资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
主题三：《拥抱科技的春天》
项目2：《科技创新向未来》教学设计
课题 项目2 科技创新向未来 课时 第5课 学科 综合课程 年级 5 年级
教材分析 项目2 科技创新向未来是北师大版五年级上册的综合课程主题三 《拥抱科技的春天》的第2 课，旨在以广东 “国之重器”（前沿科研装置、重点实验室）及身边数字制造企业为研究对象，通过资料查阅、研学参观（实验室探访）、企业参访、访谈交流、成果整理与展示（绘制地图、撰写报告、制作演示文稿等） 活动，引导学生系统了解广东科技创新战略布局与数字制造发展现状，感受科技 “黑科技” 的魅力，培养学生的科技认知能力、实践探究能力、责任担当意识及创意物化能力，树立科技强国理念。
核心素养目标 价值体认：了解广东 “国之重器” 与数字制造成果，感受科技创新的战略意义，体认科技强国价值，增强对家乡科创实力的自豪感与国家科创战略的认同感。责任担当：通过实践活动培养科技强国责任意识，认识自身在科创领域的责任，树立保护地方科技资源、助力家乡科技发展的担当精神。问题解决：提升信息收集分析与访谈设计能力，运用 SWOT 分析法解决科创相关问题，培养活动策划实施中的问题应对能力。创意物化：以多样形式呈现活动成果，引导结合新技术创想未来数字制造模式，培养创新思维与实践创造能力。
重点 1.系统了解广东 “国之重器” 与周边数字制造企业技术应用，建立广东科创格局整体认知。2.规范开展实践活动，掌握资料收集、访谈设计、成果整理展示方法，提升实践能力。3.理解科技创新对社会发展的推动作用，树立科技强国意识与责任担当。
难点 1.协调多方资源，确保研学与参访活动顺利开展，规避外部条件限制的影响。2.整合碎片化信息，运用专业方法提炼数字科技对制造业的影响，形成深度认知。3.将活动体验转化为个性化创意成果，避免成果形式化、同质化。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 欣赏视频：鹏城实验室 “云脑”同学们，刚刚我们一起欣赏了鹏城实验室 “云脑” 的简介，是不是被视频里的 “高科技魔法” 震撼到了？视频里能高效处理海量数据、支撑智能研究的 “云脑”，可不是普通的科技产品，它是咱们广东众多 “国之重器” 里的一员呢！其实像这样的 “宝贝” 还有很多，它们就藏在我们身边 —— 有的在深圳，比如咱们刚认识的鹏城实验室；有的在江门，有能 “捕捉” 宇宙中中微子的实验装置；还有的在惠州，有研究重离子的加速器。这些 “国之重器”，就像广东科技创新的 “硬核力量”，默默为咱们家乡的发展、国家的科技进步发力。今天这节课，咱们就正式开启 “探秘广东科创” 之旅，一起去揭开这些 “国之重器” 的神秘面纱，了解它们的研究方向、厉害之处，还能亲手设计属于我们的研学活动，近距离感受它们的魅力。大家对这场 “科创探秘” 是不是特别期待呀？出示课题。 欣赏视频、思考。 通过欣赏视频活动，激发学生的兴趣，引出本课教学主题。
讲授新课 一、主题讨论广东大力推进科技力量建设，一批前沿科研装置、实验场所逐步落户大湾区，形成集群之势，成为支撑大湾区乃至我国攀登全球科学研究与科技创新高峰的“国之重器”。我们一起看看它们的硬核魅力！江门中微子实验站、东莞南方光源研究测试平台、惠州强流重离子加速器、鹏城实验室、广州粤港澳大湾区国家技术创新中心、广州实验室——广东“国之重器”仔细研究广东科技创新战略大局，我们想解决这几个问题。问题清单五（2）班1.广东强势发展科技创新基础研究主要依托哪些实验室“利器”？2.学校周边的高科技企业应用了哪些数字制造先进科技？3.你对未来数字制造企业有什么创想？4.广东的 “国之重器” 能为我们的日常生活带来哪些实际影响？5.数字制造企业里的工作人员，日常都需要做哪些与 “科技” 相关的工作？6.我们小学生能通过哪些小事，为家乡的科技创新出一份力？二、确定任务通过全班同学的集体讨论，我们确定如下任务。1.了解“国之重器”在广东的分布情况。2.策划并开展“国之重器”研学参观活动。