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(共21张PPT)
像工程师那样
专项学习
苏教版（新教材）四年级
上
课堂导入
很多人都想在阳台上或某个地方的角落里种点菜。可一想到地方太小，施展不开，大多数人想想就放弃了。
工程师是怎样做的呢？我们一起来学习。
探究新知
一、工程师这样做
梅尔·巴塞洛缪是一名土木工程师，也是园艺爱好者。他退休后开始种菜，发现大家习惯在田地里一畦一畦地种，行与行之间留出宽宽的走道。如果把这种办法搬到小空间里，走道就占去了许多面积。他还发现，大家喜欢在田地里先撒一大把种子，等种子出苗后再拔掉多余的，这种方式既浪费种子，又费工夫。梅尔想：能不能用工程师的思维方式，把小空间种菜这件事重新规划一下？
探究新知
一、工程师这样做
梅尔发明了“一米菜园”。“一米菜园”是一个简单的箱型框架，底部呈正方形，约1平方米，用木条分成9个小方格，每个小方格里种什么、种多少，都事先规划清楚。如果需要种更多的菜，就再做几个种植箱。
探究新知
每一个小方格里种几棵植物，取决于不同植物成熟后的大小。梅尔在纸质网格上摆放代表植物的标签，模拟植物成熟后的占地情况，观察高矮植物之间是否会遮挡阳光，通过移动标签调整布局。经过反复推算，梅尔定下了这样的规则：
探究新知
梅尔做的这件事，就叫“建立模型”。
借助模型，我们能在动手建造之前先把方案“试一试”，以便发现问题，及时调整，从而设计出更合理的“一米菜园”。
在工程设计中，我们经常用图画、符号或者模型来代替真实的东西，这样就能方便我们在纸上或电脑里算一算、摆一摆，还能不断修改，直到满意为止。这个过程就是建立模型。
探究新知
二、学做工程师
现在你知道了：只要像工程师那样动脑筋规划，小空间也能种出不少菜。接下来，轮到你来挑战了。
今年的校园科技节设置了一个工程挑战赛 ——“迷你菜园”。请你在校园里或自家阳台上，设计并建造一个小型网格菜园，在有限的空间内实现产出的最大化。
探究新知
项目要求：
空间限制 种植箱箱底需设计成正方形，边长不超过60厘米，深度不超过15厘米。
产量目标 蔬菜不少于3种，其中绿叶菜至少2种。从播种后第30天起，连续4周内至少采收8次。累积产出净菜量不少于300克。
布局规划 必须使用网格法分区。根据阳台光照方向安排高矮植物的位置，避免遮挡阳光。如需要，可设计支架，利用立体空间。
材料要求 可直接播种，也可先育苗再移栽。选用安全、无污染的材料制作种植箱。在保证安全的前提下，优先使用环保材料。
探究新知
(一）明确问题
明确问题时——
● 先要把任务和限制条件弄清楚。
● 再用“头脑风暴”把要解决的问题都列出来，形成问题清单。
要连续采收，是不是得分批播种？
哪些菜30天就能采收？
种植箱要分成几个网格？
探究新知
(二）设计方案
设计方案前——
● 首先围绕问题清单开展前期调研，收集确定方案所需的关键信息。
● 调研结束后，在若干种方案中选择一种大家都认可的。
探究新知
(二）设计方案
设计方案时——
● 可以像工程师那样，先用模型把方案摆一摆、试一试，以便发现问题，及时调整。
● 确定最优方案后，再把它画成设计图。
探究新知
(三）实施计划
实施计划时——
● 先把要做的事情按顺序写清楚，再把每一步需要的材料、工具、负责人和完成时间标出来，让计划变得具体、可执行。
组装种植箱
铺土
分网格
插标签
探究新知
(四）检验作品
检验作品时——
● 对照任务要求和设计图，检验并判断作品是否达标。
● 检验不只是“看看像不像”，还要记录信息并判断：哪里达标，哪里需要改进及原因。
探究新知
(五）改进完善
探究新知
(六）发布成果
发布成果时——
