一、為什么要學(xué)習(xí)“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作流程”？演講人為什么要學(xué)習(xí)“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作流程”？01教學(xué)實(shí)踐中的常見(jiàn)問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略02產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的完整流程解析03總結(jié)：讓設(shè)計(jì)與制作成為科學(xué)素養(yǎng)生長(zhǎng)的土壤04目錄2025小學(xué)五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作流程課件作為深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終認(rèn)為：科學(xué)課的魅力不僅在于知識(shí)的傳遞，更在于讓學(xué)生在“做中學(xué)”中感受科學(xué)的實(shí)踐力量。五年級(jí)上冊(cè)“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作”單元，正是這樣一個(gè)將科學(xué)知識(shí)、技術(shù)思維與實(shí)踐能力深度融合的關(guān)鍵模塊。今天，我將以一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為底色，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，系統(tǒng)梳理這一主題的教學(xué)邏輯與實(shí)施路徑。01為什么要學(xué)習(xí)“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作流程”？為什么要學(xué)習(xí)“產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作流程”？在正式進(jìn)入流程講解前，我們需要先明確這一學(xué)習(xí)內(nèi)容的核心價(jià)值。這不僅是完成教材單元目標(biāo)的需要，更是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體。1課程標(biāo)準(zhǔn)的明確要求《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在“技術(shù)與工程”領(lǐng)域明確指出：小學(xué)高年級(jí)學(xué)生需“經(jīng)歷簡(jiǎn)單產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作、測(cè)試、改進(jìn)的全過(guò)程”，并“能基于科學(xué)原理或規(guī)則完成簡(jiǎn)單的工程任務(wù)”。五年級(jí)作為小學(xué)階段技術(shù)與工程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵過(guò)渡期（從“觀察體驗(yàn)”轉(zhuǎn)向“設(shè)計(jì)實(shí)踐”），這一單元正是落實(shí)課標(biāo)要求的核心抓手。2核心素養(yǎng)的綜合培養(yǎng)01產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作絕非簡(jiǎn)單的“動(dòng)手操作”，而是科學(xué)思維、工程思維與創(chuàng)新能力的綜合運(yùn)用：科學(xué)思維：需要調(diào)用已學(xué)的光、電、材料等科學(xué)知識(shí)（如五年級(jí)上冊(cè)涉及的“光的反射”“熱傳遞”等）解決實(shí)際問(wèn)題；工程思維：需在有限條件下（材料、時(shí)間、成本）權(quán)衡設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)系統(tǒng)優(yōu)化意識(shí)；020304創(chuàng)新能力：從“模仿制作”到“自主設(shè)計(jì)”的跨越，激發(fā)學(xué)生用科學(xué)方法解決真實(shí)問(wèn)題的創(chuàng)造力。3生活實(shí)踐的真實(shí)聯(lián)結(jié)我曾在課前調(diào)研中問(wèn)學(xué)生：“你覺(jué)得‘設(shè)計(jì)產(chǎn)品’離我們遠(yuǎn)嗎？”超過(guò)70%的孩子回答“是科學(xué)家的事”。但當(dāng)我們以“解決教室實(shí)際問(wèn)題”為任務(wù)（如制作“圖書(shū)角防倒架”“窗戶縫隙防風(fēng)貼”），孩子們立刻意識(shí)到：技術(shù)與工程就藏在日常的“不方便”里。這種“從生活中來(lái)，到生活中去”的學(xué)習(xí)，能讓科學(xué)真正“活”起來(lái)。