资源简介

《像工程师那样》教学设计
第1课时
核心概念：12.技术、工程与社会
13.工程设计与物化
跨学科概念：系统与模型、结构与功能
稳定与变化、物质与能量
内容要求:
12.1 ②：知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成。
13.1 ①定义简单工程问题，包括材料、时间或成本等限制条件，提出验收标准。
教材分析：
本节课是专项学习《像工程师那样》的开篇启动课，内容分为 “工程师这样做”与“学做工程师任务发布”两大板块。教材借助港珠澳大桥人工岛建造的真实工程案例，呈现工程师面对多种建设方案，综合生态、工期、成本等条件对比甄选，引出核心工程思维——权衡利弊，让学生认识真实工程解决问题的方式。随后教材创设跨江大桥建造情境，发布桥梁模型制作实践任务，清晰界定模型尺寸、承重、可用材料等限制条件与验收标准。本课承担单元导入功能，既是工程思维概念建立的起始课，也为后续方案设计、模型制作等一系列工程实践活动做好铺垫，搭建起真实工程案例与学生动手实践之间的桥梁
学情分析：
五年级学生具备基础观察能力与简单动手经验，生活中能够见到各式各样的桥梁，对搭建模型类实践活动抱有浓厚兴趣。但是学生此前大多开展的是科学探究活动，很少接触完整工程实践，缺乏 “权衡利弊” 解决复杂问题的意识，思考方案时容易只关注单一因素，忽略多重条件约束。同时学生尚未接触造桥任务的各项限制标准，不清楚限制条件对于工程设计的约束作用，需要依托真实工程案例循序渐进建立工程思维。
教法与学法：
教法：采用情境教学法，依托港珠澳大桥工程素材创设真实工程情境；运用案例分析法，组织学生对比人工岛两种建设方案，引导自主提炼权衡利弊的内涵；结合任务驱动法，清晰发布造桥模型实践任务，明确实践边界与要求。
学法：学生以交流研讨、对比辨析、阅读梳理为主要学习方式，通过分析工程案例理解工程师工作思路，自主提取造桥任务中的限制条件与验收标准。
学习目标：
1.科学观念：结合港珠澳大桥建设案例，知道开展工程建设会面临多种约束条件，认识工程师解决工程问题需要权衡利弊；了解桥梁模型制作任务的全部要求、限制条件与验收标准。
2.科学思维：能够对比不同工程方案的优势与不足，初步学会从多个角度分析方案，建立多维度思考问题的工程思维。
3.探究实践：能够从任务文本中自主梳理提取造桥任务的材料、尺寸、承重等限制条件，清晰说出桥梁模型的验收要求。
4.态度责任：感受我国重大工程建设成就，体会工程师严谨、综合考量的工作品质；产生参与桥梁模型工程实践的兴趣，树立规范完成工程任务的意识。
重点与难点：
重点：理解“权衡利弊”的含义；明确桥梁模型实践任务的要求、限制条件以及验收标准。
难点：真正理解各类限制条件会约束工程方案的选择，体会权衡利弊在工程决策中的价值。
教学准备：
教师准备：港珠澳大桥图文、短视频素材；课本 PPT；造桥任务要求清单。学生准备：科学课本、课堂笔记本
教学课时：4课时（第1课时）
教学过程：
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境发现思维 桥梁奇观情境激趣1.教师依次展示拱桥、斜拉桥、桁架桥图片，提问：生活中随处可见桥梁，大家想一想，修建一座大桥仅仅把桥面搭建起来就可以吗？修建大桥时工程师会遇到哪些难题？ 2.学生自由发言交流，分享直观想法。 3.教师过渡：现实中的大型桥梁建设会遇到许许多多复杂矛盾，今天我们走进世界级工程——港珠澳大桥，看一看工程师是如何破解难题，引出课题《像工程师那样》。 依托学生生活经验搭建认知起点，制造认知冲突，激发探究欲望，初步唤醒学生思考工程建设存在困难。
