一、設計背景與核心目標：為何要設計“設計能力訓練任務單”？演講人01設計背景與核心目標：為何要設計“設計能力訓練任務單”？02任務單的框架設計：如何構建“學為中心”的實踐路徑？03實施保障與評價策略：如何確保任務單落地生效？04總結與展望：設計能力培養(yǎng)的本質是“思維的生長”目錄2025小學六年級科學上冊設計能力訓練任務單設計課件作為深耕小學科學教育十余年的一線教師，我始終認為，科學課程不僅是知識的傳遞場域，更是思維與能力的培育沃土。2022版《義務教育科學課程標準》明確指出，要“通過工程實踐培養(yǎng)學生的設計能力，使其能基于科學原理解決實際問題”。基于此，結合2025年小學六年級科學上冊教材特點與學生認知規(guī)律，我將圍繞“設計能力訓練任務單”的設計邏輯、實施路徑與評價策略展開系統(tǒng)闡述，助力一線教師構建“學為中心”的工程實踐課堂。01設計背景與核心目標：為何要設計“設計能力訓練任務單”？1政策與課標的雙重驅動2022版課標將“工程、技術、社會與環(huán)境”作為四大核心領域之一，明確要求六年級學生需“能針對一個簡單的技術問題，提出設計方案，制作簡易模型或原型，測試其性能并改進”。反觀當前教學實踐，部分課堂仍存在“重知識驗證、輕設計實踐”的傾向，學生的設計思維常被“標準化步驟”束縛，缺乏從問題到方案、從實踐到優(yōu)化的完整經歷。任務單的設計，正是為了搭建“問題—設計—實踐—改進”的腳手架，將課標要求轉化為可操作的課堂活動。2教材內容與學情的精準適配以人教版六年級上冊為例，“能量”“工具與機械”“生物與環(huán)境”等單元均蘊含豐富的工程實踐素材（如“設計小電動機”“制作生態(tài)瓶”“設計斜面提升裝置”）。六年級學生（11-12歲）已具備一定的邏輯推理能力與動手操作經驗，但在“需求分析—變量控制—方案優(yōu)化”等環(huán)節(jié)仍需引導。任務單需兼顧“指導性”與“開放性”：既提供關鍵問題支架，又保留探索空間，避免“保姆式”指令限制創(chuàng)新。3核心目標的分層設定STEP4STEP3STEP2STEP1基于“實踐—認知—遷移”的能力發(fā)展規(guī)律，本任務單的核心目標可分為三級：基礎層：掌握設計的基本流程（需求分析→方案設計→制作測試→反思改進），能使用科學工具（如量角器、測力計）記錄數據；發(fā)展層：在團隊合作中學會觀點碰撞與妥協(xié)，能基于測試數據提出至少2項優(yōu)化建議；拓展層：建立“科學原理指導工程實踐”的意識（如用“杠桿原理”優(yōu)化工具設計），初步形成“技術影響生活”的社會責任感。02任務單的框架設計：如何構建“學為中心”的實踐路徑？1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計圍繞“完整設計過程”，任務單采用“情境導入—問題拆解—方案設計—實踐驗證—反思遷移”五模塊結構，各模塊環(huán)環(huán)相扣，逐步深化學生對“設計”的理解（見圖1）。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.1模塊一：情境導入——激活“問題意識”設計邏輯：真實情境是激發(fā)設計動機的關鍵。任務單需選取學生熟悉且富有挑戰(zhàn)性的問題（如“設計一個能保護生雞蛋的落地緩沖裝置”“制作一個風力發(fā)電模型為LED燈供電”），通過圖片、視頻或生活案例（如快遞包裝的緩沖設計）引發(fā)認知沖突，引導學生思考：“這個問題需要解決什么？現(xiàn)有的方法有什么不足？”具體任務示例（以“保護生雞蛋的落地緩沖裝置”為例）：觀察：播放快遞員用泡沫包裹易碎品的視頻，記錄包裹的結構特點（如分層、中空、軟質材料）；提問：如果從3米高處掉落，哪些因素可能導致生雞蛋破碎？