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第12课《生活中工具的变化与创新》教学设计
课题 生活中工具的变化与创新 单元 第三单元 学科 综合实践活动 年级 八年级
学习目标 价值体认：工具发明改进对生活、社会发展的价值，感受科学家精神，激发爱国情怀与创新意识。责任担当：树立关注生活、服务社会的责任感，主动思考工具改进与创新以解决实际问题。解决问题：能通过多种途径分析工具不足，提出合理改进方案，有效解决生活难题。创意物化：将创意构思转化为实际工具作品，提升动手实践能力与创意实现能力。
重点 1.了解工具演变，分析不足并设计改进方案，培养解决问题与创意物化能力。2.在实践中感受工具价值，体认科学家精神，增强责任担当意识。
难点 1.突破传统思维，提出创新性的工具改进思路并有效实现创意物化。2.深入理解工具创新与多方面（如经济发展、环境保护等）的复杂关系 。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 电话的更新迭代生活中你觉得哪些工具用着不顺手？你希望未来出现哪些神奇工具帮我们解决麻烦？其实呀，工具的发展就像一场充满惊喜的冒险，一直在不断地变化和创新。从简单粗糙到精致智能，每一步的改变都蕴含着人类的智慧和创造力。那么，工具究竟是如何一步步变化和创新的呢？让我们一起走进《生活中工具的变化与创新》这一课，去揭开这神秘的面纱吧！ 出示课题。 思考课件展示的几个问题，小组之间讨论分享自己的感受。 通过设置疑问、开展活动，激发学生的兴趣，引出本课教学主题。
讲授新课 探究新知（一）活动准备我们应该掌握一些生活中常用工具的作用、特点和使用方法，通过查找相关资料，了解这些工具的发明或改进的过程。有兴趣的同学还可以仔细观察生活中的各种工具，发现它们有待改进的地方。议一议 怎样让灯具节能又环保？ 如何让老人或盲人的拐杖具有更多的功能？ 怎样改进书包，让它更符合初中生的脊柱健康？ 如何让厨房的削皮器既能削皮又能处理不同形状的果蔬？（二）活动实施通过活动，我们不仅要了解生活中许多工具的演变过程，同时，也要学会根据自己的需求，设计、制作一些新型的工具，解决生活中的一些实际问题。1.了解生活中工具的变化（1）了解身边熟悉的工具的变化发展，并分析其在发展过程中，每一次变化都做了哪些改进、优化和创新。工具名称过去现在改进、优化或创新之处照明灯具煤油灯、白炽灯，亮度低，耗电大，安全性差，寿命短LED灯、智能吸顶灯，亮度高，节能省电，寿命长，可调节亮度和色温，部分支持语音控制采用新型LED光源替代传统灯丝，降低能耗；增加智能控制系统，适配不同使用场景；优化外观设计，更贴合家居风格，提升安全性洗衣工具木槌、搓衣板、手动洗衣机，费力，洗净度不均匀，耗时久全自动洗衣机、滚筒洗衣机、洗烘一体机，自动进水、洗涤、脱水、烘干，可预约，有多种洗涤模式引入电机驱动，实现自动化操作；增加多种洗涤程序，适配不同衣物材质；添加烘干功能，解决阴雨天晾晒难题；优化内胆设计，减少衣物磨损书写工具毛笔、蘸水笔，书写烦琐，携带不便，墨水易沾染中性笔、签字笔、可擦笔、按动式钢笔，书写流畅，携带方便，墨水不易渗漏，部分可擦除、可换笔芯采用油性或水性墨水，提升书写顺滑度；设计按动式结构，无需盖帽，减少丢失；研发可擦墨水，方便修改；采用可换笔芯设计，更环保经济清洁工具扫帚、拖把，清洁范围有限，费力，易产生扬尘，清洁不彻底扫地机器人、电动拖把、洗地机，自动清扫、拖地、洗拖布，可规划路线，清洁无死角，减少扬尘搭载智能导航系统，实现自主清洁；采用电动驱动，节省人力；添加喷水、洗拖布功能，提升清洁效果；设计集尘盒、污水箱，便于清理，减少扬尘污染通讯工具固定电话、BP机，只能通话或接收呼叫信息，携带不便，依赖固定线路智能手机，可通话、视频、上网、支付、拍照、导航等，功能全面，便携性强整合通讯、计算机、摄影等多种功能；采用触摸屏操作，提升交互体验；支持移动网络和无线网络，摆脱固定线路限制；不断升级硬件配置，提升运行速度和续航能力他山之石小明的妈妈为了支持节能环保，每天都骑自行车上班，小明也对自行车特别有兴趣。他通过参观博物馆、查阅有关资料、亲身体验等方法比较系统地研究了自行车的变迁，还写出了图文并茂的研究报告。针对自行车性能的改进和现在非常流行的共享自行车的管理提出了自己的建议。（2）现在市面上有许多多功能组合工具，有的还设计得非常小巧精密。通过互联网或走访工具市场，了解这些多功能组合工具的名称、功能及应用场所。