小學(xué)科技創(chuàng)新活動教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)設(shè)計的核心價值定位小學(xué)階段的科技創(chuàng)新活動是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的重要載體。優(yōu)質(zhì)的教學(xué)設(shè)計需緊扣核心素養(yǎng)導(dǎo)向，將科學(xué)探究精神、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識及社會責(zé)任感的培養(yǎng)融入活動全過程，通過生活化、趣味化的任務(wù)驅(qū)動，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，實(shí)現(xiàn)知識建構(gòu)與能力發(fā)展的統(tǒng)一。二、教學(xué)目標(biāo)的科學(xué)設(shè)定（一）三維目標(biāo)的整合設(shè)計1.知識與技能：掌握基礎(chǔ)科學(xué)原理（如力、電、光的簡單應(yīng)用）、工程設(shè)計流程（問題分析、方案設(shè)計、原型制作），能運(yùn)用工具完成簡易科創(chuàng)作品。2.過程與方法：經(jīng)歷“提出問題—猜想假設(shè)—設(shè)計驗(yàn)證—總結(jié)反思”的探究過程，提升觀察、推理、協(xié)作與問題解決能力。3.情感態(tài)度與價值觀：激發(fā)對科學(xué)的好奇心與求知欲，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，體會科技改善生活的價值，增強(qiáng)環(huán)保、創(chuàng)新等社會責(zé)任感。（二）素養(yǎng)導(dǎo)向的目標(biāo)細(xì)化結(jié)合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，將“科學(xué)觀念”“科學(xué)思維”“探究實(shí)踐”“態(tài)度責(zé)任”四大素養(yǎng)拆解為可觀測的行為目標(biāo)。例如，在“家庭節(jié)水裝置設(shè)計”活動中，目標(biāo)可細(xì)化為：能分析家庭用水浪費(fèi)的場景（科學(xué)觀念），提出3種以上節(jié)水方案并篩選最優(yōu)解（科學(xué)思維），小組協(xié)作完成裝置制作與測試（探究實(shí)踐），反思設(shè)計的環(huán)保價值（態(tài)度責(zé)任）。三、教學(xué)內(nèi)容的生活化建構(gòu)（一）選題原則：貼近兒童經(jīng)驗(yàn)選取與學(xué)生生活緊密關(guān)聯(lián)的主題，如“校園植物角的智能養(yǎng)護(hù)”“文具收納的創(chuàng)新設(shè)計”“舊物改造的創(chuàng)意燈具”等。主題需兼具探究性（蘊(yùn)含科學(xué)原理或工程問題）、趣味性（符合兒童興趣點(diǎn)）、可行性（材料易獲取、操作難度適配學(xué)段）。（二）內(nèi)容架構(gòu)：跨學(xué)科融合打破學(xué)科壁壘，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)（STEM）與藝術(shù)、社會等學(xué)科整合。例如，“垃圾分類監(jiān)測裝置”活動，融合科學(xué)（物質(zhì)分類）、技術(shù)（傳感器應(yīng)用）、工程（裝置設(shè)計）、數(shù)學(xué)（數(shù)據(jù)統(tǒng)計）、美術(shù)（外觀設(shè)計）、社會（環(huán)保政策）等內(nèi)容，形成“問題解決型”學(xué)習(xí)任務(wù)。四、教學(xué)過程的動態(tài)實(shí)施（一）情境導(dǎo)入：激活探究欲以真實(shí)問題或趣味現(xiàn)象引發(fā)思考，如“下雨天窗戶總忘關(guān)，如何設(shè)計自動關(guān)窗器？”“校園垃圾桶總滿溢，怎樣提醒及時清理？”通過圖片、視頻或?qū)嵨镅菔緞?chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生在認(rèn)知沖突中產(chǎn)生探究需求。（二）探究體驗(yàn)：經(jīng)歷完整流程1.問題拆解：引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜問題分解為可操作的子任務(wù)。例如，“自動澆水裝置”需解決“如何控制水量”“如何感應(yīng)土壤濕度”“如何固定裝置”等子問題。2.方案設(shè)計：小組合作繪制設(shè)計圖，明確材料（飲料瓶、吸管、海綿、濕度傳感器等）、步驟與分工。教師需提供“設(shè)計支架”（如設(shè)計模板、原理示意圖），降低思維難度。3.實(shí)踐制作：提供開放性材料（鼓勵利用廢舊物品），學(xué)生動手搭建原型。教師巡回指導(dǎo)，關(guān)注“試錯”過程，引導(dǎo)學(xué)生從失敗中分析原因（如裝置漏水可能是密封問題，需調(diào)整材料或結(jié)構(gòu)）。4.