專項學(xué)習(xí)節(jié)能小屋授課時間月日【教學(xué)目標】一、科學(xué)核心素養(yǎng)目標?1.科學(xué)觀念?形成對可再生能源（太陽能、風(fēng)能等）及節(jié)能措施（保溫、采光、通風(fēng)等）的科學(xué)認識，理解其在房屋設(shè)計中應(yīng)用的原理，能解釋節(jié)能小屋中各種節(jié)能裝置與設(shè)計的作用機制。?建立能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀念，認識到在節(jié)能小屋中能源如何收集、轉(zhuǎn)化與利用，理解合理設(shè)計可提高能源利用效率。?2.科學(xué)思維?學(xué)會運用邏輯思維分析節(jié)能問題，如通過對比不同節(jié)能方案的優(yōu)缺點，推理出最適合小屋設(shè)計的方案。?培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，在節(jié)能小屋設(shè)計與制作過程中，鼓勵學(xué)生突破常規(guī)，提出新穎的節(jié)能創(chuàng)意與設(shè)計思路。?3.探究實踐?經(jīng)歷從提出節(jié)能小屋設(shè)計問題，到收集資料、設(shè)計方案、制作模型、測試優(yōu)化的完整探究過程，提高問題解決與實踐操作能力。?熟練使用各類工具與材料進行節(jié)能小屋模型制作，掌握基本的手工與電子元件安裝技能，在實踐中嘗試不同材料與技術(shù)的應(yīng)用。?4.態(tài)度責(zé)任?增強環(huán)保與節(jié)能意識，認識到個人行為對環(huán)境的影響，樹立在日常生活中踐行節(jié)能理念的責(zé)任感。?培養(yǎng)學(xué)生在團隊合作中的責(zé)任感，積極承擔(dān)小組分配的任務(wù)，共同為實現(xiàn)項目目標努力。二、跨學(xué)科目標?1.數(shù)學(xué)學(xué)科?運用數(shù)學(xué)知識進行房屋尺寸精確計算，根據(jù)材料規(guī)格進行合理裁剪與布局，提高空間幾何與計算能力。?通過材料用量估算與成本核算，理解數(shù)學(xué)在實際項目中的經(jīng)濟應(yīng)用，培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模思維。?2.語文學(xué)科?提高信息收集與整理能力，能夠從科普文章、網(wǎng)絡(luò)資料中提取關(guān)鍵信息，并通過撰寫項目報告、匯報演講等形式清晰表達項目成果與思路，提升語言表達與寫作能力。?3.藝術(shù)學(xué)科?在節(jié)能小屋外觀設(shè)計與裝飾環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的審美能力，運用色彩、造型等藝術(shù)元素，提升藝術(shù)素養(yǎng)與創(chuàng)意表達?！窘虒W(xué)重點】1.理解并運用節(jié)能原理設(shè)計節(jié)能小屋，包括合理利用可再生能源和采取有效的節(jié)能措施。?2.掌握節(jié)能小屋模型制作的方法和技巧，確保小屋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、功能實現(xiàn)。3.學(xué)會在小組中有效地分工合作，共同推進項目進展?！窘虒W(xué)難點】1.如何將抽象的節(jié)能原理轉(zhuǎn)化為具體可行的設(shè)計方案，并在小屋模型中實現(xiàn)。2.解決在制作過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題，如能源系統(tǒng)的安裝調(diào)試、小屋的防水防風(fēng)等。?3.引導(dǎo)學(xué)生在團隊合作中協(xié)調(diào)不同意見，充分發(fā)揮每個成員的優(yōu)勢?！窘虒W(xué)方法】項目驅(qū)動法：以設(shè)計和制作節(jié)能小屋為項目任務(wù)，驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)和探索相關(guān)知識與技能。?小組合作法：組織學(xué)生分組合作，共同完成項目的各個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力。?探究學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主探究節(jié)能原理、材料特性等，在探究過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。?實踐操作法：通過實際動手制作節(jié)能小屋模型，讓學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實踐，提高動手能力。【教具準備】材料類：各種建筑材料，如卡紙、木板、塑料板、泡沫板等；能源收集與轉(zhuǎn)換材料，如太陽能板、小型風(fēng)力發(fā)電機、電池、電線等；裝飾材料，如彩紙、貼紙等。?工具類：剪刀、美工刀、膠水、熱熔膠槍、尺子、圓規(guī)、電鉆（教師操作）、螺絲刀等。?其他：多媒體設(shè)備，用于展示圖片、視頻等資料；實驗器材，如溫度計、光照傳感器等，用于測試節(jié)能效果?！