專項(xiàng)學(xué)習(xí)像工程師那樣教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)蘇教版主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：專項(xiàng)學(xué)習(xí)——像工程師那樣設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：六年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日，星期一，第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

親愛(ài)的同學(xué)們，大家好！今天我們要一起走進(jìn)科學(xué)的殿堂，開(kāi)啟一場(chǎng)“像工程師那樣設(shè)計(jì)”的專項(xiàng)學(xué)習(xí)之旅。讓我們一起動(dòng)手動(dòng)腦，感受科學(xué)的魅力，激發(fā)創(chuàng)新思維！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)活動(dòng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。

2.增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)學(xué)生在設(shè)計(jì)和解決問(wèn)題時(shí)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維，提出獨(dú)特的解決方案。

3.提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，讓學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的步驟，學(xué)會(huì)將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.重點(diǎn)在于理解工程設(shè)計(jì)的步驟，包括需求分析、方案設(shè)計(jì)、原型制作和測(cè)試改進(jìn)。

2.重點(diǎn)在于運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

難點(diǎn)：

1.難點(diǎn)在于將抽象的科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為具體的工程設(shè)計(jì)方案。

2.難點(diǎn)在于面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，能夠提出創(chuàng)新性的解決方案。

解決辦法：

1.通過(guò)案例分析和小組討論，幫助學(xué)生理解工程設(shè)計(jì)的邏輯流程。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和實(shí)際操作，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法。

3.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，激發(fā)創(chuàng)新思維，并教授他們?nèi)绾卧u(píng)估和選擇最佳方案。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)器材（如杠桿、滑輪、齒輪等）、計(jì)算機(jī)、投影儀、白板

-課程平臺(tái)：學(xué)校科學(xué)教學(xué)平臺(tái)、在線實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)

-信息化資源：科學(xué)實(shí)驗(yàn)視頻、工程設(shè)計(jì)軟件教程、科學(xué)知識(shí)科普文章

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組合作、角色扮演、思維導(dǎo)圖教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：我會(huì)通過(guò)學(xué)校科學(xué)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括PPT和實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的初步概念。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：我會(huì)設(shè)計(jì)問(wèn)題如“什么是工程設(shè)計(jì)？它的基本步驟有哪些？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：我會(huì)通過(guò)平臺(tái)查看學(xué)生的提交情況，確保他們按時(shí)完成預(yù)習(xí)。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生將閱讀提供的資料，了解工程設(shè)計(jì)的定義和基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：學(xué)生將嘗試回答預(yù)習(xí)問(wèn)題，記錄下自己的理解和不理解的地方。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將完成的問(wèn)題答案和筆記提交至平臺(tái)。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：我會(huì)用一個(gè)簡(jiǎn)單的工程設(shè)計(jì)案例引入新課，比如介紹一個(gè)兒童滑梯的設(shè)計(jì)過(guò)程。

-講解知識(shí)點(diǎn)：我會(huì)詳細(xì)講解工程設(shè)計(jì)的步驟，如需求分析、方案設(shè)計(jì)等。

-組織課堂活動(dòng)：我會(huì)讓學(xué)生分組，每組設(shè)計(jì)一個(gè)小型的工程作品，如一個(gè)簡(jiǎn)易的橋梁或一個(gè)機(jī)械裝置。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽(tīng)講并思考：學(xué)生將認(rèn)真聽(tīng)講，并嘗試?yán)斫夤こ淘O(shè)計(jì)的各個(gè)步驟。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組活動(dòng)中，將應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)工程作品。

-提問(wèn)與討論：學(xué)生在活動(dòng)中遇到問(wèn)題時(shí)，將提問(wèn)并與其他同學(xué)討論解決方案。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：我會(huì)讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)更復(fù)雜的工程作品，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。

-提供拓展資源：我會(huì)推薦一些與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)籍和在線資源，如工程學(xué)網(wǎng)站和設(shè)計(jì)軟件教程。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生將根據(jù)作業(yè)要求完成設(shè)計(jì)報(bào)告，并嘗試使用設(shè)計(jì)軟件。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生將利用推薦的資源進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)：學(xué)生將對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行反思，總結(jié)自己的學(xué)習(xí)成果和不足。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：介紹工程設(shè)計(jì)的概念、原則和步驟，包括需求分析、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和測(cè)試評(píng)估。

-材料科學(xué)：探討不同材料的特性和應(yīng)用，如金屬、塑料、復(fù)合材料等，以及它們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中的作用。

-結(jié)構(gòu)力學(xué)：介紹力學(xué)原理在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，包括力、壓力、張力、彎曲和扭轉(zhuǎn)等基本概念。

-環(huán)境工程：探討工程設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的影響，以及如何在設(shè)計(jì)中考慮可持續(xù)性和環(huán)境保護(hù)。

-電氣工程：介紹電氣系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)原則和組件，如電源、電路、傳感器等。

