創新性的解決方案。

解決辦法：

1.通過案例分析和小組討論，幫助學生理解工程設計的邏輯流程。

2.通過實驗模擬和實際操作，讓學生在實踐中掌握實驗設計的方法。

3.鼓勵學生進行頭腦風暴，激發創新思維，并教授他們如何評估和選擇最佳方案。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源-軟硬件資源：實驗器材（如杠桿、滑輪、齒輪等）、計算機、投影儀、白板

-課程平臺：學校科學教學平臺、在線實驗資源庫

-信息化資源：科學實驗視頻、工程設計軟件教程、科學知識科普文章

-教學手段：實物演示、小組合作、角色扮演、思維導圖教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發布預習任務：我會通過學校科學教學平臺發布預習資料，包括PPT和實驗視頻，讓學生了解工程設計的初步概念。

-設計預習問題：我會設計問題如“什么是工程設計？它的基本步驟有哪些？”引導學生思考。

-監控預習進度：我會通過平臺查看學生的提交情況，確保他們按時完成預習。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生將閱讀提供的資料，了解工程設計的定義和基本概念。

-思考預習問題：學生將嘗試回答預習問題，記錄下自己的理解和不理解的地方。

-提交預習成果：學生將完成的問題答案和筆記提交至平臺。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：我會用一個簡單的工程設計案例引入新課，比如介紹一個兒童滑梯的設計過程。

-講解知識點：我會詳細講解工程設計的步驟，如需求分析、方案設計等。

-組織課堂活動：我會讓學生分組，每組設計一個小型的工程作品，如一個簡易的橋梁或一個機械裝置。

學生活動：

-聽講并思考：學生將認真聽講，并嘗試理解工程設計的各個步驟。

-參與課堂活動：學生在小組活動中，將應用所學知識設計工程作品。

-提問與討論：學生在活動中遇到問題時，將提問并與其他同學討論解決方案。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業：我會讓學生設計一個更復雜的工程作品，并撰寫設計報告。