●把你的设计亮点和改进办法讲清楚，并用数据或记录作为证据，让别人看得懂、学得会。
一、选择题
1.下面关于 “一米菜园” 说法正确的是（ ）
A. 要留出很宽的走道，方便人走路
B. 把种植区分成小方格，提前规划每种蔬菜种多少
C. 种子要一大把撒下去，出苗再拔掉多余幼苗
2.建立模型的好处是（ ）
A. 直接做出成品，不用思考
B. 在制作实物前测试方案，提前发现问题调整
C. 只能用木头做模型
3.“迷你菜园” 产量要求，绿叶菜至少要有（ ）
A.2 种 B.3 种 C.4 种
课堂练习
B
B
A
二、判断题（对的打√，错的打 ×）
1.网格种植的时候，每个格子种多少棵菜，要看蔬菜长大之后植株的大小。（ ）
2.设计迷你菜园不用考虑阳光，随便摆放高矮蔬菜。（ ）
3.制作种植箱，可以优先选用安全环保的废旧材料。（ ）
4.检验作品之后，如果发现问题，我们要分析原因，想办法改进。（ ）
5.发布成果的时候，只展示成品就可以，不需要讲设计和改进过程。（ ）
课堂练习
×
√
√
√
×
课堂小结
小朋友们，通过今天的学习，你有哪些收获呢？
作业布置
课后，请选定自家阳台或校园一角，围绕 “迷你菜园” 项目，用头脑风暴列出要解决的问题，并初步画出网格菜园的设计草图。下节课我们将一起制定实施计划并动手制作。
板书设计
专项学习 像工程师那样
明确问题
设计方案
实施计划
检验作品
改进完善
发布成果
先想后做 模型先行
课后反思
本课以梅尔发明 “一米菜园” 的故事贯穿始终，情境真实，学生积极性高，能理解并复述工程流程；借助实例，“建立模型”这一抽象方法变得直观易懂。但40分钟内环节较多，个别学生对“检验与改进”理解不深，后续可增设模拟实验环节，让学生在实践中深化认识。小学科学苏教版（新教材）四年级上册
专项学习 《像工程师那样》教学设计
一、教材分析
本课是苏教版（新教材）四年级上册 “专项学习” 板块的内容，属于技术与工程领域。本课以土木工程师梅尔 巴塞洛缪发明 “一米菜园” 的真实故事为载体，引导学生认识工程师解决实际问题的基本流程，并围绕 “迷你菜园” 项目经历一次从明确问题到发布成果的完整工程实践。本课既是科学知识、科学方法的综合运用，也是培养科学思维和探究实践能力的重要载体，为学生初步建立工程思维、了解技术与工程的关系奠定基础。
二、学情分析
四年级学生已具备一定的观察、比较和简单动手制作能力，对种植、搭建等活动兴趣浓厚，但尚未系统接触工程设计的完整流程，对 “建立模型”“检验改进” 等工程方法认识模糊。学生对 “小空间种菜” 这一真实情境有生活经验，能够在教师引导下开展头脑风暴、制定简单计划，具有合作探究的基础。
三、教学目标
（一）科学观念：
1.知道工程师解决实际问题的基本流程包括明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果六个环节；
2.知道 “建立模型” 是在动手建造前，用图画、符号或模型代替真实事物进行试验、计算和反复调整的方法。
（二）科学思维：
1.能运用头脑风暴、前期调研等方法把问题想清楚、把方案选出来；
2.能借助模型模拟植物占地、遮挡阳光等情况，依据证据分析问题、调整设计。
（三）探究实践：
能围绕 “迷你菜园” 工程任务，经历从明确问题到发布成果的完整工程实践，学会制定具体可行的实施计划，能对照任务要求和设计图检验作品并改进完善。
（四）态度责任：
1.愿意像工程师那样有目的、有规划地思考和做事，形成实事求是、严谨细致、乐于合作的态度；
2.养成节约资源、保护环境、安全规范操作的良好习惯。
四、教学重难点
重点：认识工程师解决实际问题的基本流程，理解 “建立模型” 的方法及其作用。