3.策划并开展参访数字制造企业社会实践活动。4.整理 “国之重器” 与数字制造企业的资料，制作适合向低年级同学介绍的科普作品（如漫画、小故事）。5.基于参观体验，设计 1 个 “未来校园科技小发明” 方案（如智能书桌、环保垃圾桶）。6.组织一次班级 “科技创新分享会”，邀请家长或社区科技工作者参与交流。三、制定方案活动指引：围绕项目的问题和任务，从活动目的、活动主题、活动内容、活动分工等方面，设计活动方案。（一）活动目的了解广东科技创新机构与企业，体验广东制造“黑科技”的魅力，感受科技促进社会发展的重要作用。（二）活动主题“科技创新向未来”。（三）活动内容学生1：我们班决定开展两个活动。寻找广东的科创“利器”：通过查阅资料、参观访问等形式了解广东省内的前沿基础研究科学装置，全班开展一次参访社会实践活动，接受融合科技教育，培养科技强国意识。探秘身边的数字制造 通过参观、访问学校附近的科技创新企业，了解企业制造产品过程中应用的先进技术，增强科技创新的意识。学生 2：我们还可以开展“科创故事我来讲”活动。科创故事我来讲 通过阅读广东 “国之重器” 研发历程、数字制造企业成长故事，或采访身边从事科技工作的长辈，收集感人的科创事迹，再以讲故事、演小短剧的形式在班级展示，感受科研人员与企业家的奋斗精神。（四）活动分工、活动方式围绕以上两个活动，同学们自由选择，按照人数均衡、任务分工匹配原则分为四个小组。各小组取一个响当当的组名，如技术为王组、创新为本组、制造业当家组、灯塔工厂组等。小组分工建议如下。小组分工表 组名称创新为本 重点任务寻找身边的“国之重器”，组织参观实验室或工厂。人员职责 分工 张峰组长策划整体活动方案，落实分工，组织活动。李留收集资料活动前期，负责收集资料，活动中负责拍照。刘文辉组织活动编写活动方案，组织活动现场的人员。李庆新对外联系整理活动资料，统筹制作成果展示。马力成果整理对接联系企业人员。学生1：每个小组可参观、访问不同的企业，注意采用的方法也可以不相同！学生 2：我们可以通过查阅文献资料、参观制造车间、采访技术专家、开展头脑风暴等方式进行数据记录与整理，比如用表格对比不同企业的 “黑科技” 特点，或用画图记录参观时印象最深的科技设备。学生 3：我们还可以制作 “活动手账”，每天记录活动中的发现、疑问和收获，活动结束后互相交换手账，学习他人的观察角度；另外，遇到不懂的技术问题，也可以录制小视频向老师或专家请教。四、活动实施活动①寻找广东的科创“利器”学生：如果条件允许，我们需要联系学校附近的实验室，组织小组成员参观实验室！先按以下清单做好准备！【活动准备】采访准备：1.背景材料；2.采访提纲；3. 采访礼仪小贴士。 工具准备：1.记录本（表）;2.照相（摄像）机；3.录音笔、备用电池 / 充电宝。 安全事项：1.交通安全；2.活动安全；3.人身安全；4. 实验室特殊安全。【资料收集】我们将通过上网搜索、访问实验室公众号、到图书馆查阅报刊书籍、向老师及家长请教等方式广泛收集与实验室相关的资料，弄清楚实验室的地址、研究方向、实验室简介等内容。以鹏城实验室为例，其资料信息记录卡如下。实验室名称：鹏城实验室。参观人员：全班同学。资料来源：鹏城实验室官网。地址：广东省深圳市南山区。研究方向：网络智能、电路系统、媒体交互、智能计算等。实验室简介：鹏城实验室是经中央批准成立的突破型、引领型、平台型一体化的网络通信领域新型科研机构。它打造了一支由院士专家、杰出领军人才、中青年骨干、博士生团队组成的人才队伍，建成了以“鹏城云脑”“鹏城靶场”为代表的若干重大科技基础设施与平台，其中，“鹏城云脑” 就像一个超级 “智慧大脑”，能快速处理海量数据，帮助科研人员在人工智能、大数据等领域开展研究；“鹏城靶场” 则像一个 “网络安全训练场”，能模拟各种网络环境，为守护我们的网络安全提供技术支持。实验室成立以来，在网络通信、智能科技等领域取得了很多重要成果，不仅为广东的科技创新发展助力，还在全国乃至全球的相关领域发挥着重要作用，是咱们广东名副其实的科创 “利器”。【调查访谈】小组选派3名组员，化身为小记者，重点采访实验室的工作人员和技术专家，了解实验室情况和实验成果。