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专项学习 像工程师那样
一、教学核心素养目标
1.科学观念：知晓自然物与人造物的关联，明白人造物由自然物加工而来；了解工程师解决问题的基本逻辑，建立技术改进相关的科学认知。
2.科学思维：通过对比人与动物娱乐，锻炼对比分析、归纳差异的思维；结合工程师案例，培养发现问题、思考解决方案的逻辑思维。
3.探究实践：参与气球动力小车制作，提升设计、动手实践的能力；在分析自然物与人造物关系时，锻炼信息梳理、总结的实践能力。
4.态度责任：养成关注生活中科学现象、技术发明的探究态度；树立在实践、思考中勇于尝试、解决问题的责任意识。
二、教学重难点
1.教学重点：理解工程师“发现问题—设计方案—动手实践—解决问题”的工作流程；完成气球动力小车的设计与制作，实现小车前进3米以上的目标。
2.教学难点：分析问题本质（如早期汽车的缺陷），将想法转化为可行的设计方案；优化气球动力小车的结构，解决小车跑偏、动力不足等实际问题。
三、教学准备
1.教具准备：世界上第一辆内燃机汽车（本茨发明）的图片/视频、蒸汽机汽车与内燃机汽车的对比图、自然物（石油）→原材料（汽油）→人造物（内燃机、汽车）的关联示意图。
2.学具准备：学生活动任务单（包含工程师工作流程填空、案例分析问题）。
3.其他准备：PPT课件（整合图片、视频、问题引导等内容）。
四、教学过程
（一）情境导入：激发兴趣（5分钟）
1.教师提问：“同学们，每天上学、出游时，你们见过哪些交通工具？”（引导学生说出汽车、公交车等）
2.展示蒸汽机汽车图片，提问：“早期的汽车是用蒸汽机驱动的，它又大又重，开起来还很慢，你们觉得这样的汽车方便吗？”
3.引出主题：“有一位叫本茨的工程师，发现了这个问题，还造出了更轻便的汽车。今天我们就一起‘像工程师那样’，看看他是怎么做到的。”
（二）新知探究：解析工程师的发明过程（15分钟）
1.环节1：发现问题——工程师的“火眼金睛”
展示蒸汽机汽车的缺点（笨重、速度慢、能耗高），引导学生说出：“早期汽车用蒸汽机驱动，很不方便。”
小结：工程师首先要学会发现生活中的问题，这是发明创造的第一步。
2.环节2：借鉴技术——工程师的“智慧借鉴”
讲解：“本茨没有凭空发明，他看到其他工程师造出了体积小、烧汽油的内燃机，一下子有了想法——能不能用内燃机代替蒸汽机呢？”
展示内燃机图片，对比蒸汽机和内燃机的区别（小、轻便），让学生理解“借鉴已有技术”的重要性。
3.环节3：尝试解决——工程师的“反复试验”
提问：“把内燃机装到汽车上，一次就能成功吗？”（引导学生说出“可能会失败”）
讲解：本茨经过了很多次试验，克服了安装、动力匹配等困难，最终成功了。
小结：工程师解决问题时，需要反复尝试、不怕失败。
4.环节4：创新成果——工程师的“伟大发明”
播放本茨发明的第一辆内燃机汽车视频，介绍：“世界上第一辆用内燃机驱动的汽车，现在还珍藏在德国博物馆里！”
引导学生总结工程师的发明流程：发现问题→借鉴技术→反复试验→创新成果。
（三）联系旧知：自然物、原材料与人造物的关联（10分钟）
1.展示关联示意图：自然物（石油）→原材料（汽油）→人造物（内燃机→汽车）。
2.提问引导：
“内燃机需要什么燃料才能工作？”（汽油）
“汽油是从哪里来的？”（石油，属于自然物）
“石油经过加工变成汽油（原材料），汽油给内燃机提供动力，最终造出了汽车（人造物）。这说明人造物的发明离不开什么？”
3.小结：人造物的发明，离不开自然物提供的原材料，工程师正是利用原材料，解决了生活中的问题。
（四）拓展延伸：我是小工程师（7分钟）
1.布置小任务：“如果你们是工程师，生活中还有哪些不方便的地方可以改进？比如‘书包太重’‘笔容易丢’，你会怎么解决？”
2.学生分组讨论，每组选1名代表分享想法（如“给书包装轮子”“给笔做个笔套”）。
3.教师点评：“同学们都有工程师的思维啦，懂得发现问题、思考解决办法！”
（五）课堂总结（3分钟）
1.师生共同回顾：
发明流程：发现问题→借鉴技术→反复试验→创新成果。
人造物的发明离不开自然物和原材料。
2.鼓励学生：“希望同学们以后也能像工程师那样，善于观察、勇于尝试，做生活中的‘小发明家’！”
五、板书设计
像工程师那样
1.工程师的发明流程（本茨与汽车）
发现问题→ 借鉴技术→反复试验→ 创新成果
蒸汽机汽车不便 用内燃机 克服困难 第一辆内燃机汽车
2.自然物→原材料→人造物→石油→汽油→内燃机→汽车
3.我是小工程师：发现生活中的问题，大胆想办法！
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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