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1、苏教版（2017秋）科学二年级上册专项学习像工程师那样公开课一等奖创新教学设计像工程师那样一一做一个风向标教学案例一、教材分析本册关于工程实践专项活动的主题是从前面的“今天天气怎么样”一课中拓展而来的，通过提出“需要做个什么来测风向”的任务，让学生明确自己要解决的问题，聚焦“风向标由哪几部分组成”“怎样才能灵活转动”等前期问题的研究，在此基础上设计解决问题的方案，在完成制作的过程中强调按图纸进行，强调小组合作，最后向同伴介绍作品并演示。从工程实践能力培养的角度来看，本册的活动是螺旋上升的第一阶段，抓住工程活动的三个主要环节一一明确问题、设计制作和展示分享，体验工程的核心在于设计。本活动主要由两
2、部分组成。第一部分，简介爱迪生改良灯丝的过程，说明工程师在制造产品的时候要不断地进行建模、测试和改进。正是有了这样的迭代过程，产品才能不断优化。第二部分，为了解决测量风向的问题，提出制作一个风向标的工程任务，通过前期探索、设计与制作，最终向同伴交流展示自己的作品，像工程师一样，经历“问题一一设计一一展示这样一个完整的工程活动过程，学做小小工程师。二、学情分析针对二年级学生，基于学生在一年级初步体会到工程实践活动的过程，掌握了一些基础方法的情况，本册的活动与一年级上册的活动相比，对学生进行工程实践的能力要求又有了进一步的提升。在明确问题环节上，强调了要根据实际需求确定产品。在设计制作环节，增加了
3、考虑选材和制作步骤，强调了根据设计图纸进行制作。在展示交流环节，增加了向同伴演示产品并互相进行评价的环节，逐步引入了迭代的工程思想。三、学习目标能动手动脑，选择合适的材料，设计出满足需求的风向标，并向同伴展示；继续在实践中经历工程活动的三个基本环节：明确问题、设计制作和展示分享，体验像工程师那样工作；通过设计制作风向标和阅读爱迪生的故事，进一步激发学生发明创造的愿望。四、重点与难点重点：设计并制作风向标。难点：找到并解决制作风向标时遇到的问题并进行改进。五、教学准备：教师材料：介绍“世界发明大王”爱迪生发明故事的图片和视频。学生分组材料：纸、笔、硬纸片、剪刀、胶带、大头针、吸管、铅笔等。六、教
4、学过程（一）生活中的科技产品1.很多科技产品给我们的生活带来了欢乐与便利，常见的有哪些，分别有什么作用？2.它们分别是什么？有什么作用？教师出示图片：电灯、录放音设备、电影放映机、白炽灯、留声机等。3.比较早的时候它们又是怎样的呢？白炽灯能亮13小时，留声机在录音后能马上播放，录放的部件只能用几次就没用了。有声电影能让观众一边看画面一边听声音，画面与声音同步率高。这三样发明都与一个人有关系，他是谁，有谁知道吗？4.发明它们的人是爱迪生。你听说过爱迪生吗？他是怎样的一个人？这些产品是怎样被发明出来的呢？我们通过视频来了解一下爱迪生。教师出示课件和视频，让学生了解爱迪生。【意图解析】引导学生从现实
5、中发现问题，引起学生的探究兴趣，使学生主动参与到问题探究中。（二）了解工程师及工作流程1 .像爱迪生这样人我们可以称他“工程师”。工程师是设计、发明、制造产品的人。2 .爱迪生在发明改进电灯时经历了怎样的过程？（教师出示课件和视频：首先爱迪生明确了一个问题，要设计一个灯泡柔和、便宜的电灯。然后他就进入了设计阶段，他画了电灯设计图，根据设计图制作了电灯模型后，进行调试。在他不断研究后，制造出了能亮45小时的电灯。但他并没有止步于此，仍继续研究改进，最终研究出了能亮1200多小时的电灯，并投入了生产，也在世博会上展示了自己的产品。）3 .电灯的发明给我们的生活带来了哪些便利？4 .工程师可真伟大，
6、你们有没有过像工程师那样的发明创造经历呢？5 .这节课我们就来模仿工程师设计一个作品。【意图解析】重点阅读爱迪生改良灯丝的过程，展示工程师研究问题的过程，说明工程师在制造产品的时候要不断地进行建模、测试和改进，正是有了这样的迭代过程，产品才能不断优化。通过提问启发学生思考，电灯的发明给我们的生活带来了哪些便利，让学生感受工程设计产品需要满足人们的需求。让学生体会工程师坚持不懈、锲而不舍的精神。（三）做一个风向标1.明确问题（1）这学期，我们学习了天气的相关知识，知道了可以通过天气预报了解当天的天气情况。其中有个关于风的内容。这里的“南风”指的是什么意思？教师出示课件，出示天气预报图片，复习旧知
7、。（2）生活中，我们会有想知道风向的时候。比如，航模比赛时需要随时知道风向，以便对模型进行调整。风是看不见的，怎样可以知道风向呢？你有什么方法吗？生活中的哪些物体可以用来测风向？教师出示课件，出示问题。（预设：学生可能会说树叶、纸条、布条、塑料袋等物体都可以用来测风向。）（3）可以做个什么样的装置来测风向？它要有什么特点？（直接指出风来的方向，且较为稳定）教师出示问题。（4）我们要做的装置怎样才能以比较稳定的方式测风向？现在小组讨论，进行记录。教师出示问题，引导学生进行探索。（5）今天我们的工程挑战任务是给航模比赛设计制作一个可以测风向的装置，一个风向标。教师出示课件，创设情境，出示航模比赛现