我了解的多功能组合工具：多功能瑞士军刀工具具有的功能：包含刀片、剪刀、开瓶器、螺丝刀（十字/一字）、指甲锉、镊子、牙签、钻孔器等多种功能，部分款式还带有手电筒、指南针、U盘等附加功能工具的应用场所：日常居家（处理食材、拆快递、修理小物件）、户外探险（切割物品、辨别方向、应急照明）、办公场景（拆文件、修理办公用品）、旅行途中（应急处理小问题）2.自制实用小工具同学们在生活中是否经常碰到因没有现成的工具可用而束手无策的问题？工具是人们在生活实践中创造出来的。因此我们要大胆创新，动手去创造、制作一些实用的小工具来帮助我们解决生活中的难题。议一议 我想改进残疾人的活动工具。 我想自制小文具。 我想为妈妈设计制作厨房小用品。 我想制作一款方便整理数据线的收纳工具。 我想改进课桌抽屉，让物品摆放更整齐。做中学分析现有工具的不足或需要改进的地方： 工具名称： 普通桌面数据线收纳盒应用范围： 居家桌面、办公桌面，用于收纳手机数据线、充电头、耳机等小物件不足之处： 内部无分区，数据线容易缠绕打结；没有固定装置，数据线接口端易滑落；无法适配不同长度的数据线，收纳空间利用率低2.提出的改进方案或设计思路：基本思路： 设计一款多功能收纳盒，内部划分多个收纳区 ，可放置笔、橡皮、尺、手机等。绘制草图： 工具和材料： 硬纸板/塑料盒（主体材料）、可移动隔板（硬纸板或塑料片）、弹性卡扣（废旧口罩中的弹性绳、硬纸板）、合页（废旧书钉改造或小型金属合页）、剪刀、胶水、尺子、马克笔3.在老师和家长的帮助下，将你的设计方案变成现实。视频：制作多功能收纳盒他山之石圆规是绘制圆弧或圆时使用的绘图工具。小明同学用有花纹的滚轮代替铅笔画圆，设计制作了一种滚轮圆规，可以用它来绘制花纹。小明的制作过程如下：将橡皮切成圆形薄轮（半径为0.5～1.5厘米，厚度为0.5～1厘米）。用刀片在薄轮侧面刻出想要的花纹。然后在圆心处钻一个小孔，大小以刚好穿过铁丝为准。将金属圆规上安装铅笔的构件取下，用尖嘴钳把一块大小适当的薄铁片按以下图示加工成滚轮支撑架。用铁丝将滚轮安装到支撑架上。再将制作好的滚轮组件安装到圆规上，调整好滚轮的角度，使滚轮能与纸面垂直接触。在滚轮上方的空隙里塞入脱脂棉，并用透明胶将其封牢，然后在脱脂棉中滴入喜欢的颜料或墨水，就可以绘制出带有花纹的圆。（三）交流评价分小组交流分享体会与收获。我研究的工具： 照明灯具的变化与创新我设计制作的工具： 多功能分区数据线收纳盒（带手机支架）大家的评价： 1. 设计贴合生活实际，解决了数据线缠绕、滑落的常见问题，实用性强；2. 利用废旧材料制作，践行了环保理念，成本低易推广；3. 增加手机支架功能，实现一物多用，设计新颖；4. 若能采用防水材质，可适配更多场景，进一步提升实用性。（四）拓展提升我还想开展一些与工具相关的主题活动： 工农业生产工具的变迁。 工具的创新与经济发展的关系。 智能工具在生活中的运用。 工具的发展与环境保护的关系。 古代工具与现代工具的传承与创新。（五）信息园地在中华民族伟大复兴的征程上，一代又一代科学家心系祖国和人民，不畏艰难，无私奉献，为科学技术进步、人民生活改善、中华民族发展作出了重大贡献。新时代更需要继承发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神，更需要继续发扬以爱国主义为底色的科学家精神。—2021年5月28日，习近平在两院院士大会中国科协第十次全国代表大会上的讲话 二、知识拓展1.结合生活实例，说说工具的改进和创新通常是为了解决什么问题？请举1个具体例子说明。工具的改进和创新通常是为了解决使用不便、效率低下、功能单一、安全性不足等问题。例如，传统扫帚清洁时易产生扬尘、清洁不彻底且费力，扫地机器人的出现通过搭载智能导航系统实现自主清洁，减少扬尘，还能节省人力，解决了传统清洁工具的诸多弊端。2.你认为青少年在工具创新方面可以怎么做？①仔细观察生活，发现现有工具的不足（如书包背负不舒服、数据线易缠绕等）；②主动查阅资料，了解工具的发展历程和改进思路；③大胆提出改进方案，动手制作简易实用的小工具（如文档中的数据线收纳盒、滚轮圆规）；④积极参与小组交流，借鉴他人想法，完善自己的创新设计。3.智能工具（如智能灯具、扫地机器人）给生活带来了哪些便利？除此之外，你还知道哪些智能工具，它们的创新点是什么？智能工具带来的便利：①节省人力，如扫地机器人自动清洁，无需手动操作；②适配多样需求，如智能灯具可调节亮度和色温，适配学习、休息等不同场景；③提升使用体验，如部分智能工具支持语音控制，操作更便捷。其他智能工具示例：智能电饭煲，创新点是可预约煮饭、自动保温，精准控制火候；智能手表，创新点是整合通话、定位、健康监测等功能，满足日常使用和安全需求。 通过查找相关资料，了解生活中常用工具的作用、特点、使用方法以及发明或改进的过程，并仔细观察生活中的各种工具，发现它们有待改进的地方，然后围绕这些问题进行讨论。 