資源簡介

Lesson 3 吃飯時間到
教學內容
小狗具有一定的學習模仿能力，在固定時間和地點進行行為訓練，就可以自主取食。設計簡單裝置，為小狗設計只需要輕松用爪子按一按就可以吃到食物的簡單便捷的自動喂食器，在此過程中去感悟設計的本質。“設計”是密切的發生在我們身邊的。這節課通過使用材料，在了解設計需要的基礎上，結合小狗的行為特點，搭建小狗可以自動取食的喂食器，探究性的設計實驗來讓學生真正的理解設計的本質是為造物制定預先的計劃。
教學目標
科學知識：小狗是具有一定的學習模仿能力，運用科學知識設計自動喂食器。
科學探究：探究已知自動喂食器的最好連接方式，結合小狗的特點，設計能讓小狗自主取食的喂食器。
科學應用：以自動喂食器的思想創造多種動物的喂食器。
跨學科內容：技術（T）：配置不同物質含量的營養基。
工程（E）：自動喂食器的結構搭建。
教學重點
了解小動物的可習得行為習慣，理解設計的本質是為造物制定預先的計劃。
教學難點
理解自動喂食器不同的結構，效果不同。
教學活動流程
解決問題所需材料：雪弗板套裝、雙腳釘、長雙腳釘、橡皮圈。
教學活動流程
一、引入（5min）
師：STEAM科學大課堂開始啦！
讓我們看一段爆眼球的視頻。
教師根據爆眼球視頻內容，引導學生展開討論。主題引入
師：同學們從視頻中我們看到了什么現象呢？（提示：小狗都表現的都很聽話，主人是用狗盤喂食的。）師：是的，這就是小狗可以學習的表現，如果老師給同學們一個小蟲子，小蟲子能聽得懂你說話嗎？（提示：是不可以的）
師：也有同學說主人在喂食的時候用的是狗盤，有同學可以給他建議一種更為便捷的喂食方法嗎？（提示：自動喂食器等）
實驗引入
師：通過以上的討論我們可以知道，小狗可以通過與人的交流，學習到一些新的行為。如果為小狗做一個自動喂食器首先考慮的問題是“小狗會不會使用”，很顯然要做的是需要簡單的操作就可以讓小狗吃到食物的器皿；接下來還需要我們考慮很多因素和可實現程度等問題才可以完成一個小狗的自動喂食器，并保證它可以使用。
師：同學們知道小狗能做的簡單的動作都有哪些嗎？（提示：作揖，兩條腿走路等）
師：是的，小狗會做這么多的動作，哪個動作可以讓它成為自動喂食器的開關？你想選擇哪個動作作為小狗取食的開關呢？（提示：搭手的動作，按壓的動作等）
師：按壓的動作是比較容易訓練的一個動作，假設用按壓的動作作為自動喂食器的開關，我們應該來怎樣設計自動喂食器呢？
今天，我們就一起來結合小狗的行為特點設計一個小狗的自動喂食器吧！
二、實驗過程（30min）認識材料
師：請取出袋子中的材料，看看它們如何幫助你解決實驗問題？
教師帶領學生從袋子里取出實驗材料，根據學生水平及實驗需要引導學生初步觀察并了解不同材料的特征及使用方法。
開始實驗
教師引導學生開展探究實驗。（注意：探究過程中，應以學生自主探究為主，如果學生遇到操作問題，教師可根據情況選擇為學生展示相應的手部操作視頻，幫助學生了解操作方法。）
1．提出設想，制作模型
師：同學們對于手中已經拿到的雪弗板套裝有什么設計性的想法嗎？你們認為怎樣拼裝才能實現自動喂食器的喂食功能？
師：首先需要一個可以儲存食物的容器，同學們自己想想這個容器需要有哪些特點呢？（提示：有食物的入口和出口，只有一個出入口等）
師：怎樣才能實現只有在按壓的時候食物才可以漏出來，不按壓時食物可以完好無損的儲存在容器內呢？你要如何使用素材？
師：現在我們來看一下實驗的（）看看老師們是怎樣來運用有限的材料完成自動喂食器的設計學生按照完成喂食器的組裝。
2、驗證推測，確定最優模型
師：請說一說你要如何安裝漏出食物的口呢？（提示：小口漏出的食物可以是適量的，大口漏出的食物的量會太大而不適合）并把你的結論記錄在實驗記錄單上。
師：安裝擋板并思考：按壓板的另一端為什么要安裝一個可以擋住它的隔板呢？如果不安裝會有什么影響？
師：在連接按壓板和儲存食物的容器時為什么使用橡皮圈？用繩子或者木棍連接是否也可以實現同樣的功能呢？（提示：橡皮圈可以發生形變，具有彈性形變特性。形變是指：物體發生的伸長、縮短、彎曲等變化，彈性形變指：當外力撤消后，物體能恢復原狀。）
