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第一单元 小小工程师 教学设计
实施年级 六年级 学科 科学 教材版本 教科版
学 期 第二学期 课题 第二课时 认识工程
教学内容 教材第4-7页
素养目标 1.科学观念：认识一项工程需要经历明确问题、设计、制作模型、测试改进、实施建设等基本步骤；理解工程需要在限制条件下进行权衡与决策；知道工程与技术相互促进、相辅相成。
2.科学思维：能够基于港珠澳大桥的案例，归纳梳理工程建设过程的相似步骤；能运用比较、归纳的方法理解工程的共性与特性。
3.探究实践：能通过分析真实工程案例，识别工程中的限制条件和解决策略；能够参与讨论，表达自己的观点与依据。
4.态度责任：感受国家宏大工程的伟大成就，体会工程师的智慧与艰辛，激发对工程技术的兴趣与民族自豪感。
教学 重难点 重点：理解工程建设的一般步骤及其核心环节；认识工程中的限制条件与解决办法。
难点：理解工程与技术的辩证关系；能将具体案例归纳提升到一般工程方法论层面。
教具准备 多媒体课件（《认识工程》PPT）、港珠澳大桥等相关工程视频或图片素材、课堂练习卡片。
教学过程
一、情境导入 1.提问回顾：“上节课我们了解了住房的建造过程，那么其他大型工程（如桥梁、望远镜、体育场）的建设过程又是怎样的呢？它们有什么共同特点？”
2.展示港珠澳大桥等重大工程图片，引出课题：“今天我们就以‘港珠澳大桥’为例，一起来《认识工程》。” 二、探究新知 活动一：剖析港珠澳大桥
引导学生结合课件资料讨论： 1.建造目的：为什么要建造港珠澳大桥？（促进区域互联互通与经济发展）
2.限制与挑战：大桥建造面临了哪些限制和挑战？（如航道限高、机场限高、海 淤泥厚、缺乏连接岛屿等） 3.解决方案：工程师们是如何解决这些难题的？（修建海底隧道、人工岛，使用圆钢筒围岛等创新技术）
4.建设过程：梳理大桥经历了哪些主要阶段？（规划、设计、施工、开通）
活动二：归纳工程共性
1.基于大桥案例，引导学生小组讨论并总结：完成一项工程一般要经历哪些重要阶段？（明确问题→设计→制作模型→测试改进→实施建设）
2.强调设计是工程的核心环节，并理解限制条件（时间、费用、材料、环境、能力等）如何影响设计。
活动三：理解工程与技术的关系
1.展示“中国天眼”“鸟巢”“中国高铁”“中国空间站”图片或简述。
2.提问：“这些宏大工程的成功，依靠的是什么？”引导学生得出结论：每一项工程都运用了大量科学技术，工程离不开技术的支持，技术与工程相辅相成，相互促进。 三、课堂小结 1.师生共同总结：
工程建设的普遍步骤：明确问题→设计→制作模型→测试改进→实施建设。 工程的限制条件包括时间、费用、材料、环境、抵御能力等。 工程与技术的关系：相辅相成，相互促进。
2.升华情感：引导学生谈谈学习感受，体会我国工程师的智慧与国家科技力量的强大。 四、巩固练习 利用课件中的选择题进行课堂快速检测，可采取抢答或小组作答形式：
1.建造港珠澳大桥时，解决无岛连接问题的方法是（B.用圆钢筒围岛）。
2.工程与技术的关系是（C.相互影响又相互促进）。
3.“鸟巢”属于（A.钢结构）。
4.工程建造各阶段中，核心是（C.设计）。
5.主体采用框架结构的是（C.“鸟巢”体育馆）。
6.不是中国工程的是（A.埃菲尔铁塔）。 五、课后作业 1.基础作业：完成课堂练习中未完成的题目。
2.实践观察：收集各种塔（如电视塔、通信塔、古塔）的图片，观察并思考它们的结构有什么特点，尝试从工程的角度简单分析。 板书设计
21世纪教育网(www.21cnjy.com)小第一单元 单元整体分析
教材版本 教科版（2017） 年级 六年级
册数 下册 单元名称 小小工程师