在访谈之前，要先做好访谈准备！访谈时间：2024.9.24访谈地点：会议室访谈对象：实验室科普专员 采访人员：张峰、刘丽、马力访谈提纲：1.实验室的主要科学家和他们的研究内容有哪些？2.实验室取得的成就有哪些？3.这些研究成果未来可能怎样改变我们的生活（比如学习、出行、看病）？4.我们小学生现在可以做些什么，为未来从事科技研究打基础。5.实验室有没有面向小学生的科普活动（如开放日、线上讲座）？【参观研学】小组参观时，全体成员必须听从指挥，严格按照预定参观路线走，并在参观过程中做必要的记录。门口 展厅 采访 拍照 听介绍 提问、互动【绘制“地图”】我们班准备绘制一份广东“国之重器”地图，为此开展一次社会实践活动，分头实地走访身边的实验室，收集、分享资料，合作完成地图绘制。活动②探秘身边的数字制造学生：身边的数字制造比比皆是，让我们实地探访一下吧！【策划方案】每个小组邀请两位在科技创新企业工作的工作人员，一起参与实践活动。策划方案如下所示。探秘身边的数字制造策划方案组建团队工作人员2人、老师1人、学生4人收集资料张峰、刘丽、马力、吴军组织活动张老师对外联系李庆新、刘文辉明确目标确定选题和时间，明确要解决的问题，确定研究方法。开展研究整理资料，撰写研究报告，多形式汇报展示。提炼成果查阅文献资料，探访科技企业，采访相关专家，开展头脑风暴。【探秘准备】头脑风暴：家乡有哪些“数字制造”？请大家去寻找、去发现，选择一个最有代表性的来研究。创新为本组给大家做出了示范，可以参考哟！坐标：深圳市某柔性智能工厂目标：智能1号线 看仓储数千种原材料由机器人精准识别、自动搬运。看生产完成自动点胶、自动检补焊、自动封箱，多种机器人实现了紧密配合。看运维8K摄像头+VR眼镜，连上5G信号，让技术人员远程查看工厂生产的每一个环节。看物流智能物流系统能根据订单需求，自动规划最优配送路径，快速将成品发往全球各地。启用AI智能助手（如手机助手、生成式人工智能模型等），提问“大湾区的‘数字制造’有哪些？”即可得到丰富的答案。请选择关键词记录在下面。 关键词：工业机器人、智能仓储、5G 远程运维、柔性生产线、数字孪生。AI 伴学【参观企业】与科技创新企业联系，先了解企业的产品、企业文化管理理念，再进行实地参观，采访企业的负责人、技术专家，做好参观、采访记录。企业名称：深圳某智能装备制造企业访谈对象：企业技术总监、生产车间主任企业文化：以 “创新驱动，智造未来” 为核心，鼓励员工勇于尝试新技术、探索新领域。管理理念：采用数字化管理模式，通过大数据分析优化生产流程与人员配置，强调高效协同与精准管理。参观印象：工厂里随处可见忙碌的工业机器人，生产线上几乎看不到太多工人，数字化屏幕实时显示着生产数据，科技感十足。 【研讨小结】依据收集到的资料、参观企业的直观感受，尝试运用SWOT分析法，梳理提炼数字科技给制造业带来的优势、劣势、机遇、挑战。优势：大幅提高生产效率与产品质量，降低人力成本；实现生产过程的精准化、智能化管控，能快速响应市场需求变化。劣势：数字制造技术前期投入成本高，包括设备购置、系统研发等；对技术人才要求高，既懂制造又懂数字技术的复合型人才短缺。机遇：国家政策大力支持数字经济与智能制造发展；大湾区产业基础好，各行业数字化转型需求迫切，市场潜力巨大。挑战：面临国际先进制造企业的技术竞争；数据安全与隐私保护问题凸显，如生产数据、商业机密等易受网络攻击。活动③ 科创故事我来讲同学们通过多种途径，如阅读书籍、浏览实验室和企业官网、采访科研人员与企业员工等，收集广东 “国之重器” 研发过程中的故事，以及数字制造企业发展历程中的故事，还有科研工作者、企业员工在科技创新道路上的奋斗故事。之后，将这些故事以讲述、表演小短剧等形式在班级展示，让大家感受科技创新背后的努力与精神。 “鹏城云脑” 诞生记 在鹏城实验室，有一群充满智慧和干劲的科学家，为了研发 “鹏城云脑”，他们夜以继日地工作。一开始，大家在技术上遇到了很多难题，比如如何让计算能力更强大，还能稳定运行。有一位李博士，连续好几天都泡在实验室里，反复研究数据、调整方案。