资源简介

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 四年级下册
单元名称 第7单元《设计制作小台灯》
单元主题 点亮创意之光——工程设计实践之旅
课时安排 3课时
一、单元主题
“点亮创意之光——工程设计实践之旅”
围绕小台灯的设计、制作与创新，引导学生经历完整的工程实践过程，理解科技产品与生活的联系。
二、单元情景
“校园科技节照明设计师挑战赛”
学生化身“小小照明工程师”，接受任务：为校园科技节设计一款环保、实用的小台灯。贯穿单元的三阶段任务：
1.任务一：需求调研（《设计小台灯》）——分析照明需求，设计台灯方案；
2.任务二：模型制作（《制作小台灯》）——动手制作台灯并调试；
3.任务三：绿色升级（《太阳能小台灯》）——改进为太阳能供电，解决能源问题。
三、课标分析
核心概念 13.工程设计与物化（《义务教育科学课程标准（2022年版）》）
学习内容 13.2 工程的关键是设计（5-6年级）
13.3 工程是设计方案物化的结果（3-4年级）
学段目标 ①能提出满足限制条件的设计方案；
②会制作实物模型并改进；
③理解科技产品对人类生活的便利性（4年级）
教材分析
本单元包含第23课《设计小台灯》、第24课《制作小台灯》 和第25课《太阳能小台灯》 三课。
第23课《设计小台灯》 主要内容是认识台灯结构（灯罩、灯泡、支架、底座、开关、电源线）及功能（如灯罩控光、支架调节高度）。 设计电路图（串联/并联），选择材料（如LED灯省电、干电池应急供电）。
第24课《制作小台灯》主要内容是按设计图制作台灯，学习导线连接、绝缘处理，调试改进。
第25课《太阳能小台灯》核心内容是新能源应用：太阳能电池板将光能转化为电能。
本单元通过“设计-制作-创新”三阶段，将科学原理（电路）、工程技术（工具使用）与环保理念融合，培养学生系统性工程思维，契合新课标“技术与工程”领域要求（如4-6年级“设计解决方案并物化模型”）。
五、教学目标
核心素养 具体目标
科学观念 1. 理解台灯结构与功能的关系；
2. 掌握电路连接原理及太阳能转化知识。
探究实践 1. 设计电路图并制作实物模型；
2. 使用工具安全完成导线连接与调试。
科学思维 1. 通过对比实验优化设计方案；
2. 运用迭代思维改进作品缺陷。
态度责任 1. 感受工程设计对生活的改善；
2. 培养环保意识与团队协作精神。
六、学情分析
1.年龄特点：四年级学生动手兴趣强，但电路连接、工具使用经验不足。
2.认知基础：已学习简单电路，但对工程设计流程陌生。
3.学习难点：电路正负极连接、太阳能板能量转化原理。
4.突破策略：用实物演示电路连接，用动画分解太阳能工作原理。
七、学习活动设计
第23课 “台灯设计工作室” 1. 分析台灯结构功能；
2. 设计电路图与外观图。 小组讨论+设计图绘制（美术）；
成本核算表（数学）。
第24课 “台灯制作工坊” 1. 安全使用工具制作模型；
2. 调试电路并改进稳定性。 导线连接实操（劳动教育）；
故障排查记录（信息技术）。
第25课 “绿色能源升级” 1. 理解太阳能转化原理；
2. 改造台灯为太阳能供电。 太阳能实验（科学）；
环保方案演讲（语文）。
八、教学方法
1.项目驱动法：以“科技节台灯”任务贯穿单元，分阶段验收成果。
2.实景操作法：
（1）电路连接：用红黑导线演示正负极（红色接正极，黑色接负极）；
（2）绝缘处理：用胶带密封导线接口，模拟安全规范。
3.问题支架法：
（1）设计阶段提问：“如何让台灯停电时也能用？”（引入电池设计）；
（2）制作阶段提问：“灯不亮如何排查？”（引导检查电路闭合）。
九、学习方法
1.合作探究：4人小组分工（设计师、材料员、操作员、测试员）。
2.迭代改进：
记录调试问题→提出方案→二次优化（参考教材P74“改进与完善”）。
迁移应用：对比干电池与太阳能供电差异，归纳新能源优势。
十、评价策略
（一）总体评价
过程性评价（60%）：设计图合理性、实验记录单、合作表现。
成果性评价（40%）：台灯功能实现度、创新性、展示汇报。
（二）分活动评价表
设计小台灯 设计图完整性 标注3个部件 标注5个部件+电路图 标注6个部件+成本核算
制作小台灯 操作规范性 完成组装 灯亮+绝缘处理 灯亮+稳固调节+故障排除
太阳能小台灯 创新应用 太阳能板安装 光照下灯亮 加入储能装置（如电容）
十一、作业设计
设计小台灯 基础作业 绘制家庭台灯结构图 ★标注3部件
★★标注功能
★★★分析材料成本
提升作业 设计“可折叠台灯”草图 ★结构合理
★★标注折叠机关
★★★说明应用场景
拓展作业 采访家人对台灯的需求 ★记录1条需求
★★分析需求合理性
★★★提出改进方案
制作小台灯 基础作业 记录制作步骤（图文） ★步骤完整
★★标注工具名称
★★★反思难点
提升作业 撰写《安全操作指南》 ★列出2条规范
★★配图说明
★★★加入触电应急处理
拓展作业 用废旧材料制作台灯模型 ★模型成型
★★功能实现
★★★外观创意
太阳能小台灯 基础作业 列举3种太阳能产品 ★列举名称
★★说明原理
★★★对比优缺点
提升作业 设计“太阳能+电池”双供电方案 ★画出电路图
★★标注切换装置
★★★测试续航时间
拓展作业 研究“路灯太阳能改造”方案 ★分析现状问题
★★提出改造步骤
★★★撰写倡议书
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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