專項學(xué)習(xí)像工程師那樣教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年科學(xué)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(xué)習(xí)——像工程師那樣設(shè)計

2.教學(xué)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(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

親愛的同學(xué)們，大家好！今天我們要一起走進科學(xué)的殿堂，開啟一場“像工程師那樣設(shè)計”的專項學(xué)習(xí)之旅。讓我們一起動手動腦，感受科學(xué)的魅力，激發(fā)創(chuàng)新思維！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實驗和設(shè)計活動，讓學(xué)生學(xué)會提出問題、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。

2.增強學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵學(xué)生在設(shè)計和解決問題時，運用創(chuàng)造性思維，提出獨特的解決方案。

3.提升學(xué)生的工程實踐能力，讓學(xué)生了解工程設(shè)計的步驟，學(xué)會將理論知識應(yīng)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(shè)計的步驟，包括需求分析、方案設(shè)計、原型制作和測試改進。

2.重點在于運用科學(xué)方法進行實驗設(shè)計，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

難點：

1.難點在于將抽象的科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為具體的工程設(shè)計方案。

2.難點在于面對復(fù)雜問題時，能夠提出創(chuàng)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(xué)生理解工程設(shè)計的邏輯流程。

2.通過實驗?zāi)M和實際操作，讓學(xué)生在實踐中掌握實驗設(shè)計的方法。

3.鼓勵學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，激發(fā)創(chuàng)新思維，并教授他們?nèi)绾卧u估和選擇最佳方案。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)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(xué)?？茖W(xué)教學(xué)平臺、在線實驗資源庫

-信息化資源：科學(xué)實驗視頻、工程設(shè)計軟件教程、科學(xué)知識科普文章

-教學(xué)手段：實物演示、小組合作、角色扮演、思維導(dǎo)圖教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：我會通過學(xué)?？茖W(xué)教學(xué)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括PPT和實驗視頻，讓學(xué)生了解工程設(shè)計的初步概念。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：我會設(shè)計問題如“什么是工程設(shè)計？它的基本步驟有哪些？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：我會通過平臺查看學(xué)生的提交情況，確保他們按時完成預(yù)習(xí)。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生將閱讀提供的資料，了解工程設(shè)計的定義和基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生將嘗試回答預(yù)習(xí)問題，記錄下自己的理解和不理解的地方。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)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(dǎo)入新課：我會用一個簡單的工程設(shè)計案例引入新課，比如介紹一個兒童滑梯的設(shè)計過程。

-講解知識點：我會詳細(xì)講解工程設(shè)計的步驟，如需求分析、方案設(shè)計等。

-組織課堂活動：我會讓學(xué)生分組，每組設(shè)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(xué)生活動：

-聽講并思考：學(xué)生將認(rèn)真聽講，并嘗試?yán)斫夤こ淘O(shè)計的各個步驟。

-參與課堂活動：學(xué)生在小組活動中，將應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計工程作品。

-提問與討論：學(xué)生在活動中遇到問題時，將提問并與其他同學(xué)討論解決方案。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：我會讓學(xué)生設(shè)計一個更復(fù)雜的工程作品，并撰寫設(shè)計報告。

-提供拓展資源：我會推薦一些與工程設(shè)計相關(guān)的書籍和在線資源，如工程學(xué)網(wǎng)站和設(shè)計軟件教程。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：學(xué)生將根據(jù)作業(yè)要求完成設(shè)計報告，并嘗試使用設(shè)計軟件。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生將利用推薦的資源進行進一步的學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生將對整個設(shè)計過程進行反思，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成果和不足。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-工程設(shè)計基礎(chǔ)：介紹工程設(shè)計的概念、原則和步驟，包括需求分析、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和測試評估。

-材料科學(xué)：探討不同材料的特性和應(yīng)用，如金屬、塑料、復(fù)合材料等，以及它們在工程設(shè)計中的作用。

-結(jié)構(gòu)力學(xué)：介紹力學(xué)原理在工程設(shè)計中的應(yīng)用，包括力、壓力、張力、彎曲和扭轉(zhuǎn)等基本概念。

