资源简介

Lesson 3 吃饭时间到
教学内容
小狗具有一定的学习模仿能力，在固定时间和地点进行行为训练，就可以自主取食。设计简单装置，为小狗设计只需要轻松用爪子按一按就可以吃到食物的简单便捷的自动喂食器，在此过程中去感悟设计的本质。“设计”是密切的发生在我们身边的。这节课通过使用材料，在了解设计需要的基础上，结合小狗的行为特点，搭建小狗可以自动取食的喂食器，探究性的设计实验来让学生真正的理解设计的本质是为造物制定预先的计划。
教学目标
科学知识：小狗是具有一定的学习模仿能力，运用科学知识设计自动喂食器。
科学探究：探究已知自动喂食器的最好连接方式，结合小狗的特点，设计能让小狗自主取食的喂食器。
科学应用：以自动喂食器的思想创造多种动物的喂食器。
跨学科内容：技术（T）：配置不同物质含量的营养基。
工程（E）：自动喂食器的结构搭建。
教学重点
了解小动物的可习得行为习惯，理解设计的本质是为造物制定预先的计划。
教学难点
理解自动喂食器不同的结构，效果不同。
教学活动流程
解决问题所需材料：雪弗板套装、双脚钉、长双脚钉、橡皮圈。
教学活动流程
一、引入（5min）
师：STEAM科学大课堂开始啦！
让我们看一段爆眼球的视频。
教师根据爆眼球视频内容，引导学生展开讨论。主题引入
师：同学们从视频中我们看到了什么现象呢？（提示：小狗都表现的都很听话，主人是用狗盘喂食的。）师：是的，这就是小狗可以学习的表现，如果老师给同学们一个小虫子，小虫子能听得懂你说话吗？（提示：是不可以的）
师：也有同学说主人在喂食的时候用的是狗盘，有同学可以给他建议一种更为便捷的喂食方法吗？（提示：自动喂食器等）
实验引入
师：通过以上的讨论我们可以知道，小狗可以通过与人的交流，学习到一些新的行为。如果为小狗做一个自动喂食器首先考虑的问题是“小狗会不会使用”，很显然要做的是需要简单的操作就可以让小狗吃到食物的器皿；接下来还需要我们考虑很多因素和可实现程度等问题才可以完成一个小狗的自动喂食器，并保证它可以使用。
师：同学们知道小狗能做的简单的动作都有哪些吗？（提示：作揖，两条腿走路等）
师：是的，小狗会做这么多的动作，哪个动作可以让它成为自动喂食器的开关？你想选择哪个动作作为小狗取食的开关呢？（提示：搭手的动作，按压的动作等）
师：按压的动作是比较容易训练的一个动作，假设用按压的动作作为自动喂食器的开关，我们应该来怎样设计自动喂食器呢？
今天，我们就一起来结合小狗的行为特点设计一个小狗的自动喂食器吧！
二、实验过程（30min）认识材料
师：请取出袋子中的材料，看看它们如何帮助你解决实验问题？
教师带领学生从袋子里取出实验材料，根据学生水平及实验需要引导学生初步观察并了解不同材料的特征及使用方法。
开始实验
教师引导学生开展探究实验。（注意：探究过程中，应以学生自主探究为主，如果学生遇到操作问题，教师可根据情况选择为学生展示相应的手部操作视频，帮助学生了解操作方法。）
1．提出设想，制作模型
师：同学们对于手中已经拿到的雪弗板套装有什么设计性的想法吗？你们认为怎样拼装才能实现自动喂食器的喂食功能？
师：首先需要一个可以储存食物的容器，同学们自己想想这个容器需要有哪些特点呢？（提示：有食物的入口和出口，只有一个出入口等）
师：怎样才能实现只有在按压的时候食物才可以漏出来，不按压时食物可以完好无损的储存在容器内呢？你要如何使用素材？
师：现在我们来看一下实验的（）看看老师们是怎样来运用有限的材料完成自动喂食器的设计学生按照完成喂食器的组装。
2、验证推测，确定最优模型
师：请说一说你要如何安装漏出食物的口呢？（提示：小口漏出的食物可以是适量的，大口漏出的食物的量会太大而不适合）并把你的结论记录在实验记录单上。
师：安装挡板并思考：按压板的另一端为什么要安装一个可以挡住它的隔板呢？如果不安装会有什么影响？
师：在连接按压板和储存食物的容器时为什么使用橡皮圈？用绳子或者木棍连接是否也可以实现同样的功能呢？（提示：橡皮圈可以发生形变，具有弹性形变特性。形变是指：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化，弹性形变指：当外力撤消后，物体能恢复原状。）
3、设置实验变量，收集数据