团队成员们也经常聚在一起，激烈地讨论，有时候为了一个技术细节，大家各抒己见，甚至会争论起来，但争论过后，又会一起朝着解决问题的方向努力。经过无数次的尝试和改进，克服了一个又一个困难，“鹏城云脑” 终于成功建成，成了很厉害的科技基础设施，能在很多领域发挥重要作用。这背后，是无数科研人员的心血和坚持。五、展示交流学生：各小组充分讨论，确定展示方式，做好成果展示准备。1.在老师的指导下，总结活动，得出结论，撰写研究报告。2.小组合作，制作展示成果，如“演示文稿+演讲”、易拉宝、海报、科创故事手账集、“国之重器” 微纪录片。学生1：请各小组代表介绍本小组的成果。学生2：灯塔工厂组分成了4个单元组，撰写的研究报告生动活泼，推荐给大家学习。第1单元组1.参观灯塔工厂，图文介绍情况。2.访问灯塔工厂的工作人员。3.对比传统工厂与灯塔工厂的生产差异。第2单元组1.灯塔工厂的地图。2.灯塔工厂的作用。3.灯塔工厂对我们生活的影响。第3单元组灯塔工厂核心技术解析。2.工作人员的日常工作记录。3.参观过程中发现的 “科技小细节”。第 4 单元组对灯塔工厂未来发展的建议。 2.小组参观后的感悟 。3.向同学推荐的 “灯塔工厂知识点”。学生3： 我们科创故事我来讲小组，展示成果科创故事表演。科创故事剧场表演（片段）场景：鹏城实验室研发办公室（背景板贴 “鹏城云脑” 设计图）角色：李博士（科研人员）、小张（年轻研究员）、主持人（串联剧情）主持人：接下来，我们要讲述 “鹏城云脑” 研发中的一个小故事 ——“深夜的实验室争论”。小张（拿着数据报表，着急地）：李博士，刚才测试的数据又不理想，计算速度比预期慢了 15%，要是赶不上项目节点可怎么办啊？李博士（接过报表，皱眉思考，又拍拍小张肩膀）：别慌，我们再看看问题出在哪。之前我们假设 “芯片并联方式” 能提升速度，但可能忽略了数据传输的延迟。要不我们试试调整 “数据分流算法”？小张（疑惑地）：可是之前试过类似算法，效果不好呀！而且现在已经凌晨 1 点了，大家都熬了好几天了……李博士（指向窗外的城市灯光）：你看，深圳的夜晚还亮着，很多科技工作者都在为突破努力。再试一次，我们把算法参数再细化，你负责调整模型，我来盯着测试数据，说不定这次就能找到突破口！（两人低头修改代码、记录数据，5 分钟后突然欢呼）小张（激动地）：快来看！速度达标了！甚至比预期还快了 5%！李博士（笑着擦汗）：你看，坚持多试一次，问题就解决了。这就是科研 —— 不怕出错，就怕放弃。主持人：这个小故事，让我们看到了科研人员面对困难时的坚持。正是这样一次次的争论、尝试，才有了 “鹏城云脑” 的成功。 六、反思评价“拥抱科技的春天”活动评价表评价指标 项目学习中的表现 小组自评 组间互评 老师 评评价活动目标达成有了解家乡及广东地方自然和人文资源的浓厚兴趣，主动探索。★★★★★★★★★有保护和建设家乡自然环境和地方文化的意识和行动，有向他人介绍家乡特点的自豪感和责任感。★★★★★★★★★ 有自主了解家乡和建设家乡的意愿，活动中能积极参与活动，有自己的见解。★★★★★★★★★了解活动过程，能独立参与或组织活动，综合能力得到提升。 ★★★★★★★★★ 活动参与程度 积极参与活动，在活动过程中有创意。★★★★★★★★★主动参与活动，在活动过程中能提出改进的意见。★★★★★★★★★能参与活动，完成自己的任务。★★★★★★★★★配合度、完成度高，能运用多种方法获取真实、准确、有价值的信息。★★★★★★★★★ 合作态度与效果愿意共同努力，互相配合；运用一些方法获取足够的信息。★★★★★★★★★能配合小组的活动，缺乏主动性；能获取信息。★★★★★★★★★实践成果与创新活动形式多样，内容丰富，有特点，有推广价值，展示受欢迎，引人入胜。★★★★★★★★★活动有成果，能达到了解家乡的目的。★★★★★★★★★ 完成了设计和制作，对家乡有所了解。★★★★★★★★★活动中的创意表现 在绘制 “国之重器” 地图时，设计了独特的图标和科普小贴士；在科创故事讲述中，用小短剧形式生动呈现故事，有创意。综合评价小组整体表现优秀，积极参与各项活动，在合作与创意方面表现突出，较好达成活动目标。