难点：能依据项目要求明确问题、制定计划，并通过检验与改进不断优化设计方案。
五、教学准备
教师：多媒体课件、“一米菜园” 示意图、项目要求卡片、工程师工作流程示意图。
学生：铅笔、记录纸、彩笔、剪刀等工具。
六、教学过程（总时长 40 分钟）
（一）情境导入，激发兴趣（5 分钟）
1. 谈话导入。
教师出示菜园图片，提问：同学们，在田地里种菜，人们一般是怎样种的？学生联系生活回答：一畦一畦地种，行与行之间留出宽宽的走道；也有人先撒一大把种子，出苗后再拔掉多余的。
2. 引出问题。
教师追问：如果只有一小块地方，比如家里的阳台，还能这样种菜吗？
学生思考：走道会占去很多面积，撒一大把种子又浪费又费工夫。
教师顺势介绍：有一位退休的土木工程师梅尔 巴塞洛缪也遇到了这样的问题，他动了脑筋，像工程师那样把小空间种菜重新规划了一下。今天我们就来学习 —— 像工程师那样。
设计意图：用贴近生活的真实情境唤起学生已有经验，制造认知冲突，激发学生像工程师一样解决问题的兴趣。
（二）走近梅尔，认识 “一米菜园”（7 分钟）
1. 介绍梅尔的做法。
教师讲述：梅尔发明了 “一米菜园”。它是一个简单的箱型框架，底部呈正方形，约一平方米，用木条分成九个小方格，每个小方格里种什么、种多少，都事先规划清楚。如果需要的菜更多，就再做几个种植箱。
2. 对比发现智慧。
教师提问：梅尔的 “一米菜园” 和我们平时的种法有什么不同？
学生回答：分成了小方格，每个格子种什么、种多少都提前想好，不浪费地方。
教师相机引导：他先动脑筋规划，把有限的空间安排得既合理又高效。
3. 小结过渡：像工程师那样，遇到问题不是直接动手，而是先想清楚再规划。
设计意图：在对比中体会 “事先规划” 的价值，初步建立工程思维。
（三）理解 “建立模型”（5 分钟）
1. 提出问题。
教师出示内容：每个小方格里种几棵植物，取决于不同植物成熟后的大小。可怎么才知道该种几棵呢？
2. 介绍梅尔的模拟方法。
教师讲解：梅尔在纸质网格上摆放代表植物的标签，模拟植物成熟后的占地情况，观察高矮植物之间会不会遮挡阳光，通过移动标签调整布局，经过反复推算才定下规则。
3. 总结概念。
教师引导归纳：在工程设计中，我们经常用图画、符号或者模型来代替真实的东西，在纸上或电脑里算一算、摆一摆，还能不断修改，直到满意为止，这个过程就叫 “建立模型”。借助模型，我们能在动手建造之前先把方案试一试，及时发现问题、调整方案，从而设计出更合理的作品。
设计意图：通过具体实例帮助学生理解 “建立模型” 这一抽象的工程方法，突破难点。
（四）明确任务，学习工程师工作流程（12 分钟）
1. 引出任务。
教师出示科技节 “迷你菜园” 工程挑战赛：请你在校园里或自家阳台上，设计并建造一个小型网格菜园，在有限的空间内实现产出的最大化。
2. 明确项目要求。
出示项目要求卡片，逐条解读：空间限制上，种植箱箱底设计成正方形，边长不超过 60 厘米，深度不超过 15 厘米；产量目标上，蔬菜不少于 3 种，其中绿叶菜至少 2 种，从播种后第 30 天起，连续 4 周内至少采收 8 次，累积产出净菜量不少于 300 克；布局规划上，必须使用网格法分区，根据阳台光照方向安排高矮植物的位置，避免遮挡阳光，必要时可设计支架利用立体空间；材料要求上，可直接播种，也可先育苗再移栽，选用安全、无污染的材料，在保证安全的前提下优先使用环保材料。
3. 讲解工作流程。
教师结合示意图依次讲解工程师工作的六个环节：明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果。