8、场图片，引导学生明确工程任务。（6）你们见过风向标吗？它们有什么特点？这些风向标是由哪几部分组成的？教师出示课件，出示风向标的图片，引导学生观察、描述风向标的特点和结构。（7）专业的风向标是由指针、支架、底座组成。哪一部分会指示风向？（指针）风向标的头部和尾翼有什么区别？（头部小尾翼大）另外两个组成部分的作用是什么？（支架用于支撑，底座用于固定）教师出示风向标的图片，图中标识了风向标的结构。（8）风向标的结构和各部分的作用对你有哪些启发？现在小组讨论，进行记录。教师引导学生探索构成风向标的各部分的重要性，并进行记录。（9）要使风向标的指针指示风向，我们应当怎么做呢？（让风向标的指针灵活转动）（
9、10）风向标的指针怎样才能灵活转动？小组讨论，进行记录。教师出示课件，引导学生提出问题，进行探索。【意图解析】为了让学生理解工程师的工作方法，需要让学生经历一个完整的工程实践过程，重点对三个环节进行指导：明确问题、设计制作、展示交流。首先要明确问题。教师先引导学生提出问题:需要做个什么来较为稳定地测风向？然后教师创设一个真实的生活情境，引导学生明确了工程任务一一给航模比赛制作一个可以测风向的装置，一个风向标。在真实情境下提出的任务会让学生更加投入。聚焦“风向标由哪几部分组成、“怎样才能灵活转动”等问题，让学生以小组讨论的形式进行前期探索，强调要根据实际需求确定产品。2.设计制作（1）我们可以模
10、仿专业的风向标，利用以下材料和工具做一个简易的风向标。这些材料和工具分别是纸、笔、硬纸片、剪刀、胶带、大头针、吸管、铅笔、橡皮泥等。我们根据刚才的研究，选择其中几个材料和工具进行设计、制作。它们可以做成风向标的哪些部分呢？教师出示这些材料和工具的图片，让学生认识、选择材料和工具。（2）请小组讨论，设计、制作一个风向标。在设计中需要做到：考虑所用材料和制作步骤等。（注意：考虑所用材料是否能满足任务要求。比如，技术上的难点在于“自如旋转”，教师可以采用“物品启发式”策略，给学生几种旋转自如的物品，如一年级学过的带轴套的小车、实验室的小磁针等，借助现有的物品进行启发迁移，引导学生选择合适的材料实现“
11、自如旋转把自己的想法画下来，和同伴进行讨论。（注意：风向标要有一个箭头的标志，风向标的头部和尾翼大小要不一样。）根据自己的图纸进行制作。（注意：制作之后进行测试。教室内可设置测试台，用风扇进行模拟测试，或者直接去室外测试。如果选择在室内测试，风源最好选择柜机空调的直排风，防止风的旋转。）【意图解析】教师引导学生认识材料、选择材料、考虑所用材料和制作步骤、画设计图，并在制作的过程中强调按图纸进行。在整个过程中强调小组合作，提升合作学习意识。 .展不交流（1）现在请各小组依次展示自己的作品。在展示中需要：展示设计图或作品。向别人介绍并演示自己的作品。对自己和别人的作品提出改进意见。（我们按什么标准
12、来评价别人的作品？风向标指针转动是否灵活、箭头是否能准确指示风向。）（2）接下来，你们要对风向标进行哪方面的改进呢？想要怎么做？（3）请同学们修改设计图，改进作品。（4）请同学再次展示交流产品。（5）你对自己的作品还有其他要求吗？我们还可以给风向标增加一些功能，比如风向标识。你们能做到吗？（6）请同学们继续修改设计、研究。（7）小组展示多功能风向标。【意图解析】向同伴演示产品并互相进行评价，然后改进设计,给作品增加功能，再次进行展示交流，逐步引入迭代的工程思想。“做个风向标”仅是专项学习的内容载体，重要的是让学生经历工程技术的全过程，对一些具体问题进行指导。切勿操之过急，影响活动的开放性。（四
13、）了解风向标的发展在中国最早的风向标有：相风飘帛：在风杆上系上布帛或长条旗用来测定风向，当时主要用于农事或战争铜凤凰”和“相风铜鸟”，是我国已知最早的观测风向的仪器，也是世界上最早的风向仪。现在的专业风向标功能更多，也更精确。【意图解析】介绍风向标的发展历史，拓展学生的知识面。（五）总结全课1 .我们学着像工程师那样工作，经历了哪三个过程？每个过程中有哪些步骤？2 .这次设计、制作风向标，你有什么感受？【意图解析】教师引导学生总结全课，巩固所学知识，回顾与梳理整节课的工程实践过程，加深学生对工程实践过程的认识。七、板书设计像工程师那样一一做一个风向标（课题）明确问题（确定工程任务、前期探索）设计制作（认识、选择材料和工具、考虑所用材料和制作步骤、画设计图、依图制作）展示交流（分组展示、改进设计、增加功能、再次展示）