（如沖擊力大小、接觸面積、緩沖時間）；聚焦：我們的設計需要滿足哪些核心需求？（雞蛋不破、裝置輕便、材料易得）。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.1模塊一：情境導入——激活“問題意識”教師引導要點：避免直接給出“標準答案”，而是通過追問（“為什么泡沫能緩沖？”“如果用棉花代替會怎樣？”）幫助學生關聯(lián)科學原理（如力的分散、彈性形變）。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.2模塊二：問題拆解——培養(yǎng)“系統(tǒng)思維”設計邏輯：復雜問題的解決需拆解為可操作的子問題。任務單需引導學生從“模糊需求”轉向“具體變量”，明確設計中的“關鍵參數”（如材料類型、結構形狀、尺寸比例）與“約束條件”（如材料成本、制作時間、安全要求）。具體任務示例：變量分析：用表格列舉可能影響緩沖效果的因素（材料硬度/厚度、結構層數、裝置重量），標注“關鍵變量”（如材料硬度）與“控制變量”（如掉落高度固定為3米）；需求排序：小組討論“雞蛋不破”“材料環(huán)?！薄把b置美觀”三個需求的優(yōu)先級，說明理由（如安全是第一需求）；工具輔助：提供“設計需求清單”模板（見表1），要求填寫“需求描述”“判斷標準”“實現(xiàn)難度”三列，幫助學生系統(tǒng)化梳理思路。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.2模塊二：問題拆解——培養(yǎng)“系統(tǒng)思維”教師引導要點：關注學生的思維盲區(qū)（如忽視“裝置重量”對下落速度的影響），通過“如果…會怎樣”的假設性問題，引導其全面分析。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.3模塊三：方案設計——發(fā)展“創(chuàng)新思維”設計邏輯：方案設計是“科學原理+實踐經驗”的創(chuàng)造性輸出。任務單需鼓勵學生發(fā)散思維（如頭腦風暴多種材料組合），同時要求“有理有據”（如用“空氣阻力原理”解釋傘狀結構的設計）。具體任務示例：草圖繪制：用鉛筆繪制裝置結構圖，標注各部分的材料（如吸管、氣球、海綿）與功能（如“外層氣球用于緩沖，內層海綿包裹雞蛋”）；材料清單：列出所需材料及數量（如吸管10根、氣球3個、海綿50g），說明選擇理由（如“吸管質輕且有韌性，能分散沖擊力”）；步驟規(guī)劃：用流程圖呈現(xiàn)制作步驟（如“1.用吸管搭建立方體框架→2.框架外層包裹氣球→3.雞蛋用海綿包裹后固定在框架中心”），標注關鍵操作（如“氣球需充氣至7分滿，避免爆裂”）。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.3模塊三：方案設計——發(fā)展“創(chuàng)新思維”教師引導要點：對“異想天開”的方案（如用羽毛做緩沖層），不急于否定，而是追問“羽毛的密度是否足夠？如何固定？”，引導學生用科學原理論證可行性。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.4模塊四：實踐驗證——強化“實證意識”設計邏輯：實踐是檢驗設計的唯一標準。任務單需引導學生用“數據說話”，記錄測試過程中的現(xiàn)象（如“第一次掉落時，氣球爆裂，雞蛋破損”）與量化結果（如“沖擊力測量值為8N”），區(qū)分“偶然誤差”與“設計缺陷”。