明确问题时，先要把任务和限制条件弄清楚，再用 “头脑风暴” 把要解决的问题都列出来，形成问题清单，比如 “要连续采收，是不是得分批播种”“哪些菜 30 天就能采收”“种植箱要分成几个网格”；
设计方案前，要围绕问题清单开展前期调研，收集确定方案所需的关键信息，在若干种方案中选择一种大家认可的，还可以像工程师那样先用模型摆一摆、试一试，发现问题及时调整，确定最优方案后再把它画成设计图；
实施计划时，先把要做的事情按顺序写清楚，再把每一步需要的材料、工具、负责人和完成时间标出来，让计划具体可执行；
检验作品时，对照任务要求和设计图，判断作品是否达标，检验不只是 “看看像不像”，还要记录信息并判断哪里达标、哪里需要改进及原因；
改进完善时，分析原因，想出改进办法，再进行检验；
发布成果时，把设计亮点和改进办法讲清楚，用数据或记录作证据，让别人看得懂、学得会。
4. 组织小组讨论。
请学生围绕自家阳台或校园一角，用头脑风暴的方法列出要解决的问题，形成简单的问题清单。
设计意图：让学生系统了解工程流程，明确项目要求，为后续工程实践做好认知准备。
（五）课堂练习，巩固提升（6 分钟）
1. 完成选择题。
逐题呈现，指名回答并说明理由：关于 “一米菜园” 说法正确的是把种植区分成小方格、提前规划每种蔬菜种多少；建立模型的好处是在制作实物前测试方案、提前发现问题并调整；按 “迷你菜园” 产量要求，绿叶菜至少要有 2 种。
2. 完成判断题。
逐题判断并纠正：网格种植时每个格子种多少棵菜，要看蔬菜长大之后植株的大小（对）；设计迷你菜园不用考虑阳光、随便摆放高矮蔬菜（错）；制作种植箱可以优先选用安全环保的废旧材料（对）；检验作品后如果发现问题，要分析原因、想办法改进（对）；发布成果时只展示成品、不需要讲设计和改进过程（错）。
设计意图：以练习形式检验学生对工程流程和项目要求的理解，及时反馈，巩固所学。
（六）课堂小结（3 分钟）
教师提问：通过今天的学习，你有哪些收获？
学生自由交流。
教师总结：今天我们像工程师那样思考，知道了工程师解决问题要经历明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果六个环节，还学会了用模型先把方案试一试的方法。
今后遇到问题，我们也要像工程师那样先规划、再动手，用证据来检验自己的作品。
（七）作业布置（2 分钟）
课后，请选定自家阳台或校园一角，围绕 “迷你菜园” 项目，用头脑风暴列出要解决的问题，并初步画出网格菜园的设计草图。下节课我们将一起制定实施计划并动手制作。
七、板书设计
专项学习：像工程师那样
明确问题
设计方案
实施计划
检验作品
改进完善
发布成果
先想后做 模型先行
八、教学反思
本课以梅尔发明 “一米菜园” 的故事贯穿始终，情境真实，学生积极性高，能理解并复述工程流程；借助实例，“建立模型” 这一抽象方法变得直观易懂。但 40 分钟内环节较多，个别学生对 “检验与改进” 理解不深，后续可增设模拟实验环节，让学生在实践中深化认识。
1 / 1小学科学苏教版（新教材）四年级上册
专项学习《像工程师那样》同步练习题
一、填空题
梅尔 巴塞洛缪发明的菜园叫做_____________，它底部是正方形，利用__________的方法划分种植区域。
在工程设计中，我们可以用图画、符号或者实物代替真实物体，提前测试、修改方案，这个过程叫作_________________。
“迷你菜园” 工程挑战里，种植箱箱底是正方形，边长不能超过___________厘米，深度不超过___________厘米。
布置菜园的时候，高大的蔬菜要放在靠墙一侧，目的是防止_________________。
工程师完成一项工程，一般要经历：明确问题、______________、实施计划、______________、改进完善、发布成果这六个步骤。
