资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科
专项学习
课题 像工程师那样
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 《专项学习，像工程师那样》是培养学生工程思维与实践能力的重要载体，通过模拟工程师解决问题的流程，引导学生从观察到实践，理解技术设计与科学原理的关联，为后续创新实践奠定基础。 本课教学内容含四个板块：板块一，以小镇排污管改造真实案例切入，呈现工程师面临的破坏环境、满足耐用抗震难题，引导学生分析解决方案，初步感知工程师发现问题 - 头脑风暴 - 解决问题的思维模式。板块二，聚焦雨水收集核心任务，从生活中雨水浪费现象出发，明确装置设计要求，让学生理解工程任务需结合实际需求，建立问题导向的实践意识。板块三，开展雨水收集装置设计与实践活动，学生经历画设计图 - 选材料制作 - 模拟测试 - 改进优化全流程，在动手操作中强化设计 - 验证 - 迭代的工程方法，提升实践能力。板块四，以成果展示与拓展收尾，通过分享装置亮点与改进思路，梳理工程实践逻辑，同时延伸生活中其他工程问题，渗透科技服务生活的理念，激发持续探索兴趣。
2.学习者分析 二年级学生处于具体形象思维为主的阶段，对真实生活案例和动手实践兴趣浓厚，如小镇排污管改造这类有画面感的工程案例，易激发其探究欲，但抽象逻辑思维较弱，对工程流程的理解需依托具象活动。他们虽然已具备基础观察能力，能辨别生活中常见材料，可支撑雨水收集装置的制作实践，但对设计 - 测试 - 改进的完整流程缺乏认知，需逐步引导。此外，二年级学生团队合作意识初步形成，能参与头脑风暴，但易出现想法零散、不敢表达的情况，需教师用鼓励性语言引导；动手操作时，使用剪刀、胶带等工具的熟练度不足，需提前强调安全并给予细致指导，确保实践活动顺利开展。
3.学习目标确定 科学观念：了解工程师解决问题需结合科学原理，认识雨水是可利用的资源。 科学思维：能针对雨水收集，大胆、多方面提出创意想法。能根据测试结果分析装置好坏，推理并提出改进办法。 探究实践：能按明确问题 - 设计 - 制作 - 测试 - 改进 - 展示流程，完成雨水收集装置相关实践。 态度责任：培养合作与尊重他人的意识；增强珍惜水资源的意识，感受科学技术对解决实际问题的作用。
4.学习重点难点 重点：掌握明确问题 - 设计方案 - 实施制作 - 测试改进的实践流程，完成雨水收集装置设计与制作。 难点：根据测试结果分析装置问题，提出合理的改进方案。
5.学习评价设计 评价内容评价指标表现程度自评互评师评☆☆☆☆☆☆工程师的智慧能了解工程师通过头脑风暴解决问题的方法能基本能不能发布任务能认识到雨水收集的实际意义能基本能不能方案设计能将创意转为具体方案能基本能不能实践操作能利用身边材料完成任务能基本能不能改进与完善能分析和优化设计方案能基本能不能发布成果能交流自己的收获能基本能不能学习收获
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：AI情境，导学新课教师活动1 播放小镇排污管改造案例视频 提问：工程师遇到了哪些难题？他们是怎么解决的？用到了什么思路？ 教师解释概念——头脑风暴：工程师们在一起讨论，集思广益，寻找解决问题的方案，这就是“ 头脑风暴”。学生活动1 工程师通过头脑风暴和浮力解决复杂问题。活动意图说明：用真实工程案例激发学生兴趣，让学生直观感受工程师的思维与方法，为后续模仿工程师设计雨水收集装置做铺垫，同时初步渗透 “技术设计结合科学原理” 的科学观念。环节二：明确问题教师活动2 雨水作为一种宝贵的自然资源，具有多种用途。引导学生列举。 在学生列举基础上，提出问题：你有没有想过把雨水收集起来再利用？ PPT展示图片 问：图中的这些装置做什么用的？ 明确挑战任务：利用常见材料设计制作一个雨水收集装置。 制作要求： ①尽可能多地收集雨水 ②操作简单、安全可靠学生活动2 ◆浇灌庄稼 ◆洗衣服、冲厕所 ◆清洗道路 ◆补充地下水 收集雨水 活动意图说明：通过生活场景关联，让学生认识到雨水收集的实际意义，激发解决问题的动力；清晰的任务要求能帮助学生聚焦核心目标，为后续实践明确方向。环节三：设计方案教师活动3 组织头脑风暴：围绕怎样让装置收集更多雨水提问，引导学生从集水盘形状、大小、储水连接方式等角度提想法，强调不批评、多启发的规则。 