-提供拓展資源：我會推薦一些與工程設計相關的書籍和在線資源，如工程學網站和設計軟件教程。

學生活動：

-完成作業：學生將根據作業要求完成設計報告，并嘗試使用設計軟件。

-拓展學習：學生將利用推薦的資源進行進一步的學習。

-反思總結：學生將對整個設計過程進行反思，總結自己的學習成果和不足。教學資源拓展1.拓展資源：

-工程設計基礎：介紹工程設計的概念、原則和步驟，包括需求分析、概念設計、詳細設計和測試評估。

-材料科學：探討不同材料的特性和應用，如金屬、塑料、復合材料等，以及它們在工程設計中的作用。

-結構力學：介紹力學原理在工程設計中的應用，包括力、壓力、張力、彎曲和扭轉等基本概念。

-環境工程：探討工程設計對環境的影響，以及如何在設計中考慮可持續性和環境保護。

-電氣工程：介紹電氣系統在工程設計中的設計原則和組件，如電源、電路、傳感器等。

2.拓展建議：

-工程設計基礎：

-鼓勵學生閱讀《工程設計原理》或《工程實踐手冊》等書籍，以深入了解工程設計的概念和步驟。

-提供在線課程或教程，如Coursera上的《工程設計與創新》課程，讓學生通過視頻學習。

-組織學生參觀當地的工程建設項目，如橋梁、建筑或工廠，以直觀了解工程設計的實際應用。

-材料科學：

-引導學生進行材料實驗，如測試不同材料的強度、硬度和耐腐蝕性。

-推薦學生閱讀《材料科學與工程導論》等書籍，了解材料的分類和特性。

-利用科學雜志或在線資源，如《材料科學進展》，了解材料科學的最新研究進展。

-結構力學：

-讓學生通過在線模擬軟件，如SolidWorks或ANSYS，進行結構分析。

-推薦學生閱讀《結構力學基礎》等教材，學習力的傳遞和結構穩定性。

-組織學生參與結構設計競賽，如橋梁設計競賽，以實踐所學知識。

-環境工程：

-鼓勵學生參與社區服務項目，如河流清潔或垃圾分類，了解工程設計對環境的影響。

-推薦學生閱讀《環境工程導論》等書籍，了解環境工程的基本概念和案例。

-組織學生參觀環保設施，如污水處理廠或風力發電場，了解可持續發展的工程設計。

-電氣工程：

-讓學生動手制作簡單的電路，如LED燈電路或太陽能充電器。

-推薦學生閱讀《電氣工程基礎》等教材，學習電路設計和電氣元件。

-組織學生參加電子制作比賽，如Arduino或RaspberryPi項目，以實踐電氣工程知識。課后作業1.實驗報告：

-題型：學生需根據課堂上的實驗活動，撰寫實驗報告。

-內容：描述實驗目的、步驟、觀察到的現象、數據分析以及結論。

-舉例：

-實驗目的：探究杠桿原理。

-實驗步驟：搭建杠桿模型，測量不同力臂下的力矩，記錄數據。

-觀察現象：力矩與力臂長度成正比。

-數據分析：計算不同力臂下的力矩。

-結論：杠桿原理在實驗中得到了驗證。

2.設計任務：

-題型：學生需根據所學知識，設計一個簡單的工程作品。

-內容：描述設計思路、材料選擇、制作過程和預期效果。

-舉例：

-設計任務：設計一個簡易的水車。

-設計思路：利用水的動能轉換為機械能。

-材料選擇：木材、繩索、水桶等。

-制作過程：繪制設計圖，制作水車模型，進行測試。

-預期效果：水車能夠轉動，實現水的循環利用。

3.應用題：

-題型：學生需將所學知識應用于實際問題中。

-內容：分析問題，提出解決方案，并解釋方案的合理性。

-舉例：

-問題：如何利用可再生能源為社區提供照明？

-解決方案：設計一個太陽能路燈系統，包括太陽能板、電池和LED燈。

-解釋：太陽能路燈系統可以減少對傳統能源的依賴，降低碳排放。

4.創新設計：

-題型：學生需發揮創造力，設計一個具有創新性的工程作品。

-內容：描述設計理念、功能特點、創新點和使用場景。

-舉例：

-設計理念：利用科技改善老年人生活質量。

-功能特點：智能手環，具備心率監測、跌倒報警、緊急呼叫等功能。

-創新點：結合人工智能技術，實現更精準的健康監測。

-使用場景：適用于居家養老、社區養老等場景。

5.小組討論：

-題型：學生需分組討論，就某一工程問題提出解決方案。

-內容：小組內分工合作，提出設計思路、材料選擇、制作方案和測試方法。

-舉例：

-問題：如何設計一個有效的垃圾分類系統？

-設計思路：采用模塊化設計，實現不同垃圾分類的自動化處理。

-材料選擇：使用耐腐蝕、耐高溫的材料，如不銹鋼、玻璃等。

-制作方案：制作垃圾分類箱，配備傳感器和控制系統。

-測試方法：模擬實際垃圾分類場景，測試系統的穩定性和準確性。板書設計①工程設計基本步驟

-需求分析

-概念設計

-詳細設計

-測試改進

②材料科學與工程

-材料分類：金屬、塑料、復合材料等

-材料特性：強度、硬度、耐腐蝕性、導電性等

-材料應用：不同材料在工程設計中的選擇和應用

③結構力學原理

-力的概念：力、壓力、張力、彎曲、扭轉

-結構穩定性：力的傳遞、平衡、支撐

-結構設計：梁、柱、板等基本結構的設計原理

④環境工程考慮

-可持續性：環保、節能、減排

-環境影響評估：污染、生態、資源

-環境工程設計：污水處理、垃圾處理、可再生能源等

⑤電氣工程基礎

-電路元件：電源、電路、傳感器等

-電路設計：串聯、并聯、電路分析

-電氣安全：絕緣、接地、防護措施教學評價與反饋1.課堂表現：

-學生在課堂上的積極參與度較高，對于提出的問題能夠主動思考并回答。

-學生在小組討論中表現出良好的團隊合作精神，能夠有效分工協作，共同完成任務。

2.小組討論成果展示：

-小組討論成果展示環節，各小組能夠清晰地展示自己的設計思路和實驗過程。

-學生在展示過程中，能夠運用所學知識，對設計方案的優缺點進行客觀評價。

3.隨堂測試：

-隨堂測試包括選擇題、填空題和簡答題，旨在檢驗學生對本節課知識點的掌握程度。

-學生在測試中表現良好，對于基礎知識的掌握比較扎實。

4.實驗報告評價：

-學生提交的實驗報告內容完整，步驟清晰，數據分析準確。

-部分學生在實驗報告中展示了創新思維，如提出改進實驗設計的建議。

5.教師評價與反饋：

-針對學生在課堂上的表現，我將給予以下反饋：

-鼓勵學生繼續保持積極參與的態度，勇于提問和發表自己的觀點。

-對于小組討論，建議學生加強溝通與協作，提高團隊解決問題的能力。

-針對隨堂測試，我將指出學生在以下方面的不足：

-對于一些較為復雜的知識點，學生需要加強理解和記憶。

-在實驗報告中，部分學生未能充分展示自己的創新思維，建議在今后的學習中多思考、多實踐。

-對于實驗報告，我將提出以下建議：

-在撰寫實驗報告時，注意邏輯性和條理性，確保報告內容的清晰易懂。

-在實驗過程中，注重觀察和記錄，為實驗報告提供充分的數據支持。

-總體而言，學生對本節課內容的掌握程度較好，但仍需在以下幾個方面進行改進：

-加強基礎知識的學習，提高對復雜知識點的理解能力。

-注重創新思維的培養，鼓勵學生在實踐中提出新想法、新方法。

-提高團隊合作意識，學會與他人溝通交流，共同完成任務。教學反思今天這節課，我帶學生們一起探索了“像工程師那樣設計”的奇妙世界，回顧一下，我覺得有幾個方面值得反思。

首先，我覺得課堂氛圍的營造挺關鍵的。我嘗試用故事和案例引入課題，看到學生們聽得津津有味，我覺得這種教學方式挺有效的。不過，我也發現有些學生可能對某些案例不太感興趣，所以在今后的教學中，我可能會嘗試更多樣化的案例，確保每個學生都能找到自己的興趣點。

然后，小組討論環節讓我印象深刻。學生們在討論中各抒己見，相互啟發，這種互動讓我看到了他們的潛力和創造力。但是，我也注意到，有些學生在討論中比較沉默，可能是因為缺乏自信或者不擅長表達。所以，我打算在下一節課中，設計一些小組合作的活動，鼓勵那些不太愛說話的學生也積極參與進來。

說到實驗設計，我發現學生們在提出假設和設計實驗步驟時，有些地方還是不夠嚴謹。比如，有的小組在設計橋梁實驗時，沒有考慮到材料的強度和重量分布。這讓我意識到，在今后的教學中，我需要更加注重實驗設計的嚴謹性和