二、选择题
下面关于 “一米菜园” 说法正确的是（ ）
A. 要留出很宽的走道，方便人走路
B. 把种植区分成小方格，提前规划每种蔬菜种多少
C. 种子要一大把撒下去，出苗再拔掉多余幼苗
建立模型的好处是（ ）
A. 直接做出成品，不用思考
B. 在制作实物前测试方案，提前发现问题调整
C. 只能用木头做模型
“迷你菜园” 产量要求，绿叶菜至少要有（ ）
A.2 种 B.3 种 C.4 种
为了能够连续采收蔬菜，我们需要（ ）
A. 全部同一天播种
B. 分批播种，错开生长时间
C. 只种生长很慢的蔬菜
做工程笔记检验作品的时候，我们不需要做的是（ ）
A. 对照要求检查作品
B. 记录哪里达标，哪里需要改进
C. 直接忽略不达标地方，不用记录
三、判断题，对打√，错打 ×
网格种植的时候，每个格子种多少棵菜，要看蔬菜长大之后植株的大小。（ ）
设计迷你菜园不用考虑阳光，随便摆放高矮蔬菜。（ ）
制作种植箱，可以优先选用安全环保的废旧材料。（ ）
检验作品之后，如果发现问题，我们要分析原因，想办法改进。（ ）
发布成果的时候，只展示成品就可以，不需要讲设计和改进过程。（ ）
四、简答题
说一说，工程师梅尔设计 “一米菜园”，解决了传统菜地哪两个缺点？
简单写一写，我们做 “迷你菜园” 工程挑战，实施计划阶段要做哪些事情？
参考答案
一、填空题
一米菜园；网格
建立模型
60；15
遮挡阳光
设计方案；检验作品
二、选择题
1.B 2.B 3.A 4.B 5.C
三、判断题
1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.×
四、简答题（参考）
1.①传统菜地走道会占用大量土地空间；②撒大把种子，出苗后拔掉幼苗，浪费种子还费工夫。
2. 把任务按顺序写清楚；确定每一步的材料、工具；分工安排好每个人的工作；规定每项任务完成时间，按照计划组装种植箱、铺土、播种、浇水、观察记录。
1 / 1小学科学苏教版（新教材）四年级上册
专项学习《像工程师那样》课堂逐字稿
（一）情境导入，激发兴趣（5 分钟）
同学们，在田地里种菜，人们一般是怎样种的？
如果只有一小块地方，比如家里的阳台，还能这样种菜吗？
走道会占去很多面积，撒一大把种子又浪费又费工夫。
有一位退休的土木工程师梅尔 巴塞洛缪也遇到了这样的问题，他动了脑筋，像工程师那样把小空间种菜重新规划了一下。今天我们就来学习 —— 像工程师那样。
（二）走近梅尔，认识 “一米菜园”（7 分钟）
同学们，梅尔发明了 “一米菜园”。它是一个简单的箱型框架，底部呈正方形，约一平方米，用木条分成九个小方格，每个小方格里种什么、种多少，都事先规划清楚。如果需要的菜更多，就再做几个种植箱。
那大家想一想，梅尔的 “一米菜园” 和我们平时的种法有什么不同？
没错，他先动脑筋规划，把有限的空间安排得既合理又高效。
所以大家要记住，像工程师那样，遇到问题不是直接动手，而是先想清楚再规划。
（三）理解 “建立模型”（5 分钟）
大家来看，每个小方格里种几棵植物，取决于不同植物成熟后的大小。可怎么才知道该种几棵呢？
梅尔想到了一个办法，他在纸质网格上摆放代表植物的标签，模拟植物成熟后的占地情况，观察高矮植物之间会不会遮挡阳光，通过移动标签调整布局，经过反复推算才定下规则。
那我们来总结一下，在工程设计中，我们经常用图画、符号或者模型来代替真实的东西，在纸上或电脑里算一算、摆一摆，还能不断修改，直到满意为止，这个过程就叫 “建立模型”。借助模型，我们能在动手建造之前先把方案试一试，及时发现问题、调整方案，从而设计出更合理的作品。
（四）明确任务，学习工程师工作流程（12 分钟）