菊n時安排】第一課時：項目啟動與知識探究?第二課時：設(shè)計方案制定?第三課時：模型制作?第四課時：展示評價與總結(jié)拓展【教學(xué)思路】本項目式學(xué)習(xí)以學(xué)生為中心，圍繞節(jié)能小屋的設(shè)計與制作展開。首先通過項目啟動，激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生探究節(jié)能相關(guān)知識。然后在設(shè)計方案制定階段，學(xué)生運用所學(xué)知識，結(jié)合小組討論，設(shè)計出具有可行性的節(jié)能小屋方案。在模型制作過程中，學(xué)生按照設(shè)計方案動手操作，將方案轉(zhuǎn)化為實際模型。最后通過展示評價，學(xué)生分享成果，反思項目過程中的問題與收獲，并進行拓展延伸，進一步深化對節(jié)能的理解和應(yīng)用。【教學(xué)過程】第一課時：項目啟動與知識探究?一、課程導(dǎo)入（5分鐘）?1.展示一些現(xiàn)代節(jié)能建筑的圖片和視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察這些建筑在外觀、結(jié)構(gòu)和設(shè)施上的特點。?20.提問：“這些建筑為什么被稱為節(jié)能建筑？它們是如何實現(xiàn)節(jié)能的？”引發(fā)學(xué)生思考，導(dǎo)入本節(jié)課主題——節(jié)能小屋的設(shè)計與制作。?設(shè)計意圖：通過展示現(xiàn)代節(jié)能建筑的圖片和視頻，直觀呈現(xiàn)節(jié)能建筑的外在特征，引發(fā)學(xué)生對節(jié)能建筑內(nèi)部原理的好奇，從生活實際場景引入課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究欲望，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。?二、項目發(fā)布（10分鐘）?1.詳細介紹本次STEM項目的任務(wù)：設(shè)計并制作一個節(jié)能小屋模型，要求能夠體現(xiàn)至少兩種節(jié)能原理，且外觀美觀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。?2.明確項目的時間安排、評價標準和小組分工要求。?3.將學(xué)生分成若干小組，每組45人，推選一名組長。?設(shè)計意圖：清晰闡述項目任務(wù)、時間安排、評價標準及小組分工要求，讓學(xué)生明確項目目標與規(guī)則，為后續(xù)小組合作學(xué)習(xí)提供方向，培養(yǎng)學(xué)生的任務(wù)意識與團隊協(xié)作前的準備能力。?三、知識探究（20分鐘）?1.發(fā)放相關(guān)學(xué)習(xí)資料，包括節(jié)能原理的科普文章、常見節(jié)能技術(shù)的介紹等。2.引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀資料，探究以下問題：?（1）常見的可再生能源有哪些？它們是如何被利用來為房屋提供能源的？?（2）房屋的哪些設(shè)計可以減少能源消耗，如保溫、采光、通風(fēng)等方面？?3.小組討論交流，教師巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決疑問。?設(shè)計意圖：發(fā)放學(xué)習(xí)資料并引導(dǎo)學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與信息收集處理能力。通過小組討論交流，促進學(xué)生思維碰撞，提高合作交流與問題解決能力，同時教師巡視指導(dǎo)可及時給予學(xué)生幫助，確保探究方向正確。四、總結(jié)歸納（5分鐘）?1.請各小組代表分享小組討論的結(jié)果。2.教師進行總結(jié)歸納，梳理出節(jié)能的主要原理和方法，如太陽能的光伏發(fā)電、太陽能熱水器，風(fēng)能發(fā)電，房屋的雙層玻璃保溫、合理的朝向采光等。?設(shè)計意圖：各小組代表分享結(jié)果可鍛煉學(xué)生的表達能力，教師總結(jié)歸納能幫助學(xué)生梳理知識體系，強化對節(jié)能原理和方法的理解，形成系統(tǒng)的科學(xué)觀念。五、布置作業(yè)（5分鐘）?讓學(xué)生課后觀察自己居住的房屋，記錄下在節(jié)能方面的優(yōu)點和不足之處，并思考如何改進。設(shè)計意圖：讓學(xué)生課后觀察自己居住的房屋，將課堂知識與生活實際緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活中的科學(xué)現(xiàn)象的習(xí)慣，進一步加深對節(jié)能知識的理解與應(yīng)用，同時為后續(xù)設(shè)計節(jié)能小屋積累生活經(jīng)驗。?第二課時：設(shè)計方案制定一、回顧導(dǎo)入（5分鐘）?1.回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的節(jié)能知識，提問學(xué)生常見的節(jié)能原理和方法有哪些。?2.