02產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的完整流程解析產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的完整流程解析經(jīng)過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐，我將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的完整流程歸納為五大核心環(huán)節(jié)：需求分析→方案設(shè)計(jì)→制作實(shí)施→測(cè)試優(yōu)化→展示交流。這五個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，既符合工程實(shí)踐的內(nèi)在邏輯，也契合五年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。1需求分析：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，明確目標(biāo)這是整個(gè)流程的起點(diǎn)，也是最容易被忽視的環(huán)節(jié)。我常對(duì)學(xué)生說(shuō)：“一個(gè)好的問(wèn)題，比十個(gè)好的解決方案更重要。”1需求分析：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，明確目標(biāo)1.1觀察與提問(wèn)：從“麻煩”中找需求五年級(jí)學(xué)生的觀察能力已從“表面觀察”向“問(wèn)題導(dǎo)向觀察”發(fā)展。教學(xué)中，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生用“五感法”記錄生活中的“不便利”：視覺(jué)：圖書(shū)角的書(shū)總是歪倒；觸覺(jué)：冬天摸教室鐵門(mén)把手很涼；聽(tīng)覺(jué)：走廊聲控?zé)舫Ｒ蛘f(shuō)話聲小不亮……例如，去年有個(gè)小組觀察到“科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的放大鏡用完后容易滾動(dòng)丟失”，這一觀察最終催生了“帶凹槽的放大鏡收納盒”設(shè)計(jì)。1需求分析：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，明確目標(biāo)1.2需求篩選與明確：聚焦核心問(wèn)題學(xué)生的觀察可能零散，需通過(guò)“問(wèn)題篩選表”（如表1）幫助聚焦：|問(wèn)題描述|是否普遍存在（√/×）|是否能用現(xiàn)有材料解決（√/×）|是否符合安全要求（√/×）||----------------|---------------------|-----------------------------|-------------------------||放大鏡易滾動(dòng)|√|√（硬紙板、膠槍）|√||黑板擦夠不著|×（僅高個(gè)學(xué)生遇到）|×（需電動(dòng)裝置，超出能力）|×（可能砸傷）|通過(guò)這一過(guò)程，學(xué)生學(xué)會(huì)區(qū)分“真問(wèn)題”與“偽需求”，避免后續(xù)設(shè)計(jì)偏離方向。1需求分析：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，明確目標(biāo)1.3確定設(shè)計(jì)約束：明確“能做什么”功能：核心功能（如“固定放大鏡”）與附加功能（如“美觀”）的優(yōu)先級(jí)。3124五年級(jí)學(xué)生常因“想做的太多”導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗。我會(huì)引導(dǎo)他們用“三要素法”明確約束：材料：限于教室常見(jiàn)材料（硬紙板、吸管、橡皮筋、熱熔膠等）；時(shí)間：課堂40分鐘+課后2小時(shí)；2方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化當(dāng)需求明確后，學(xué)生需要將抽象的“解決思路”轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)方案。這一環(huán)節(jié)是“思維外顯”的關(guān)鍵，我通常會(huì)分三步引導(dǎo)。2方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化2.1頭腦風(fēng)暴：鼓勵(lì)“異想天開(kāi)”我會(huì)設(shè)置“無(wú)批評(píng)原則”：無(wú)論想法多“離譜”，都先記錄下來(lái)。例如，針對(duì)“放大鏡收納”問(wèn)題，學(xué)生曾提出“用磁鐵吸住”“做個(gè)帶蓋子的盒子”“在放大鏡柄上挖洞掛起來(lái)”等方案。這些看似“不切實(shí)際”的想法，往往能碰撞出創(chuàng)新火花——最終被采納的“凹槽式收納盒”，正是“盒子”與“防滑”兩個(gè)想法的結(jié)合。2方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化2.2繪制設(shè)計(jì)圖：用圖示表達(dá)意圖五年級(jí)學(xué)生已具備基本的繪圖能力，但需要規(guī)范引導(dǎo)。我會(huì)提供“設(shè)計(jì)圖模板”（如圖1），要求包含：1主視圖+俯視圖：展示產(chǎn)品的正面與頂面結(jié)構(gòu)；2標(biāo)注尺寸：如“凹槽深度2cm”“盒子長(zhǎng)15cm”；3材料標(biāo)注：如“主體用硬紙板，凹槽貼海綿”；4關(guān)鍵說(shuō)明：如“蓋子用回形針固定可開(kāi)合”。