同学们，现在我们来了解科技节 “迷你菜园” 工程挑战赛：请你在校园里或自家阳台上，设计并建造一个小型网格菜园，在有限的空间内实现产出的最大化。
接下来我们一起来读一读项目要求。首先是空间限制，种植箱箱底设计成正方形，边长不超过 60 厘米，深度不超过 15 厘米；
然后是产量目标，蔬菜不少于 3 种，其中绿叶菜至少 2 种，从播种后第 30 天起，连续 4 周内至少采收 8 次，累积产出净菜量不少于 300 克；
布局规划上，必须使用网格法分区，根据阳台光照方向安排高矮植物的位置，避免遮挡阳光，必要时可设计支架利用立体空间；
最后是材料要求，可直接播种，也可先育苗再移栽，选用安全、无污染的材料，在保证安全的前提下优先使用环保材料。
接下来，老师结合示意图给大家讲解工程师工作的六个环节，分别是：明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果。
我们先看明确问题，明确问题时，先要把任务和限制条件弄清楚，再用 “头脑风暴” 把要解决的问题都列出来，形成问题清单，比如 “要连续采收，是不是得分批播种”“哪些菜 30 天就能采收”“种植箱要分成几个网格”。
再来看设计方案，设计方案前，要围绕问题清单开展前期调研，收集确定方案所需的关键信息，在若干种方案中选择一种大家认可的，还可以像工程师那样先用模型摆一摆、试一试，发现问题及时调整，确定最优方案后再把它画成设计图。
然后是实施计划，实施计划时，先把要做的事情按顺序写清楚，再把每一步需要的材料、工具、负责人和完成时间标出来，让计划具体可执行。
接着是检验作品，检验作品时，对照任务要求和设计图，判断作品是否达标，检验不只是 “看看像不像”，还要记录信息并判断哪里达标、哪里需要改进及原因。
之后是改进完善，改进完善时，分析原因，想出改进办法，再进行检验。
最后是发布成果，发布成果时，把设计亮点和改进办法讲清楚，用数据或记录作证据，让别人看得懂、学得会。
现在请同学们小组讨论，围绕自家阳台或校园一角，用头脑风暴的方法列出要解决的问题，形成简单的问题清单。
（五）课堂练习，巩固提升（6 分钟）
好，我们现在来做课堂练习，先来看几道选择题，请同学来回答，并且说一说你的理由。
第一题，关于 “一米菜园” 说法正确的是哪个？
第二题，建立模型的好处是什么？
第三题，按 “迷你菜园” 产量要求，绿叶菜至少要有几种？
接下来我们完成判断题，请大家逐题判断，如果是错的，还要说一说错在哪里，怎么纠正。
第一题：网格种植时每个格子种多少棵菜，要看蔬菜长大之后植株的大小。
第二题：设计迷你菜园不用考虑阳光、随便摆放高矮蔬菜。
第三题：制作种植箱可以优先选用安全环保的废旧材料。
第四题：检验作品后如果发现问题，要分析原因、想办法改进。
第五题：发布成果时只展示成品、不需要讲设计和改进过程。
（六）课堂小结（3 分钟）
同学们，通过今天的学习，你有哪些收获？谁愿意来分享一下。
好，同学们说得都很不错。今天我们像工程师那样思考，知道了工程师解决问题要经历明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果六个环节，还学会了用模型先把方案试一试的方法。
今后遇到问题，我们也要像工程师那样先规划、再动手，用证据来检验自己的作品。
（七）作业布置（2 分钟）
课后，请选定自家阳台或校园一角，围绕 “迷你菜园” 项目，用头脑风暴列出要解决的问题，并初步画出网格菜园的设计草图。下节课我们将一起制定实施计划并动手制作。
好，今天的课就上到这里，下课。

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