引導(dǎo)學(xué)生思考如何將這些節(jié)能原理應(yīng)用到節(jié)能小屋的設(shè)計中。?設(shè)計意圖：回顧上節(jié)課知識，強化記憶，通過提問引導(dǎo)學(xué)生思考知識應(yīng)用，實現(xiàn)知識從理論到實踐的過渡，為節(jié)能小屋設(shè)計方案制定做鋪墊。?二、設(shè)計引導(dǎo)（10分鐘）?1.展示一些節(jié)能小屋的設(shè)計案例，分析其在能源利用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、外觀造型等方面的特點和優(yōu)點。?2.提出設(shè)計要求：?(1)節(jié)能小屋的功能需求，如居住空間、能源供應(yīng)系統(tǒng)、采光通風(fēng)系統(tǒng)等。(2)尺寸限制，根據(jù)提供的材料和場地，確定小屋模型的大致尺寸。?(3)材料選擇，考慮材料的性能、成本和可用性，選擇合適的建筑和能源材料。?設(shè)計意圖：展示節(jié)能小屋設(shè)計案例，為學(xué)生提供直觀參考，分析案例特點優(yōu)點可啟發(fā)學(xué)生思維，明確設(shè)計要求能讓學(xué)生在設(shè)計時有清晰的方向，培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計中的科學(xué)思維與問題解決能力。?三、小組設(shè)計（20分鐘）?1.各小組根據(jù)設(shè)計要求，進行頭腦風(fēng)暴，討論節(jié)能小屋的設(shè)計方案。?2.組長負責(zé)組織討論，記錄員記錄討論過程和初步設(shè)計想法。?3.運用繪圖工具，繪制節(jié)能小屋的設(shè)計草圖，標注尺寸、材料和節(jié)能措施。4.教師巡視各小組，提供必要的指導(dǎo)和建議，如幫助解決設(shè)計中的技術(shù)難題、引導(dǎo)小組達成共識等。?設(shè)計意圖：小組頭腦風(fēng)暴培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維與團隊協(xié)作能力，組長組織、記錄員記錄有助于小組有序開展討論，繪制設(shè)計草圖可將抽象思維轉(zhuǎn)化為具體可視化成果，教師巡視指導(dǎo)解決技術(shù)難題與引導(dǎo)達成共識，保障設(shè)計方案的科學(xué)性與可行性。?四、方案展示與交流（10分鐘）?1.各小組展示設(shè)計草圖，介紹設(shè)計思路和所采用的節(jié)能措施。?2.其他小組進行提問和評價，提出改進建議。?3.展示小組根據(jù)其他小組的建議，對設(shè)計方案進行進一步完善和優(yōu)化。?設(shè)計意圖：小組展示設(shè)計草圖與思路培養(yǎng)學(xué)生表達能力，其他小組提問評價促進思維碰撞，展示小組根據(jù)建議完善方案，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維與自我完善能力，優(yōu)化設(shè)計方案。?第三課時：模型制作?一、材料工具介紹（5分鐘）?1.展示本節(jié)課所需的各種材料和工具，詳細介紹其名稱、用途和使用方法。2.強調(diào)安全注意事項，如使用剪刀、美工刀時不要傷到自己和他人，熱熔膠槍使用后要及時關(guān)閉電源等。?設(shè)計意圖：詳細介紹材料工具名稱、用途及使用方法，強調(diào)安全注意事項，保障學(xué)生在模型制作過程中能正確、安全使用工具材料，提高實踐操作能力，為順利制作模型奠定基礎(chǔ)。?二、制作前準備（10分鐘）?1.根據(jù)設(shè)計方案，各小組確定所需材料的種類和數(shù)量，進行材料領(lǐng)取和分工。2.對材料進行預(yù)處理，如裁剪卡紙、切割木板等。?設(shè)計意圖：小組確定材料種類數(shù)量并領(lǐng)取分工，培養(yǎng)團隊協(xié)作與任務(wù)分配能力，材料預(yù)處理鍛煉學(xué)生動手操作與數(shù)學(xué)應(yīng)用能力（如尺寸裁剪計算），為模型制作做好前期準備。?三、模型制作（20分鐘）?1.各小組按照設(shè)計方案和分工，開始制作節(jié)能小屋模型。?2.先搭建房屋框架，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，再安裝墻體、屋頂?shù)炔考?3.逐步安裝能源收集和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如太陽能板、風(fēng)力發(fā)電機等，并連接電路。4.進行采光和通風(fēng)設(shè)計的實施，如開設(shè)窗戶、安裝通風(fēng)口等。?5.教師在各小組間巡視，指導(dǎo)學(xué)生正確使用工具，解決制作過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題，如部件連接不牢固、電路短路等。?設(shè)計意圖：學(xué)生按設(shè)計方案分工制作，將理論設(shè)計轉(zhuǎn)化為實踐成果，提高動手實踐與問題解決能力。搭建框架、安裝部件、實施采光通風(fēng)設(shè)計等環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生空間構(gòu)建與科學(xué)實踐能力，教師巡視指導(dǎo)解決技術(shù)問題保障模型制作順利進行。?