单元主题 本单元以“工程建设”为核心主题，通过“了解住房—认识工程—建造塔台”的递进式学习路径，引导学生从身边熟悉的住房出发，逐步拓展到港珠澳大桥等宏大工程，最终通过塔台模型的设计、制作、测试、评估与改进等完整实践活动，建构对工程本质、流程与核心要素的认知。单元聚焦“工程的关键是设计”这一核心观念，凸显科学、技术与工程的内在关联，培养学生的工程思维、实践能力与合作意识，是小学阶段科学课程中工程与技术领域的综合性、实践性重点单元。完全契合 2022 版《义务教育科学课程标准》中 “技术与工程” 领域的实践要求与育人目标。
教材分析 1.教材编排逻辑 本单元共7课时，遵循“认知—实践—提升”的编排思路，层层递进、环环相扣，形成完整的工程学习闭环： 基础认知阶段（第1-2课时）：第1课时“了解我们的住房”以学生熟悉的住房为切入点，帮助学生认识住房的结构、系统及建造过程，初步建立工程的感性认知；第2课时“认识工程”通过港珠澳大桥等宏大工程案例，归纳工程建设的普遍步骤，理解工程与科学技术的关系，实现从“小型住房工程”到“大型复杂工程”的认知拓展。 实践探索阶段（第3-6课时）：第3课时“建造塔台”明确工程任务，引导学生考虑多因素设计标书并参与竞标；第4课时“设计塔台模型”聚焦模型设计的核心要素，如结构稳定性、成本控制等；第5课时“制作塔台模型”将设计方案转化为实物，培养动手能力与问题解决能力；第6课时“测试塔台模型”通过量化测试与数据分析，发现模型存在的问题，为后续改进提供依据。 总结提升阶段（第7课时）：第7课时“评估改进塔台模型”通过自我评估与组间评估，梳理问题并优化设计方案，强化“工程需要反复改进完善”的核心认知，形成完整的工程实践闭环。 2.教材内容特点 生活化选材：从学生日常居住的住房切入，降低工程概念的理解难度，同时引入港珠澳大桥、“中国天眼”等标志性工程，增强民族自豪感与学习兴趣。 实践性突出：以塔台模型建设为核心任务，贯穿“设计—制作—测试—评估—改进”的完整工程流程，让学生在动手实践中理解工程原理。 综合性较强：融合科学（结构稳定性、力学知识）、技术（工具使用、模型制作）、数学（成本核算、数据测量）、美术（模型美观设计）等多学科知识，体现工程的综合性特质。 强调过程性：注重工程实践中的问题梳理、反思改进，通过多次评估与调整，传递“精益求精”的工程理念。
学情分析 1.认知基础 六年级学生已具备一定的生活经验，对住房、桥梁等工程有初步的感性认识，但对工程的本质、结构系统及建造流程缺乏系统性理解。经过前期科学学习，学生掌握了基础的观察、比较、分析、合作探究等能力，能够进行简单的资料搜集、数据记录与整理。对“结构稳定性”“成本核算”等概念有初步接触，但将多因素综合考虑并应用于工程设计的能力较弱。 2.能力特点 优势：好奇心强，对动手实践类活动兴趣浓厚，具备一定的小组合作与交流表达能力，能够在实践中发现问题并尝试解决。 不足：工程思维尚未形成，设计方案时考虑问题不够全面（如忽略成本与稳定性的平衡）；图纸设计、模型制作等技能较为薄弱；数据分析与归因能力有待提升，难以精准找到问题根源并提出有效改进方案。 3.学习难点预判 区分住房的“结构”与“系统”，理解二者的功能差异与内在联系。 综合权衡成本、安全、稳定性等多因素，制定科学合理的工程设计方案。 严格按照设计图纸制作模型，并在实践中根据实际问题进行合理调整。 基于测试数据进行反思，精准归因问题并提出针对性的改进策略。