收获与反思收获：通过活动，深入了解了广东的 “国之重器” 和数字制造企业，感受到科技的强大力量，也提升了自己的资料收集、团队合作等能力。反思：在活动前期准备时，对一些科技概念理解还不够深入，后续需要多学习科技知识；在小组合作中，有时沟通效率可以再提高，让任务推进更顺畅。拓展延伸1.欣赏视频 《广东江门中微子实验室》 2.数字制造企业里，工作人员利用 VR 眼镜可以做什么？连上 5G 信号，让技术人员远程查看工厂生产的每一个环节。3.我们可以通过哪些方式去了解广东的 “国之重器”？查阅资料、参观访问、采访实验室工作人员和技术专家等。 想一想 写一写 思考、制订。实施活动 展示、交流。 反思、评价。知识拓展 通过介绍广东科技创新成果引出问题清单，旨在引导学生了解广东科技创新基础研究依托的实验室资源，关注身边高科技企业的数字制造科技应用情况，激发学生对未来数字制造企业的创想，培养学生探索科技、关注实际问题的能力与思维 。 引导学生主动探索“国之重器”在广东的分布，通过策划并开展研学参观及数字制造企业参访等社会实践活动，让学生走出课堂，在实践体验中深入了解科技创新成果与数字制造领域，增强对科技发展的认知，培养实践操作、团队协作及问题解决等综合能力 。通过设计包含明确活动目的、主题、内容及分工的活动方案，引导学生围绕广东科技创新机构与企业展开实践探索。通过开展“寻找广东的科创‘利器’”“探秘身边的数字制造”等活动，并鼓励学生自主补充活动内容、自由分组分工，采用多样化实践方法，培养学生自主规划、团队协作、实践操作及信息收集处理等多方面能力，增强学生对科技创新的认知与兴趣 。通过“寻找广东的科创‘利器’”“探秘身边的数字制造”“科创故事我来讲”系列活动实施，引导学生经历活动准备、资料收集、调查访谈、实地参观、研讨分析等实践过程，培养学生综合实践能力与团队协作精神；让学生深入了解广东科技创新成果与数字制造发展，感受科技创新魅力，增强对科技发展的认知与兴趣，激发探索精神和创新意识；同时从科创故事中汲取精神力量，树立为科技发展贡献力量的志向 。 通过引导学生总结活动撰写研究报告、小组合作制作多样化展示成果并介绍分享，培养学生总结归纳、信息整合与表达展示能力；借助科创故事剧场表演这种生动形式，让学生更深入理解科技创新过程，感受科研人员的坚持与探索精神，增强对科技创新的认同感和敬畏感，同时促进学生在交流中相互学习、共同提升对科技创新的认知。 通过“拥抱科技的春天”活动评价表，从多维度对学生项目学习表现、参与程度、合作态度、实践成果、创意表现等进行全面评价，促使学生清晰认识自身表现；借助收获与反思板块，引导学生总结活动所得，发现自身不足，为后续学习和活动积累经验，进一步提升综合能力与科技素养。 通过播放相关视频激发学生对广东“国之重器”的兴趣与关注；以数字制造企业VR眼镜应用实例让学生直观感受科技在生产中的运用；介绍了解“国之重器”的方式，引导学生掌握获取知识的途径，培养其主动探索、收集信息的能力。
课堂练习 一、选择题 广东区域创新综合能力连续多年居全国（ ）。A. 首位B. 第二位C. 第三位答案：A二、填空题鹏城实验室是经中央批准成立的（ ）、引领型、平台型一体化的网络通信领域新型科研机构。答案：突破型三、判断正误题1.数字制造企业中，原材料只能由人工搬运。（×）2.我们可以通过上网搜索的方式收集实验室相关资料。（√） 做一做 帮助学生及时巩固知识与技能。
课堂小结 通过这堂课的学习，我们不仅了解了广东 “国之重器” 的分布与特点，还探访了身边的数字制造企业，感受到了科技促进社会发展的重要作用。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
板书 项目②科技创新向未来主题讨论确定任务制订方案活动实施展示交流反思评价知识拓展 观看板书 回顾已讲知识点，观察学生对知识的掌握情况。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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