首先选择身边熟悉的工具，分析它们在发展过程中的改进、优化和创新之处，并填写在表格中；然后通过互联网或走访工具市场，了解多功能组合工具的名称、功能及应用场所。 通过 “议一议” 确定自己要制作的实用小工具方向，然后以多功能收纳盒为例，按照分析现有工具不足、提出改进方案、绘制草图、准备材料并动手制作的步骤，将设计方案变成现实，并参考小明制作滚轮圆规的经验。以小组为单位，交流分享自己研究的工具、和设计制作的工具，并接受小组其他成员的评价和建议。计划开展一系列与工具相关的主题活动。 理解科学家精神的内涵和重要性 。知识拓展、延伸、小组讨论、思考、交流，然后回答。 引导学生积累工具知识基础，培养观察与思考能力，通过设置议题激发创新思维，为后续深入探究生活中工具的变化与创新活动做前期准备 。引导学生全面了解工具演变，通过对比分析掌握改进创新点，借助实例学习研究方法，同时了解多功能组合工具，培养自主探究能力，为设计制作新型工具解决实际问题筑牢基础 。 引导学生自制实用小工具，旨在培养学生的创新思维能力、实践操作能力、问题解决能力、批判性思维能力、团队协作能力和沟通能力，帮助学生拓宽视野，提升对工具的认识和理解，培养对科学技术的兴趣，激发创造潜能。借助小组交流分享，促使学生梳理研究与设计制作经历，总结经验收获，并通过他人评价获取反馈，进一步完善认知与技能 拓宽学生对工具的认知视野，引导学生从不同维度（历史、经济、科技等）深入探究工具相关领域，激发进一步探索兴趣，培养综合思考与拓展研究能力 强调科学家精神对国家发展的重要意义，激励新时代人们传承以爱国主义为底色的科学家精神，投身国家建设与发展 。引导学生理解工具改进创新的目的，明确青少年在工具创新中的行动方向，认识智能工具带来的便利与创新点 。
课堂练习 一、选择题1.下列工具中，属于传统工具改进为智能工具的是（ ）
A. 毛笔→中性笔 B. 搓衣板→全自动洗衣机 C. 煤油灯→LED灯 D. 扫帚→扫地机器人
2.小明制作滚轮圆规时，用有花纹的滚轮代替铅笔画圆，其创新点主要是（ ）
A. 降低制作成本 B. 实现绘制花纹的新功能 C. 简化制作步骤 D. 提升工具的便携性
3.关于多功能组合工具（如瑞士军刀），下列说法错误的是（ ）
A. 整合多种单一工具功能 B. 设计小巧，便于携带 C. 只适用于户外场景 D. 体现“一物多用”的创新理念
二、填空题1.工具的改进和创新通常会让使用更________、效率更________，还可能增加新的________，更好地服务生活和工作。
2.在自制实用小工具时，我们首先要分析现有工具的________，再提出改进方案，选择合适的________和________，最后动手制作。
3.文档中“他山之石”提到，小明研究了________的变迁，并对其性能改进和共享自行车管理提出了建议。
三、判断正误题1.LED灯相比白炽灯，具有亮度高、耗电少、寿命长的优点，这体现了工具的创新。（ ） 2.多功能组合工具的核心是外观设计新颖，与功能整合无关。（ ）
3.工具创新只能依靠高科技，青少年无法通过动手实践实现小创新。（ ）
4.扫地机器人通过搭载智能导航系统实现自主清洁，解决了传统扫帚清洁不彻底、易扬尘的问题。（ ） 想一想，做一做，完成课堂练习。 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，我们不仅了解了生活中常用工具的发展变化及创新之处，还掌握了观察工具不足、提出改进方案的方法，能够尝试动手制作实用小工具，树立了以科学态度对待创新、主动探索新生事物的意识。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
板书 生活中工具的变化与创新一、探究新知1.活动准备2.活动实施①了解生活中工具的变化②自制实用小工具3.交流评价4.拓展提升5.信息园地二、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。
课后作业 观察家中1种常用工具（如电饭煲、书包、台灯等），结合本课所学，撰写一份简短的“工具改进分析报告”，内容包括：①工具名称及现有功能；②存在的不足；③至少2条具体的改进建议（需说明改进后能解决什么问题），字数不少于200字。 实践设计、体验、记录感受。 通过观察、分析常用工具，培养发现问题、提出针对性改进方案的能力，强化对工具创新改进的实践认知与思维锻炼 。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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