2.拓展建議：

-工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀《工程設(shè)計(jì)原理》或《工程實(shí)踐手冊(cè)》等書(shū)籍，以深入了解工程設(shè)計(jì)的概念和步驟。

-提供在線課程或教程，如Coursera上的《工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新》課程，讓學(xué)生通過(guò)視頻學(xué)習(xí)。

-組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)氐墓こ探ㄔO(shè)項(xiàng)目，如橋梁、建筑或工廠，以直觀了解工程設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。

-材料科學(xué)：

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行材料實(shí)驗(yàn)，如測(cè)試不同材料的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性。

-推薦學(xué)生閱讀《材料科學(xué)與工程導(dǎo)論》等書(shū)籍，了解材料的分類(lèi)和特性。

-利用科學(xué)雜志或在線資源，如《材料科學(xué)進(jìn)展》，了解材料科學(xué)的最新研究進(jìn)展。

-結(jié)構(gòu)力學(xué)：

-讓學(xué)生通過(guò)在線模擬軟件，如SolidWorks或ANSYS，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

-推薦學(xué)生閱讀《結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)》等教材，學(xué)習(xí)力的傳遞和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

-組織學(xué)生參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，如橋梁設(shè)計(jì)競(jìng)賽，以實(shí)踐所學(xué)知識(shí)。

-環(huán)境工程：

-鼓勵(lì)學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)項(xiàng)目，如河流清潔或垃圾分類(lèi)，了解工程設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的影響。

-推薦學(xué)生閱讀《環(huán)境工程導(dǎo)論》等書(shū)籍，了解環(huán)境工程的基本概念和案例。

-組織學(xué)生參觀環(huán)保設(shè)施，如污水處理廠或風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，了解可持續(xù)發(fā)展的工程設(shè)計(jì)。

-電氣工程：

-讓學(xué)生動(dòng)手制作簡(jiǎn)單的電路，如LED燈電路或太陽(yáng)能充電器。

-推薦學(xué)生閱讀《電氣工程基礎(chǔ)》等教材，學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)和電氣元件。

-組織學(xué)生參加電子制作比賽，如Arduino或RaspberryPi項(xiàng)目，以實(shí)踐電氣工程知識(shí)。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

-題型：學(xué)生需根據(jù)課堂上的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

-內(nèi)容：描述實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒉襟E、觀察到的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析以及結(jié)論。

-舉例：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄扛軛U原理。

-實(shí)驗(yàn)步驟：搭建杠桿模型，測(cè)量不同力臂下的力矩，記錄數(shù)據(jù)。

-觀察現(xiàn)象：力矩與力臂長(zhǎng)度成正比。

-數(shù)據(jù)分析：計(jì)算不同力臂下的力矩。

-結(jié)論：杠桿原理在實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。

2.設(shè)計(jì)任務(wù)：

-題型：學(xué)生需根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工程作品。

-內(nèi)容：描述設(shè)計(jì)思路、材料選擇、制作過(guò)程和預(yù)期效果。

-舉例：

-設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的水車(chē)。

-設(shè)計(jì)思路：利用水的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

-材料選擇：木材、繩索、水桶等。

-制作過(guò)程：繪制設(shè)計(jì)圖，制作水車(chē)模型，進(jìn)行測(cè)試。

-預(yù)期效果：水車(chē)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。

3.應(yīng)用題：

-題型：學(xué)生需將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中。

-內(nèi)容：分析問(wèn)題，提出解決方案，并解釋方案的合理性。

-舉例：

-問(wèn)題：如何利用可再生能源為社區(qū)提供照明？

-解決方案：設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能板、電池和LED燈。

-解釋：太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳排放。

4.創(chuàng)新設(shè)計(jì)：

-題型：學(xué)生需發(fā)揮創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)一個(gè)具有創(chuàng)新性的工程作品。

-內(nèi)容：描述設(shè)計(jì)理念、功能特點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)和使用場(chǎng)景。

-舉例：

-設(shè)計(jì)理念：利用科技改善老年人生活質(zhì)量。

-功能特點(diǎn)：智能手環(huán)，具備心率監(jiān)測(cè)、跌倒報(bào)警、緊急呼叫等功能。

-創(chuàng)新點(diǎn)：結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的健康監(jiān)測(cè)。

-使用場(chǎng)景：適用于居家養(yǎng)老、社區(qū)養(yǎng)老等場(chǎng)景。

5.小組討論：

-題型：學(xué)生需分組討論，就某一工程問(wèn)題提出解決方案。

-內(nèi)容：小組內(nèi)分工合作，提出設(shè)計(jì)思路、材料選擇、制作方案和測(cè)試方法。

-舉例：

-問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)一個(gè)有效的垃圾分類(lèi)系統(tǒng)？

-設(shè)計(jì)思路：采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同垃圾分類(lèi)的自動(dòng)化處理。