四、裝飾與完善（5分鐘）?1.各小組對制作好的節(jié)能小屋模型進行裝飾，使其外觀更加美觀。?2.檢查模型的整體效果，對存在的問題進行最后的調(diào)整和完善。?設(shè)計意圖：對模型進行裝飾完善，培養(yǎng)學(xué)生審美能力與藝術(shù)素養(yǎng)，檢查調(diào)整培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度與問題解決能力，提升模型整體質(zhì)量。?第四課時：展示評價與總結(jié)拓展?一、展示與匯報（15分鐘）?1.各小組依次展示制作好的節(jié)能小屋模型，并進行匯報。?2.匯報內(nèi)容包括設(shè)計思路、所采用的節(jié)能措施、制作過程中遇到的問題及解決方法、小組分工合作情況等。?3.利用多媒體設(shè)備，展示小組在項目實施過程中的照片、視頻等資料，增強匯報的生動性和直觀性。?設(shè)計意圖：小組依次展示匯報，鍛煉學(xué)生表達能力與團隊成果展示能力，利用多媒體展示項目過程資料，增強匯報生動性直觀性，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納與展示能力，強化對項目的整體認知。?二、評價與反饋（15分鐘）??1.制定評價標準，從節(jié)能效果、設(shè)計合理性、模型制作工藝、小組合作等方面進行評價。?2.組織學(xué)生進行小組間互評，每個小組根據(jù)評價標準對其他小組的作品進行打分，并給出評價意見。?3.教師進行總結(jié)評價，肯定各小組的優(yōu)點和創(chuàng)新之處，同時指出存在的不足之處，提出改進建議。?設(shè)計意圖：制定評價標準從多方面評價，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維與科學(xué)評價能力。小組間互評促進學(xué)生相互學(xué)習(xí)交流，教師總結(jié)評價肯定優(yōu)點指出不足，提出改進建議，幫助學(xué)生全面認識項目成果，提升綜合素養(yǎng)。三、總結(jié)與拓展（10分鐘）?1.引導(dǎo)學(xué)生回顧整個項目過程，總結(jié)在知識、技能、團隊合作等方面的收獲和體會。?2.對節(jié)能小屋項目進行拓展延伸，提出一些思考問題，如如何進一步優(yōu)化節(jié)能小屋的設(shè)計，使其更加節(jié)能環(huán)保；在實際生活中，如何將節(jié)能理念應(yīng)用到更大規(guī)模的建筑設(shè)計中。?3.鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)探索節(jié)能相關(guān)的知識和技術(shù)，將節(jié)能行動落實到日常生活中。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生回顧項目過程總結(jié)收獲體會，培養(yǎng)學(xué)生反思總結(jié)能力，拓展延伸提出思考問題，激發(fā)學(xué)生進一步探索節(jié)能知識技術(shù)的興趣，將節(jié)能理念從課堂拓展到生活實際，培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感與持續(xù)學(xué)習(xí)能力。?評價維度評價要點分值小組自評小組互評教師評價節(jié)能效果（30分）可再生能源利用：充分且合理利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，能源轉(zhuǎn)化效率高，得1015分；有一定利用但效率一般，得59分；利用不足或不合理，得14分15分節(jié)能措施有效性：保溫、采光、通風(fēng)等節(jié)能設(shè)計顯著降低能源消耗，得1015分；有一定效果但存在部分問題，得59分；效果不明顯，得14分15分設(shè)計合理（25分）功能布局合理：居住空間、能源供應(yīng)系統(tǒng)、采光通風(fēng)系統(tǒng)等功能區(qū)域劃分科學(xué)，滿足基本居住及節(jié)能需求，得812分；基本合理但存在少量不合理處，得47分；布局混亂，得13分12分尺寸與材料選擇：小屋尺寸符合給定限制，材料選用兼顧性能、成本與可用性，得813分；尺寸或材料選擇有少量瑕疵，得47分；尺寸不合理或材料選擇不當，得13分13分模型制作（25分）結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性：小屋框架搭建牢固，墻體、屋頂?shù)炔考B接緊密，無明顯晃動或松散，得812分；結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)固但存在輕微問題，得47分；結(jié)構(gòu)不牢固，得13分12分制作精細度：部件裁剪整齊，安裝工藝精細，能源系統(tǒng)安裝規(guī)范、調(diào)試成功，得813分；制作存在一些粗糙之處，能源系統(tǒng)有小問題，得47分；制作粗糙，能源系統(tǒng)無法正常工作，得13分13分小組合作（20分）團隊分工明確：小組內(nèi)成員分工清晰，各司其職，積極參與項目各環(huán)節(jié)，得710分；分工基本合理但存在部分成員參與度不