探究活动发展思维 活动一：研读案例，梳理港珠澳大桥面临的矛盾 学生阅读课本“工程师这样做”板块内容，小组讨论：① 伶仃洋上修建大桥遇到了怎样相互冲突的难题？（桥梁过高利于通航，却阻碍飞机起降）② 工程师提出了什么总体解决方案？（大桥 + 海底隧道组合，依靠人工岛衔接）全班交流汇总，明确工程常常会遇见相互制约的条件。活动二：对比方案，理解什么是权衡利弊 聚焦人工岛建造的两套原始方案：方案 1：大规模开挖海底淤泥；方案 2：堆沙填海造地组织小组研讨：两种方案分别有哪些优势与缺点？学生充分讨论后教师补充介绍独创钢筒围岛法。教师小结：工程师综合生态、工期、成本等多个条件对比方案优劣，选出最合适方案，这个过程就是权衡利弊。 借助真实工程案例开展探究，层层递进，帮助学生理解本节课核心概念，发展多角度分析问题的工程思维。
应用新知提升思维 活动三：承接案例，发布造桥工程实践任务1.教师过渡：我们读懂了工程师的工作思路，现在我们化身小小工程师，迎接属于我们的造桥任务。组织学生阅读课本 “学做工程师” 任务板块。2.小组合作，从文本中提取本次造桥任务信息，完成任务清单。（跨度 30cm、宽度 10cm、承重 3000 克以上）。维度具体内容工程背景模型要求可用材料限制条件验收标准3.集体梳理汇总任务清单，引导学生思考：在搭建桥梁模型时，我们设计方案同样需要学会权衡利弊。师：“同学们，我们刚才把造桥任务的要求都列出来了——跨度 30 厘米、承重 3000 克、材料只有这些。大家想一想，这些要求之间有没有矛盾的地方？" 引导学生发现： 要承重3000克→那桥得做得结实、用料多 但材料有限→不能无限加材料 要跨度30厘米→桥得够长 但太长了中间容易塌→又需要更多支撑 但桥身越长中间越容易塌陷，又需要更多构件加固，又会消耗更多材料，进一步受材料成本约束师追问：“那工程师遇到这种'既要又要但条件有限'的情况，是怎么解决的？” 生答——权衡利弊！4.课堂小结本节课我们认识了工程师“权衡利弊”的思考方式，明确了造桥模型任务要求，下节课我们将依据任务条件，设计桥梁方案。5.布置预习思考：查阅资料了解拱桥、桁架桥、斜拉桥分别具备哪些优势与不足？ 实现知识迁移，把 “权衡利弊” 概念从真实大型工程落地到学生动手实践任务，明确后续单元实践要求，完成本节课全部教学任务
课堂练习 一、我会选1.工程师综合生态、成本、工期等条件对比各类方案，选出最合适方案的过程叫作（ ）。A.实验探究 B.权衡利弊 C.检验改进 D.实施计划2.本次桥梁模型任务要求桥梁跨度标准是（ ）。A.30 厘米 B.10 厘米 C.50 厘米 D.20厘米3.下列做法体现 “权衡利弊” 工程思维的是（ ）。A.直接选用第一种想到的方案B.结合材料、承重、尺寸条件综合选择桥型C.无限制使用材料追求更大承重D.照搬别人的桥梁设计，不加思考二、我会判1.现实工程中，很容易找到没有任何缺点的完美方案。（） 2.搭建桥梁模型时，我们也要像工程师一样权衡利弊。（） 3.造桥模型任务中可以随意选用课本以外的各类材料。（） 参考答案 选择题：1.B 2.A 3.B判断题：1.× 2.√ 3.×
港珠澳大桥
矛盾冲突→多种方案→权衡利弊→最优方案
小小工程师任务：搭建桥梁模型
梳理任务清单→学会权衡利弊
教学反思

展开更多......

收起↑