单元目标 1.科学观念 （1）学生能够理解工程设计与建造的基本概念，包括工程的结构、系统、建造过程及其重要性。 （2）认识到科学技术在工程设计与建造中的关键作用，以及工程对社会发展的贡献。 2.科学思维 （1）通过具体工程案例的分析，培养学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维。 （2）认识到工程设计中需要综合考虑多种因素，进行权衡与决策。 3.探究实践 （1）学生能够经历从了解住房、认识工程到建造塔台模型的全过程，掌握工程设计与建造的基本步骤和方法。 （2）能够根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并进行测试、评估与改进。 4.态度责任 （1）激发学生对工程设计与建造的兴趣，培养认真负责的工作态度和团队合作精神。 （2）增强学生的资源节约意识和环境保护意识，培养珍惜资源、爱护环境的价值观。
单元重难点 1.教学重点 （1）掌握工程 “设计 — 制作 — 测试 — 改进” 的核心流程，理解设计的关键作用。 （2）完成塔台模型的设计、制作与改进，综合考虑成本、安全、稳定性等因素。 2.教学难点 （1）多因素综合权衡，制定科学合理的工程设计方案。 （2）理解科学技术与工程的辩证关系，基于数据精准改进设计
教学策略 1.实验探究项目要符合学生学习规律和学科特点，并在真实情境中进行。 2.注重让学生亲自参与设计、制作、测试、改进等活动，在体验、理解技术与工程特点的同时，体会科学原理在技术与工程中的应用。 3.学习活动要创设真实情境，形式可以多种多样，如体验、制作、实验探究、项目研究等。教师可以根据情况适当选取某种形式或融合多种形式。
单元反思与改进 在单元教学结束后，需从以下方面进行反思与改进： 1.加强实践指导：在实际操作过程中，教师应加强巡视指导，及时解决学生遇到的问题，确保制作活动的顺利进行。 2.优化评估体系：进一步完善评估标准和方法，确保评估结果的客观性和公正性。同时，鼓励学生进行自我反思和相互评价，促进学生的全面发展。(共32张PPT)
认识工程
第2课时
小小工程师
一
素养目标
(2分钟)
情境导入
（3分钟）
探究新知
（25分钟）
课堂总结
（6分钟）
课堂练习
（3分钟）
布置作业
（1分钟）
教学过程
素 养 目 标
科学观念
科学思维
探究实践
工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。
工程需要在一定的限制条件下完成任务，要经历相类似的建设过程。
进一步认识到科学技术与工程的相互关系。
进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用，人类的好奇及社会的需求对科学技术发展的积极促进作用。
能通过阅读资料知道工程建设需要面临的限制条件。能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。
态度责任
认识到工程建设的艰难，从而产生对建设者的敬仰之情。
进一步唤起学习工程的兴趣，激发做名小小工程师的愿望。
01
02
03
04
学习目标
01
情 境 导 入
情境导入
02
我们已经了解了住房和它的建造过程，其他工程的建设过程又是怎样的？
它们在建设过程中有什么共同特点呢？
港珠澳大桥
情境导入
02
探 究 新 知
阅读或观看港珠澳大桥的相关资料，试着整理和归纳下面的问题。
1
探究新知
03
（1）为什么要建造港珠澳大桥？
（2）大桥的建造曾面临哪些限制和挑战？
（3）这些问题都是怎样解决的？
（4）大桥的建造经历了哪些主要过程？
经过九年施工，港珠澳大桥终于正式开通了。港珠澳大桥飞跨伶仃洋，连接着我国经济最发达的地区和人口最密集的地区，大桥全长55千米，是集桥、岛、隧为一体的世界最长的跨海大桥。大桥将为粤港澳大湾区的经济发展带来强劲的动力。
探究新知
03
（1）为什么要建造港珠澳大桥？