教师讲解两个设计案例，以指导学生实际设计： （1）用大的塑料漏斗，漏斗下方连接一个塑料瓶。雨水通过漏斗的大开口收集，顺着漏斗壁流入塑料瓶。设计图如下： （2）把一个大的塑料瓶边缘进行改造，使其更光滑，瓶的底部连接一根软管，软管另一端接入水桶。雨水落在塑料瓶里，通过软管流进水桶。设计图如下： 学生活动3 分组绘制设计图，标注材料、结构细节。活动意图说明：通过头脑风暴培养学生的发散思维与创新思维，小组合作能让学生相互启发；绘制图纸能帮助学生梳理设计思路，将创意转化为具体方案，为后续制作打下基础。环节四：实施计划教师活动4 1.材料准备：塑料瓶、塑料漏斗、胶带、剪刀、大塑料盆、软管、水桶等。 2.教师讲解两个制作案例： （1）将塑料漏斗的小口与塑料瓶的瓶口对齐，用胶带仔细缠绕，确保连接处密封，防止雨水渗漏。如图所示： （2）在大塑料盆的底部钻一个小孔，把软管的一端插入小孔，用胶带固定好，保证不漏水，然后将软管的另一端固定在水桶上端。如图所示： 学生活动4 在教师指导下，学生根据设计图，用准备好的材料制作雨水收集装置活动意图说明：动手制作能提升学生的实践技能，让 “探索实践” 目标落地。环节五：检验作品教师活动5 1.准备材料：水、喷水壶、量筒等 2.教师演示 （1）用喷壶模拟降雨，测试集雨器，要做到：用喷壶以相同的水量、相同的高度和角度喷水。 （2）将收集到的雨水用量筒测量，并记录在记录单中。学生活动5 用喷壶模拟降雨（控制水量、高度一致），各组测试装置的集水量，记录数据 活动意图说明：统一测试条件能保证数据的客观性，为后续分析装置优劣提供依据，同时培养学生的严谨态度。环节六：改进完善教师活动6 1.通过检验，我们的作品存在哪些问题？ 2.针对我们作品存在的问题，如何改进？ 学生活动6 对比各组数据，查找问题原因： A同学收集量少，可能是集水盘太小。 B装置密封性不好，有雨水渗漏 。 C同学的漏斗开口如果再大一些，可能收集更多。 提出改进办法 A同学更换更大的集水盘。 B重新检查并加强装置的密封性。 C同学更换更大的塑料漏斗，优化与塑料瓶的连接方式。 学生动手修改装置，再次测试验证改进效果。活动意图说明：通过数据分析推理问题原因，培养学生的逻辑思维；动手改进能让学生体验发现问题 - 解决问题的完整过程，深化实践 - 反思 - 优化的科学探索方法，突破教学难点。环节七：发布作品教师活动7 教师提示学生可以用下面的句式介绍：我制作的雨水收集器的结构是……优点是…… 教师：肯定学生的创意与努力，强调 要像工程师一样，从问题出发，通过设计、实践、改进来解决问题。学生活动7 各组展示改进后的装置，介绍设计亮点，分享制作与改进中的收获。活动意图说明：成果展示能让学生获得成就感，培养表达能力；总结能梳理核心方法，强化科学思维与观念；拓展提问能激发学生的持续探索欲，同时深化珍惜水资源、科技服务生活的态度责任。
7.板书设计 专项学习：像工程师那样 工程师方法：头脑风暴 我们的任务：雨水收集器 实践流程：设计→制作→测试→改进
8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 1. 工程师要更换小镇湖底老化的排污管，居民希望不破坏路面植被，且新管至少用 75 年、抗中等地震。（ ）方案最合理。 A. 直接在湖底挖开换新管，抽水施工 B. 在新排污管上捆绑漂浮筒，用钢索固定使其悬浮湖水中 C. 把新管建在湖面上方，用支架支撑 D. 放弃更换，定期维修旧管 2. 设计雨水收集装置时，为尽可能多收集雨水，集水盘应具备（ ）特点。 A. 集水盘面积小，材质硬。 B. 集水盘面积大，表面平整且有一定倾斜度便于雨水流入。 C. 集水盘颜色深，形状随意。 D. 集水盘厚度大，无特殊形状要求。 3. 进行头脑风暴讨论雨水收集装置设计时，（ ）符合原则。 A. 小李觉得小王的想法太简单，直接否定。 B. 大家只围绕一个想法深入讨论，不提出新想法。 C. 小张大胆提出用树叶当集水盘的奇特想法，大家一起启发完善。 D. 为节省时间，只让成绩好的同学发言。 4. 测试不同雨水收集装置的集水量后，发现某装置集水量少，原因可能是（ ） A. 集水盘面积大，装置密封性好。 B. 集水盘面积小，装置有漏水情况。 C. 模拟降雨时水量大，装置容量大。 D. 装置放置在无遮挡、雨水充足的地方。 【参考答案】 BBCB 作业布置： 生活中还能利用科技解决哪些水资源问题？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