-材料選擇：使用耐腐蝕、耐高溫的材料，如不銹鋼、玻璃等。

-制作方案：制作垃圾分類(lèi)箱，配備傳感器和控制系統(tǒng)。

-測(cè)試方法：模擬實(shí)際垃圾分類(lèi)場(chǎng)景，測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。板書(shū)設(shè)計(jì)①工程設(shè)計(jì)基本步驟

-需求分析

-概念設(shè)計(jì)

-詳細(xì)設(shè)計(jì)

-測(cè)試改進(jìn)

②材料科學(xué)與工程

-材料分類(lèi)：金屬、塑料、復(fù)合材料等

-材料特性：強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性、導(dǎo)電性等

-材料應(yīng)用：不同材料在工程設(shè)計(jì)中的選擇和應(yīng)用

③結(jié)構(gòu)力學(xué)原理

-力的概念：力、壓力、張力、彎曲、扭轉(zhuǎn)

-結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：力的傳遞、平衡、支撐

-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：梁、柱、板等基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理

④環(huán)境工程考慮

-可持續(xù)性：環(huán)保、節(jié)能、減排

-環(huán)境影響評(píng)估：污染、生態(tài)、資源

-環(huán)境工程設(shè)計(jì)：污水處理、垃圾處理、可再生能源等

⑤電氣工程基礎(chǔ)

-電路元件：電源、電路、傳感器等

-電路設(shè)計(jì)：串聯(lián)、并聯(lián)、電路分析

-電氣安全：絕緣、接地、防護(hù)措施教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的積極參與度較高，對(duì)于提出的問(wèn)題能夠主動(dòng)思考并回答。

-學(xué)生在小組討論中表現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠有效分工協(xié)作，共同完成任務(wù)。

2.小組討論成果展示：

-小組討論成果展示環(huán)節(jié)，各小組能夠清晰地展示自己的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

-學(xué)生在展示過(guò)程中，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

3.隨堂測(cè)試：

-隨堂測(cè)試包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題，旨在檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

-學(xué)生在測(cè)試中表現(xiàn)良好，對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握比較扎實(shí)。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)：

-學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整，步驟清晰，數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確。

-部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中展示了創(chuàng)新思維，如提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的建議。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，我將給予以下反饋：

-鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)保持積極參與的態(tài)度，勇于提問(wèn)和發(fā)表自己的觀點(diǎn)。

-對(duì)于小組討論，建議學(xué)生加強(qiáng)溝通與協(xié)作，提高團(tuán)隊(duì)解決問(wèn)題的能力。

-針對(duì)隨堂測(cè)試，我將指出學(xué)生在以下方面的不足：

-對(duì)于一些較為復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生需要加強(qiáng)理解和記憶。

-在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，部分學(xué)生未能充分展示自己的創(chuàng)新思維，建議在今后的學(xué)習(xí)中多思考、多實(shí)踐。

-對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，我將提出以下建議：

-在撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，注意邏輯性和條理性，確保報(bào)告內(nèi)容的清晰易懂。

-在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注重觀察和記錄，為實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供充分的數(shù)據(jù)支持。

-總體而言，學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度較好，但仍需在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

-加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高對(duì)復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的理解能力。

-注重創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中提出新想法、新方法。

-提高團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，學(xué)會(huì)與他人溝通交流，共同完成任務(wù)。教學(xué)反思今天這節(jié)課，我?guī)W(xué)生們一起探索了“像工程師那樣設(shè)計(jì)”的奇妙世界，回顧一下，我覺(jué)得有幾個(gè)方面值得反思。

首先，我覺(jué)得課堂氛圍的營(yíng)造挺關(guān)鍵的。我嘗試用故事和案例引入課題，看到學(xué)生們聽(tīng)得津津有味，我覺(jué)得這種教學(xué)方式挺有效的。不過(guò)，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生可能對(duì)某些案例不太感興趣，所以在今后的教學(xué)中，我可能會(huì)嘗試更多樣化的案例，確保每個(gè)學(xué)生都能找到自己的興趣點(diǎn)。

然后，小組討論環(huán)節(jié)讓我印象深刻。學(xué)生們?cè)谟懻撝懈魇慵阂?jiàn)，相互啟發(fā)，這種互動(dòng)讓我看到了他們的潛力和創(chuàng)造力。但是，我也注意到，有些學(xué)生在討論中比較沉默，可能是因?yàn)槿狈ψ孕呕蛘卟簧瞄L(zhǎng)表達(dá)。所以，我打算在下一節(jié)課中，設(shè)計(jì)一些小組合作的活動(dòng)，鼓勵(lì)那些不太愛(ài)說(shuō)話的學(xué)生也積極參與進(jìn)來(lái)。

說(shuō)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)谔岢黾僭O(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，有些地方還是不夠嚴(yán)謹(jǐn)。比如，有的小組在設(shè)計(jì)橋梁實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有考慮到材料的強(qiáng)度和重量分布。這讓我意識(shí)到，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和