-環(huán)境工程：探討工程設(shè)計對環(huán)境的影響，以及如何在設(shè)計中考慮可持續(xù)性和環(huán)境保護。

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

2.拓展建議：

-工程設(shè)計基礎(chǔ)：

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

-提供在線課程或教程，如Coursera上的《工程設(shè)計與創(chuàng)新》課程，讓學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)。

-組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐墓こ探ㄔO(shè)項目，如橋梁、建筑或工廠，以直觀了解工程設(shè)計的實際應(yīng)用。

-材料科學(xué)：

-引導(dǎo)學(xué)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(xué)生閱讀《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》等書籍，了解材料的分類和特性。

-利用科學(xué)雜志或在線資源，如《材料科學(xué)進展》，了解材料科學(xué)的最新研究進展。

-結(jié)構(gòu)力學(xué)：

-讓學(xué)生通過在線模擬軟件，如SolidWorks或ANSYS，進行結(jié)構(gòu)分析。

-推薦學(xué)生閱讀《結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)》等教材，學(xué)習(xí)力的傳遞和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

-組織學(xué)生參與結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽，如橋梁設(shè)計競賽，以實踐所學(xué)知識。

-環(huán)境工程：

-鼓勵學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)項目，如河流清潔或垃圾分類，了解工程設(shè)計對環(huán)境的影響。

-推薦學(xué)生閱讀《環(huán)境工程導(dǎo)論》等書籍，了解環(huán)境工程的基本概念和案例。

-組織學(xué)生參觀環(huán)保設(shè)施，如污水處理廠或風(fēng)力發(fā)電場，了解可持續(xù)發(fā)展的工程設(shè)計。

-電氣工程：

-讓學(xué)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(xué)生閱讀《電氣工程基礎(chǔ)》等教材，學(xué)習(xí)電路設(shè)計和電氣元件。

-組織學(xué)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(yè)1.實驗報告：

-題型：學(xué)生需根據(jù)課堂上的實驗活動，撰寫實驗報告。

-內(nèi)容：描述實驗?zāi)康?、步驟、觀察到的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析以及結(jié)論。

-舉例：

-實驗?zāi)康模禾骄扛軛U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(shù)據(jù)。

-觀察現(xiàn)象：力矩與力臂長度成正比。

-數(shù)據(jù)分析：計算不同力臂下的力矩。

-結(jié)論：杠桿原理在實驗中得到了驗證。

2.設(shè)計任務(wù)：

-題型：學(xué)生需根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計一個簡單的工程作品。

-內(nèi)容：描述設(shè)計思路、材料選擇、制作過程和預(yù)期效果。

-舉例：

-設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個簡易的水車。

-設(shè)計思路：利用水的動能轉(zhuǎn)換為機械能。

-材料選擇：木材、繩索、水桶等。

-制作過程：繪制設(shè)計圖，制作水車模型，進行測試。

-預(yù)期效果：水車能夠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)水的循環(huán)利用。

3.應(yīng)用題：

-題型：學(xué)生需將所學(xué)知識應(yīng)用于實際問題中。

-內(nèi)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(qū)提供照明？

-解決方案：設(shè)計一個太陽能路燈系統(tǒng)，包括太陽能板、電池和LED燈。

-解釋：太陽能路燈系統(tǒng)可以減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳排放。

4.創(chuàng)新設(shè)計：

-題型：學(xué)生需發(fā)揮創(chuàng)造力，設(shè)計一個具有創(chuàng)新性的工程作品。

-內(nèi)容：描述設(shè)計理念、功能特點、創(chuàng)新點和使用場景。

-舉例：

-設(shè)計理念：利用科技改善老年人生活質(zhì)量。

-功能特點：智能手環(huán)，具備心率監(jiān)測、跌倒報警、緊急呼叫等功能。

-創(chuàng)新點：結(jié)合人工智能技術(shù)，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的健康監(jiān)測。

-使用場景：適用于居家養(yǎng)老、社區(qū)養(yǎng)老等場景。

5.小組討論：

-題型：學(xué)生需分組討論，就某一工程問題提出解決方案。

-內(nèi)容：小組內(nèi)分工合作，提出設(shè)計思路、材料選擇、制作方案和測試方法。

-舉例：

-問題：如何設(shè)計一個有效的垃圾分類系統(tǒng)？

-設(shè)計思路：采用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)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(tǒng)。

