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5.1　明确问题和设计方案
义务教育教科书（五·四学制）科学 二年级 下册
校园中有很多会到处爬和飞舞的小动物。有同学认为它们是校园的一部分，可以为它们建造一个家。
如果你是工程师，会怎么解决这个问题呢？
作为工程师，首先要明确需要解决的问题。
明确问题
校园中有哪些常见的小动物？它们需要家吗？如何为小动物建造一个家？
蜜蜂
鼠妇
找一找校园里有哪些小动物，在对应的□里打“√”。找一找它们的家，看看是什么样子的。
校园里的小动物都有家吗
□蜘蛛
□蜻蜓
□蜗牛
□蚯蚓
□蜜蜂
□燕子
□松鼠
□蝉
□麻雀
□鼠妇
□瓢虫
□蚂蚁
□蝴蝶
□独角仙
□马陆
□其他：
选择一种小动物，调查它的生活环境和生活习性，将收集到的信息记录在表格中（可直接勾选，也可补充自己调查的结果）。
　◎调查方式
□查阅资料　　□实地考察　　□其他：
　　　　 的生活
　◎调查结果
环境特点 建造选址 建造材料
□温暖 □寒冷 □干燥 □湿润 □阴暗 □光亮 □其他： □树洞 □腐木 □泥土 □草丛 □其他： □树枝 □干草
□石头 □泥土
□其他：
生活方式 运动方式
□群居 □独居 □其他： □飞行 □爬行 □跳跃 □游泳 □其他：
　◎我的发现
这个小动物有家吗？它的家有哪些特点？把你找到的家画在框里。
说一说
关于为小动物建造一个家，你还需要考虑哪些问题？
设计方案
明确问题之后，需要设计建造方案。小组讨论，交流、分享自己的想法。
小动物的家 给哪些小动物建造家？ 我想给鼠妇造一个家
建造的家有哪些功能？ 给鼠妇造的家最好能防水
选择哪些材料与工具？ 材料：树叶、小石块……
工具：剪刀、透明胶带……
建造的家放置在什么地方？ 我想把建造的家放在花坛中
小动物的家
　◎制订方案
1. 从工程师的角度出发，为小动物建造一个家需要考虑哪些因素？
□形状 　□布局 　□材料 　□稳固性
□其他：
2. 根据之前调查收集到的信息，讨论方案的合理性和可靠性。
　◎设计方案
我想给　　　　　　造一个家 序号 考虑因素 信息依据 初步方案
示例* 防水 不喜欢潮湿的环境 屋顶覆盖一层塑料薄膜
①
②
③
④
⑤
*注：请根据动物的真实需求填写，示例中的“防水”不一定每个动物都需要。
画一画你的设计图，还可以加上文字说明。
把想法画下来，还可以加上文字说明。
小树枝
瓦楞纸
芦苇秆
小石块
课堂练习
1.工程师为小动物设计家园时，第一步需要做什么？
A. 直接画设计图
B. 明确要解决的问题
C. 收集各种材料
答案：B
解析：工程设计的第一步是 明确问题（如“校园小动物需要家吗？如何建造？”）。只有清晰定义问题，才能制定有效方案。
课堂练习
2.设计“小鸟喂食器”时，下列哪项是必须考虑的问题？
A. 喂食器的颜色是否好看
B. 小鸟能否安全站立取食
C. 制作成本是否昂贵
答案：B
解析：设计方案需聚焦 功能性需求（如动物的安全、取食便利性），而非外观或成本。
课堂练习
3.小组讨论设计方案时，以下哪种做法最合理？
A. 每人独立设计不交流
B. 组长决定方案后直接制作
C. 分享想法并画出设计草图
答案：C
解析：通过 小组合作 交流想法，并用图文记录设计方案（如“把想法画下来，加上文字说明”）。这符合工程思维中“设计-讨论-优化”的流程。
课堂练习
4.选择制作材料时，应优先关注材料的什么特性？
A. 是否容易购买
B. 是否适合户外使用
C. 是否颜色鲜艳
答案：B
解析：材料需满足 环境适应性（如防水、耐用）。课件案例中，植物标识牌需根据放置环境选择材料（如避免雨水损坏）。
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