师：请用橡皮圈将按压板与储存食物容器侧面的双脚钉连接起来，观察橡皮圈如何固定容器与按压板才更合理？请将实验结果标注在实验记录单上。
学生用橡皮圈尝试将容器上不同位置的小孔和按压板固定起来，并将确定的最优小孔绘制在实验记录单上。
4、分析数据，得出结论
师：现在同学们都已经了解设计自动喂食器的要点了，请将组装好的喂食器使用自己的橡皮或者教室内的粉笔，进行测试，看是否使用顺畅。
三、讨论与分享（5min）
教师引导学生对以下问题展开讨论，分享自己的观点。
1．课堂上完成的自动喂食器有需要改进的地方吗？
2．自动喂食器除了课堂上同学们设计和完成的样式和功能，大家还有其他的设计想法吗？
3．设计的是一个或者几个小狗的自动喂食器，如果想要实现同时满足上百上千只动物的自动喂食，同学们有相关的设计想法吗？
四、实验结论（2min）
师：通过这个实验，请陈述一下你所看到的现象，并解释这个实验现象背后的科学原理。（教师可根据学生分享讨论内容，结合以下信息做简要总结。）
总结：
师：通过这节课的学习，我们不仅了解了一些动物是具有一定的学习模仿能力的，假如给予适当的训练，就会形成固定的行为模式，动物的这种能力不仅仅给人类的驯养事业带来了很大的理论支撑，并且也给我们带来了欢乐。同时我们也学习了解决问题的方法，就是将自己的想法通过设计的思想使其合理化，并具有可实施性，可操作性，有意义性；本节课的实验中利用橡皮圈弹性形变特性的设计很好的解决了自动喂食器的核心问题，使自动喂食器设计的成功得以实现。
（提示：教师可根据师训视频中的实验总结部分，了解本次实验的原理。）
五、拓展与迁移（2min）
教师可利用“科学大讲堂”视频，帮助学生拓展本节课相关知识。
师：科学大讲堂中发生了哪些有意思的事情和有趣的实验呢？让我们一起去看看吧。播放科学大讲堂视频。
六、回顾与总结（1min）
教师请学生拿出活动单页，引导学生完成自我反思与评价。
师：经过本节课的学习，你得到哪些收获和成长？请将你本节课的实验收获和心得以及还需提高和优化的部分记录在《回顾与总结》表中，并对自己本堂课在科学兴趣、科学实践、科学思维方面的成长给予评价。(共17张PPT)
吃饭时间到
1.同学们从视频中我们看到了什么现象呢？
2.视频中小狗的主人喂食用的是小狗专用盘，有同学可以给他建议一种更为便捷的喂食方法吗？
如果为小狗做一个自动喂食器，首先考虑的问题就是“小狗会不会使用”，同学们知道小狗能学会的动作都有哪些吗？
今天，我们就一起来设计一个符合小狗行为习惯的自动喂食器吧!
雪弗板套装
长双脚钉
双脚钉
橡胶圈
1.设计自动喂食器
同学们对于雪弗板套装有什么设计性的想法吗？
你们认为怎样拼装才能实现自动喂食器的喂食功能？
2.思考并拼装自动喂食器
仔细观察老师是怎样运用有限的材料完成自动喂器的设计？
2.思考并拼装自动喂食器
为什么选择小口为漏出食物的口而不选择大口呢？并将实验结果填写在实验记录单上。
2.思考并拼装自动喂食器
思考：按压板的另一端为什么要安装一个可以挡住它的隔板呢？
在连接按压板和储存食物的容器时为什么使用橡皮圈？
用绳子或者木棍连接是否也可以实现同样的功能呢？
3.按压板如何安装更合理？
观察橡皮圈如何固定容器与按压板才更合理？请将实验结果标注在实验记录单上。
4.测试自动喂食器的效果
请将组装好的喂食器使用自己的橡皮或者教室内的粉笔，进行测试，看是否使用顺畅，设计的自动喂食器是否达到了预想的功能？
1.课堂上完成的自动喂食器有需要改进的地方吗？
2.自动喂食器除了课堂上同学们设计和完成的样式和功能，大家还有其他的设计想法吗？
3. 如果想要实现同时满足上百上千只动物的自动喂食器，同学们有相关的设计想法吗？
通过这节课的学习，我们了解了一些动物是具有一定的学习模仿能力的，假如给予适当的训练，就会形成固定的行为模式，动物的这种能力不仅给人类的驯养事业带来了很大的理论支撑，并且也给我们带来了欢乐。同时我们也学习了解决问题的方法，将自己的想法通过设计的思想使其合理化，并具有可实施性，可操作性，有意义性；本节课的实验中利用橡皮圈弹性形变特性的设计很好的解决了自动喂食器的核心问题，使自动喂食器设计的成功得以实现。
请你回顾本堂课的学习过程
用心记录下自己的成长与收获吧！

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