-測試方法：模擬實際垃圾分類場景，測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。板書設(shè)計①工程設(shè)計基本步驟

-需求分析

-概念設(shè)計

-詳細(xì)設(shè)計

-測試改進

②材料科學(xué)與工程

-材料分類：金屬、塑料、復(fù)合材料等

-材料特性：強度、硬度、耐腐蝕性、導(dǎo)電性等

-材料應(yīng)用：不同材料在工程設(shè)計中的選擇和應(yīng)用

③結(jié)構(gòu)力學(xué)原理

-力的概念：力、壓力、張力、彎曲、扭轉(zhuǎn)

-結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：力的傳遞、平衡、支撐

-結(jié)構(gòu)設(shè)計：梁、柱、板等基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理

④環(huán)境工程考慮

-可持續(xù)性：環(huán)保、節(jié)能、減排

-環(huán)境影響評估：污染、生態(tài)、資源

-環(huán)境工程設(shè)計：污水處理、垃圾處理、可再生能源等

⑤電氣工程基礎(chǔ)

-電路元件：電源、電路、傳感器等

-電路設(shè)計：串聯(lián)、并聯(lián)、電路分析

-電氣安全：絕緣、接地、防護措施教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)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(xué)生在小組討論中表現(xiàn)出良好的團隊合作精神，能夠有效分工協(xié)作，共同完成任務(wù)。

2.小組討論成果展示：

-小組討論成果展示環(huán)節(jié)，各小組能夠清晰地展示自己的設(shè)計思路和實驗過程。

-學(xué)生在展示過程中，能夠運用所學(xué)知識，對設(shè)計方案的優(yōu)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(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握程度。

-學(xué)生在測試中表現(xiàn)良好，對于基礎(chǔ)知識的掌握比較扎實。

4.實驗報告評價：

-學(xué)生提交的實驗報告內(nèi)容完整，步驟清晰，數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確。

-部分學(xué)生在實驗報告中展示了創(chuàng)新思維，如提出改進實驗設(shè)計的建議。

5.教師評價與反饋：

-針對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，我將給予以下反饋：

-鼓勵學(xué)生繼續(xù)保持積極參與的態(tài)度，勇于提問和發(fā)表自己的觀點。

-對于小組討論，建議學(xué)生加強溝通與協(xié)作，提高團隊解決問題的能力。

-針對隨堂測試，我將指出學(xué)生在以下方面的不足：

-對于一些較為復(fù)雜的知識點，學(xué)生需要加強理解和記憶。

-在實驗報告中，部分學(xué)生未能充分展示自己的創(chuàng)新思維，建議在今后的學(xué)習(xí)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(nèi)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(shù)據(jù)支持。

-總體而言，學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)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(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，提高對復(fù)雜知識點的理解能力。

-注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生在實踐中提出新想法、新方法。

-提高團隊合作意識，學(xué)會與他人溝通交流，共同完成任務(wù)。教學(xué)反思今天這節(jié)課，我?guī)W(xué)生們一起探索了“像工程師那樣設(shè)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(guān)鍵的。我嘗試用故事和案例引入課題，看到學(xué)生們聽得津津有味，我覺得這種教學(xué)方式挺有效的。不過，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生可能對某些案例不太感興趣，所以在今后的教學(xué)中，我可能會嘗試更多樣化的案例，確保每個學(xué)生都能找到自己的興趣點。

然后，小組討論環(huán)節(jié)讓我印象深刻。學(xué)生們在討論中各抒己見，相互啟發(fā)，這種互動讓我看到了他們的潛力和創(chuàng)造力。但是，我也注意到，有些學(xué)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(jié)課中，設(shè)計一些小組合作的活動，鼓勵那些不太愛說話的學(xué)生也積極參與進來。

說到實驗設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們在提出假設(shè)和設(shè)計實驗步驟時，有些地方還是不夠嚴(yán)謹(jǐn)。比如，有的小組在設(shè)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(xué)中，我需要更加注重實驗設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性和