5起初學(xué)生的圖紙可能歪斜，但通過(guò)“小組互改+教師示范”（展示往屆優(yōu)秀設(shè)計(jì)圖），多數(shù)孩子能在2-3次練習(xí)后掌握基本規(guī)范。62方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化2.3方案比選：理性選擇最優(yōu)解當(dāng)小組產(chǎn)生2-3個(gè)設(shè)計(jì)方案后，需要通過(guò)“評(píng)價(jià)表”（如表2）進(jìn)行比選：|評(píng)價(jià)維度|方案A（帶蓋盒子）|方案B（凹槽托盤(pán)）|方案C（磁鐵吸附）||----------------|-------------------|-------------------|-------------------||功能實(shí)現(xiàn)|能固定但取放麻煩|易取放且防滑|需磁鐵成本高||材料易得性|硬紙板易獲取|硬紙板+海綿易獲取|磁鐵需額外購(gòu)買(mǎi)||制作難度|需做蓋子較復(fù)雜|僅切割粘貼較簡(jiǎn)單|需粘合磁鐵較難|通過(guò)量化對(duì)比，學(xué)生學(xué)會(huì)用“性價(jià)比”思維選擇方案——這正是工程思維的核心。2方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化2.3方案比選：理性選擇最優(yōu)解2.3制作實(shí)施：將圖紙變?yōu)閷?shí)物這是學(xué)生最期待的環(huán)節(jié)，卻也是問(wèn)題最集中的環(huán)節(jié)。我常提醒學(xué)生：“圖紙是理想，制作是現(xiàn)實(shí)，每一步都要耐心調(diào)整?！?方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化3.1材料準(zhǔn)備：分類與預(yù)處理我會(huì)提前準(zhǔn)備“材料工具箱”，包含：基礎(chǔ)材料：硬紙板、KT板、吸管、橡皮筋、棉線；輔助材料：海綿、毛氈（用于防滑）、亮片（用于裝飾）；工具：安全剪刀（圓頭）、手工刀（需教師保管）、熱熔膠槍（教師示范使用）、尺子、鉛筆。學(xué)生需根據(jù)設(shè)計(jì)圖列出“材料清單”，并提前裁剪（如硬紙板按尺寸裁好），避免制作時(shí)手忙腳亂。03040501022方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化3.2分步制作：按流程有序操作我會(huì)要求學(xué)生將制作過(guò)程分解為“步驟卡”，例如“凹槽式放大鏡收納盒”的制作步驟：01裁剪硬紙板：長(zhǎng)15cm×寬10cm×高5cm（主體）；02制作凹槽：用鉛筆在主體內(nèi)部畫(huà)出寬3cm、深2cm的區(qū)域，用剪刀剪出凹槽；03粘貼海綿：將海綿剪成凹槽大小，用白膠粘貼（需按壓3分鐘固定）；04組裝盒體：用熱熔膠將主體四邊粘合，形成立體盒子；05裝飾美化：用彩紙剪出科學(xué)符號(hào)（如放大鏡圖案）粘貼。06分步操作能幫助學(xué)生建立“流程意識(shí)”，減少因步驟混亂導(dǎo)致的失敗。072方案設(shè)計(jì)：從想法到圖紙的轉(zhuǎn)化3.3靈活調(diào)整：應(yīng)對(duì)“計(jì)劃外狀況”制作中常出現(xiàn)“材料尺寸不符”“膠水粘不牢”等問(wèn)題。例如，有小組用白膠粘貼硬紙板時(shí)發(fā)現(xiàn)干燥太慢，我引導(dǎo)他們思考替代方案（如改用雙面膠），并討論“不同膠水的適用場(chǎng)景”（白膠適合多孔材料，雙面膠適合快速固定）。這種“問(wèn)題-解決”的過(guò)程，比按圖制作更能培養(yǎng)實(shí)踐智慧。4測(cè)試優(yōu)化：用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)“做出來(lái)”不是終點(diǎn)，“做得更好”才是關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)需要學(xué)生從“操作者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皺z驗(yàn)者”，用科學(xué)方法評(píng)估產(chǎn)品性能。4測(cè)試優(yōu)化：用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)4.1制定測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)需求制定“可量化”的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。例如，針對(duì)“放大鏡收納盒”：耐用性：反復(fù)取放放大鏡20次，檢查結(jié)構(gòu)是否松動(dòng)；美觀性：小組互評(píng)“是否符合科學(xué)主題”（如用原子、試管圖案裝飾）。