具體任務示例：測試記錄：設計“測試記錄表”（見表2），包括“測試次數”“現(xiàn)象描述”“數據測量（如沖擊力、裝置重量）”“問題分析”四列；對比實驗：鼓勵小組改變1個變量（如將吸管換成竹條）重新測試，比較兩次結果的差異（如“竹條框架更硬，沖擊力從8N降至5N，但重量增加了20g”）；安全提示：明確操作規(guī)范（如“測試時下方鋪設軟墊子”“避免裝置砸到他人”），培養(yǎng)安全意識。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.4模塊四：實踐驗證——強化“實證意識”教師引導要點：當學生因設計失敗沮喪時，可分享科學家的失敗案例（如愛迪生測試燈絲材料的過程），強調“失敗是優(yōu)化的起點”。1任務單的整體結構：五模塊遞進式設計1.5模塊五：反思遷移——深化“元認知能力”設計邏輯：反思不僅是對結果的總結，更是對“設計過程”的再思考。任務單需引導學生從“具體改進”轉向“方法提煉”，并嘗試將經驗遷移到新問題中。具體任務示例：優(yōu)化方案：基于測試數據，提出2-3項改進措施（如“將氣球改為雙層，減少爆裂概率”“用膠帶加固吸管連接處”），說明改進依據（如“雙層氣球可增加緩沖時間”）；方法總結：填寫“設計錦囊”（如“設計前需明確核心需求”“測試時要控制變量”“失敗后要分析具體原因”），形成可遷移的設計策略；遷移應用：布置拓展任務（如“用相同方法設計一個‘防摔手機殼’”），要求運用本次學到的“緩沖”原理。教師引導要點：通過小組匯報會，讓學生分享“最意想不到的問題”與“最有價值的發(fā)現(xiàn)”，促進經驗的共享與升華。03實施保障與評價策略：如何確保任務單落地生效？1實施保障：資源與策略的雙重支持材料支持：建立“班級材料庫”，收集日?？苫厥詹牧希ㄈ缈爝f盒、飲料瓶、舊衣物），并提供部分專業(yè)工具（如熱熔膠槍、測力計），兼顧經濟性與探究性；時間分配：建議將任務單分為“課前預學（1課時）—課中實踐（2-3課時）—課后拓展（1課時）”，避免因時間緊張導致“走過場”；合作策略：采用“異質分組”（按能力、性格混合），明確角色分工（如記錄員、操作員、匯報員），并通過“組內互評表”（見表3）促進責任意識。2評價策略：多元主體的過程性評價傳統(tǒng)的“成果評分”易忽視設計過程的價值，本任務單采用“三維評價體系”：自評：學生填寫“設計反思卡”，從“問題分析是否全面”“方案是否有創(chuàng)意”“合作是否積極”三方面打分；互評：小組間根據“設計合理性”（30%）、“實踐創(chuàng)新性”（30%）、“合作有效性”（40%）進行量化評價；師評：教師重點關注“科學原理的應用”（如是否用“力的分散”解釋設計）、“數據記錄的嚴謹性”（如是否區(qū)分偶然誤差）、“反思改進的深度”（如能否從現(xiàn)象推導原因）。評價案例：某小組設計的“雞蛋緩沖裝置”第一次測試失?。馇虮眩诜此贾邪l(fā)現(xiàn)“氣球充氣過滿導致韌性下降”，并通過“減少充氣量+增加海綿厚度”成功優(yōu)化。教師評價時，不僅肯定最終成果，更強調其“基于現(xiàn)象分析原因”的科學思維。04總結與展望：設計能力培養(yǎng)的本質是“思維的生長”總結與展望：設計能力培養(yǎng)的本質是“思維的生長”回顧整個任務單的設計邏輯，我們始終圍繞“讓學生經歷真實的設計過程”這一核心。從“觀察生活中的問題”到“用科學原理設計方案”，從“在實踐中驗證假設”到“通過反思優(yōu)化方法”，每一個環(huán)節(jié)都是思維的一次躍升。正如教育家杜威所言：“教育即生活，教育即生長?！痹O計能力訓練的本質，不是教會學生做某個裝置，而是培養(yǎng)他們“像工程師一樣思考”的習慣——用系統(tǒng)