測試優(yōu)化：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計（如澆水裝置的出水量、感應(yīng)靈敏度），小組討論改進(jìn)方案，迭代優(yōu)化作品。（三）交流展示：深化認(rèn)知采用“成果發(fā)布會”形式，學(xué)生以小組為單位介紹作品的設(shè)計思路、創(chuàng)新點(diǎn)及改進(jìn)方向。設(shè)置“星級評價”（創(chuàng)新星、實(shí)踐星、合作星等），引導(dǎo)學(xué)生互評，關(guān)注“設(shè)計的合理性”“原理的科學(xué)性”“表達(dá)的清晰性”。（四）拓展延伸：聯(lián)結(jié)生活與社會布置“家庭任務(wù)”（如用科創(chuàng)作品解決家庭問題）或“社會議題”（如為社區(qū)設(shè)計環(huán)保裝置），將學(xué)習(xí)延伸至真實(shí)場景，強(qiáng)化“科技服務(wù)生活”的認(rèn)知。五、教學(xué)評價的多元化實(shí)施（一）評價維度：全面覆蓋素養(yǎng)從創(chuàng)新思維（設(shè)計的獨(dú)特性、問題解決的新穎性）、實(shí)踐能力（工具使用、原型制作、調(diào)試優(yōu)化）、合作交流（小組協(xié)作、表達(dá)傾聽）、科學(xué)態(tài)度（探究的專注度、反思的深度）四方面設(shè)計評價量表，避免“唯成果論”。（二）評價方式：過程與結(jié)果并重過程性評價：采用“學(xué)習(xí)日志”記錄探究過程（問題、嘗試、改進(jìn)），教師通過觀察記錄學(xué)生的參與度與思維表現(xiàn)。結(jié)果性評價：結(jié)合作品的“功能性”“創(chuàng)新性”“美觀性”進(jìn)行等級評定，同時關(guān)注學(xué)生的反思報告（如“如果重新設(shè)計，我會……”）。多元主體評價：學(xué)生自評（反思收獲與不足）、小組互評（肯定同伴亮點(diǎn)）、教師評價（專業(yè)指導(dǎo)與鼓勵）、家長評價（家庭應(yīng)用反饋）相結(jié)合。六、教學(xué)資源的創(chuàng)造性開發(fā)（一）材料資源：低成本高創(chuàng)意以“生活廢棄物+基礎(chǔ)工具”為主，如飲料瓶、紙盒、吸管、小電機(jī)、Arduino套件（低齡段可用圖形化編程模塊）等。建立“科創(chuàng)材料庫”，鼓勵學(xué)生自主收集材料，培養(yǎng)資源再利用意識。（二）數(shù)字化資源：賦能探究利用科普APP（如“科學(xué)隊(duì)長”“小小科學(xué)家”）、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺（如PhET仿真實(shí)驗(yàn)）、編程軟件（如Scratch、米思齊）輔助教學(xué)，突破時空限制，可視化抽象原理（如電路連接、植物生長周期）。（三）場地資源：靈活拓展除科學(xué)實(shí)驗(yàn)室外，充分利用校園角落（如植物園、創(chuàng)客空間）、社區(qū)資源（如科技館、污水處理廠）開展實(shí)地觀察與實(shí)踐，讓學(xué)習(xí)場景更真實(shí)。七、教學(xué)案例：“校園垃圾分類智能監(jiān)測系統(tǒng)”設(shè)計（一）活動目標(biāo)能力目標(biāo)：小組協(xié)作設(shè)計并制作簡易監(jiān)測裝置，能用圖形化編程實(shí)現(xiàn)“滿溢提醒”功能。情感目標(biāo)：增強(qiáng)環(huán)保意識，體會科技在垃圾分類中的應(yīng)用價值。（二）活動流程1.情境導(dǎo)入：播放校園垃圾桶滿溢導(dǎo)致垃圾散落的視頻，提問“如何讓垃圾桶‘會說話’？”引發(fā)探究興趣。2.探究學(xué)習(xí)：實(shí)踐制作：組裝硬件（固定傳感器、連接電路），編寫程序（當(dāng)傳感器檢測到遮擋，LED亮、蜂鳴器響），測試并優(yōu)化（如調(diào)整傳感器高度、延長提醒時長）。3.展示交流：各小組演示裝置，介紹設(shè)計亮點(diǎn)（如加裝太陽能板供電、設(shè)計多分類監(jiān)測），互評改進(jìn)建議。4.拓展延伸：鼓勵學(xué)生為社區(qū)垃圾桶設(shè)計“智能監(jiān)測+自動打包”裝置，或調(diào)研城市垃圾分類系統(tǒng)的科技應(yīng)用。八、教學(xué)反思與優(yōu)化策略（一）常見問題與對策材料準(zhǔn)備不足：建立“材料預(yù)約制”，提前統(tǒng)計需求，聯(lián)合家長、社區(qū)捐贈資源。學(xué)生差異顯著：設(shè)計“分層任務(wù)卡”（基礎(chǔ)版：完成核心功能；進(jìn)階版：增加創(chuàng)新模塊），提供個性化指導(dǎo)。學(xué)科融合生硬：挖掘主題的“自然融合點(diǎn)”，如“節(jié)水裝置”中數(shù)學(xué)測量（水量統(tǒng)計）、美術(shù)設(shè)計（裝置外觀）與科學(xué)原理（虹吸、滲透）的有機(jī)結(jié)合。（二）未來改進(jìn)方向加強(qiáng)跨學(xué)科教研，聯(lián)合科學(xué)、美術(shù)、信息等學(xué)科教師設(shè)計活動，避免“學(xué)科拼盤”。引入真實(shí)項(xiàng)目驅(qū)動，與社區(qū)、企業(yè)合作，讓學(xué)生解決實(shí)際問題（如