限制和挑战 解决办法
大桥要经过通向香港的唯一航道，桥面高度必须超过80米，桥塔高度超过200米，而香港机场不允许有超过88米的建筑物出现
在这片水域上修建六七千米长的海底隧道和22.9千米长的跨海大桥
修建人工岛
用圆钢筒围岛
建岛的海床上有15到20米深的淤泥，机械会滑出，移走淤泥又会对海洋造成毁灭性污染
桥梁和隧道需要用岛屿连接，但这片海域上没有任何可用的岛屿
大桥的建造曾面临哪些限制和挑战？这些问题都是怎样解决的？
探究新知
03
探究新知
03
2.梳理工程建设过程的相似步骤。
工程的关键是设计
探究新知
03
2.梳理工程建设过程的相似步骤。
工程的关键是设计
限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等
探究新知
03
3.了解宏大工程与科技进步的关系。
坐落于贵州平塘，是世界最大单口径 500 米球面射电望远镜，2016 年落成启用，凭借超高灵敏度开展宇宙深空探测与天体研究。
探究新知
03
3.了解宏大工程与科技进步的关系。
北京 2008 年奥运会主体育场，坐落于奥林匹克公园，以独特钢结构鸟巢造型闻名，也是全球首个举办双奥开闭幕式的体育场馆。
探究新知
03
3.了解宏大工程与科技进步的关系。
中国自主核心技术打造的高铁体系，拥有全球规模最大运营网，运营时速高、覆盖广、安全稳定，是中国交通现代化的核心标志。
探究新知
03
3.了解宏大工程与科技进步的关系。
中国自主研发建造的近地轨道空间站，2022 年全面建成并投入运营，可长期驻留航天员，开展空间科学实验与航天技术试验。
探究新知
03
3.了解宏大工程与科技进步的关系。
每一项宏大的工程都用到了大量的科学知识和技术，证明了工程离不开技术的支持，工程与技术相辅相成。
探究新知
03
1.通过两节课的学习，我们对工程有了哪些认识？这些认识的依据是什么？
2.完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段？
3.工程与技术的关系是怎样的？
4.假如让我们做一名小小的工程师，我们都要完成哪些工作呢？
收集塔的图片，观察塔的结构特点。
探究新知
03
课 堂 总 结
1.工程的限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。
2.港珠澳大桥全长55千米，是集桥、岛、隧道为一体的世界最长的跨海大桥。港珠澳大桥中的 “港”“珠”“澳” 分别指香港、珠海、澳门三个地区。
3.工程建设的一般步骤包括：明确一个要解决的问题，在限制条件下进行设计，制作一个模型 (画或写解决方案)，测试模型、评估改进，实施建设。
课堂总结
05
通过本节课的学习我们知道了什么？
课 堂 练 习
巩固练习
04
1．建造港珠澳大桥时，桥梁和隧道需要用岛屿连接，但这片海域上没有任何可用的岛屿，其解决办法是（ ）。
A．修建跨海大桥 B．用圆钢筒围岛 C．修建人工岛
2．工程与技术的关系是（ ）。
A．工程决定技术 B．技术决定工程 C．相互影响又相互促进
3．从楼体结构分类，“鸟巢”属于（ ）。
A．钢结构 B．砖混结构 C．钢混框架结构
4．工程建造中每个阶段都很重要，其核心是（ ）。
A．选址 B．建造 C．设计
5．下列建筑的主体采用框架结构的是（ ）。
A．港珠澳大桥 B．中国“天眼” C．“鸟巢”体育馆
6．下列（ ）不是中国的工程。
A．埃菲尔铁塔 B．神舟十三号 C．天眼FAST
巩固练习
04
布 置 作 业
请同学们课后完成以下作业：
收集塔的图片，观察塔的结构特点。
1

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