防滑性：將盒子傾斜45，觀察放大鏡是否滑落；4測(cè)試優(yōu)化：用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)4.2實(shí)施測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)學(xué)生需用“測(cè)試記錄表”（如表3）記錄結(jié)果：|測(cè)試項(xiàng)目|測(cè)試方法|測(cè)試結(jié)果|問(wèn)題分析||----------------|--------------------------|----------------|--------------------------||防滑性|傾斜45放置放大鏡|滑落2次/5次|海綿厚度不足（僅0.5cm）||耐用性|反復(fù)取放20次|盒體接縫開(kāi)裂|熱熔膠用量不足|4測(cè)試優(yōu)化：用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)4.3優(yōu)化方案設(shè)計(jì)基于測(cè)試數(shù)據(jù)，學(xué)生需提出改進(jìn)措施。例如，針對(duì)“防滑性不足”，小組將海綿厚度增加至1cm；針對(duì)“接縫開(kāi)裂”，改用“內(nèi)外雙重粘合”（內(nèi)部白膠+外部熱熔膠）。我常對(duì)學(xué)生說(shuō)：“失敗不是錯(cuò)誤，而是改進(jìn)的信號(hào)——連愛(ài)迪生都做了上千次實(shí)驗(yàn)才發(fā)明電燈呢！”5展示交流：在分享中深化理解最后環(huán)節(jié)是“展示交流”，這不僅是成果的呈現(xiàn)，更是思維碰撞與反思的契機(jī)。5展示交流：在分享中深化理解5.1多元展示形式我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生用“產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)+現(xiàn)場(chǎng)演示+PPT講解”的組合方式展示：產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)：包含設(shè)計(jì)目標(biāo)、材料清單、制作步驟、創(chuàng)新點(diǎn)；現(xiàn)場(chǎng)演示：實(shí)際操作產(chǎn)品（如用收納盒存放放大鏡）；PPT講解：用圖片/視頻記錄設(shè)計(jì)過(guò)程（如從草稿圖到成品的對(duì)比）。5展示交流：在分享中深化理解5.2互動(dòng)評(píng)價(jià)與反思展示后，我會(huì)組織“三輪評(píng)價(jià)”：互評(píng)：其他小組提問(wèn)（如“為什么選擇海綿而不是泡沫？”）；自評(píng)：小組總結(jié)“最滿意的設(shè)計(jì)”“遇到的最大困難”；師評(píng)：聚焦“科學(xué)原理的應(yīng)用”（如“利用海綿的彈性防滑”）“工程思維的體現(xiàn)”（如“權(quán)衡材料與功能”）。5展示交流：在分享中深化理解5.3延伸拓展：從“作品”到“產(chǎn)品”我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生思考：“如果要將這個(gè)收納盒推廣到全校，還需要考慮什么？”學(xué)生可能提出“批量生產(chǎn)的材料成本”“不同尺寸放大鏡的適配性”等問(wèn)題——這正是從“課堂作品”向“真實(shí)產(chǎn)品”的思維跨越。03教學(xué)實(shí)踐中的常見(jiàn)問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略教學(xué)實(shí)踐中的常見(jiàn)問(wèn)題與應(yīng)對(duì)策略在多年教學(xué)中，我總結(jié)了學(xué)生在設(shè)計(jì)制作過(guò)程中最易出現(xiàn)的三類問(wèn)題，并形成了針對(duì)性策略：3.1“想法很多，落地很難”——引導(dǎo)“從大到小”拆解目標(biāo)部分學(xué)生因貪心“功能全面”導(dǎo)致設(shè)計(jì)復(fù)雜（如想做“多功能筆筒”卻連基本結(jié)構(gòu)都做不牢）。應(yīng)對(duì)策略是“最小可行產(chǎn)品”原則：先實(shí)現(xiàn)核心功能（如“固定筆”），再逐步添加附加功能（如“帶計(jì)時(shí)器”）。2“害怕失敗，不敢嘗試”——建立“成長(zhǎng)型思維”有些學(xué)生因第一次制作失敗而退縮。我會(huì)通過(guò)“錯(cuò)誤博物館”展示往屆學(xué)生的“失敗作品”（如散架的收納盒、漏水的花盆），并邀請(qǐng)作者分享“從失敗中學(xué)到了什么”。當(dāng)學(xué)生看到“失敗是常態(tài)”，反而更愿意嘗試。3“重制作，輕思考”——強(qiáng)化“記錄意識(shí)”少數(shù)學(xué)生沉迷動(dòng)手操作，忽略設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的記錄（如不畫(huà)設(shè)計(jì)圖、不寫(xiě)測(cè)試數(shù)據(jù)）。我會(huì)將“過(guò)程性資料”（設(shè)計(jì)圖、測(cè)試表、修改記錄）納入最終評(píng)價(jià)（占比30%），并在課堂上展示“記錄完整”的小組案例，逐步培養(yǎng)“做前有計(jì)劃，做中有記錄，做后有反思”的習(xí)慣。04總結(jié)：讓設(shè)計(jì)與制作成為科學(xué)素養(yǎng)生長(zhǎng)的土壤總結(jié)：讓設(shè)計(jì)與制作成為科學(xué)素養(yǎng)生長(zhǎng)的土壤回顧整個(gè)流程