3、設置實驗變量，收集數據
師：請用橡皮圈將按壓板與儲存食物容器側面的雙腳釘連接起來，觀察橡皮圈如何固定容器與按壓板才更合理？請將實驗結果標注在實驗記錄單上。
學生用橡皮圈嘗試將容器上不同位置的小孔和按壓板固定起來，并將確定的最優小孔繪制在實驗記錄單上。
4、分析數據，得出結論
師：現在同學們都已經了解設計自動喂食器的要點了，請將組裝好的喂食器使用自己的橡皮或者教室內的粉筆，進行測試，看是否使用順暢。
三、討論與分享（5min）
教師引導學生對以下問題展開討論，分享自己的觀點。
1．課堂上完成的自動喂食器有需要改進的地方嗎？
2．自動喂食器除了課堂上同學們設計和完成的樣式和功能，大家還有其他的設計想法嗎？
3．設計的是一個或者幾個小狗的自動喂食器，如果想要實現同時滿足上百上千只動物的自動喂食，同學們有相關的設計想法嗎？
四、實驗結論（2min）
師：通過這個實驗，請陳述一下你所看到的現象，并解釋這個實驗現象背后的科學原理。（教師可根據學生分享討論內容，結合以下信息做簡要總結。）
總結：
師：通過這節課的學習，我們不僅了解了一些動物是具有一定的學習模仿能力的，假如給予適當的訓練，就會形成固定的行為模式，動物的這種能力不僅僅給人類的馴養事業帶來了很大的理論支撐，并且也給我們帶來了歡樂。同時我們也學習了解決問題的方法，就是將自己的想法通過設計的思想使其合理化，并具有可實施性，可操作性，有意義性；本節課的實驗中利用橡皮圈彈性形變特性的設計很好的解決了自動喂食器的核心問題，使自動喂食器設計的成功得以實現。
（提示：教師可根據師訓視頻中的實驗總結部分，了解本次實驗的原理。）
五、拓展與遷移（2min）
教師可利用“科學大講堂”視頻，幫助學生拓展本節課相關知識。
師：科學大講堂中發生了哪些有意思的事情和有趣的實驗呢？讓我們一起去看看吧。播放科學大講堂視頻。
六、回顧與總結（1min）
教師請學生拿出活動單頁，引導學生完成自我反思與評價。
師：經過本節課的學習，你得到哪些收獲和成長？請將你本節課的實驗收獲和心得以及還需提高和優化的部分記錄在《回顧與總結》表中，并對自己本堂課在科學興趣、科學實踐、科學思維方面的成長給予評價。(共17張PPT)
吃飯時間到
1.同學們從視頻中我們看到了什么現象呢？
2.視頻中小狗的主人喂食用的是小狗專用盤，有同學可以給他建議一種更為便捷的喂食方法嗎？
如果為小狗做一個自動喂食器，首先考慮的問題就是“小狗會不會使用”，同學們知道小狗能學會的動作都有哪些嗎？
今天，我們就一起來設計一個符合小狗行為習慣的自動喂食器吧!
雪弗板套裝
長雙腳釘
雙腳釘
橡膠圈
1.設計自動喂食器
同學們對于雪弗板套裝有什么設計性的想法嗎？
你們認為怎樣拼裝才能實現自動喂食器的喂食功能？
2.思考并拼裝自動喂食器
仔細觀察老師是怎樣運用有限的材料完成自動喂器的設計？
2.思考并拼裝自動喂食器
為什么選擇小口為漏出食物的口而不選擇大口呢？并將實驗結果填寫在實驗記錄單上。
2.思考并拼裝自動喂食器
思考：按壓板的另一端為什么要安裝一個可以擋住它的隔板呢？
在連接按壓板和儲存食物的容器時為什么使用橡皮圈？
用繩子或者木棍連接是否也可以實現同樣的功能呢？
3.按壓板如何安裝更合理？
觀察橡皮圈如何固定容器與按壓板才更合理？請將實驗結果標注在實驗記錄單上。
4.測試自動喂食器的效果
請將組裝好的喂食器使用自己的橡皮或者教室內的粉筆，進行測試，看是否使用順暢，設計的自動喂食器是否達到了預想的功能？
1.課堂上完成的自動喂食器有需要改進的地方嗎？
2.自動喂食器除了課堂上同學們設計和完成的樣式和功能，大家還有其他的設計想法嗎？
3. 如果想要實現同時滿足上百上千只動物的自動喂食器，同學們有相關的設計想法嗎？
通過這節課的學習，我們了解了一些動物是具有一定的學習模仿能力的，假如給予適當的訓練，就會形成固定的行為模式，動物的這種能力不僅給人類的馴養事業帶來了很大的理論支撐，并且也給我們帶來了歡樂。同時我們也學習了解決問題的方法，將自己的想法通過設計的思想使其合理化，并具有可實施性，可操作性，有意義性；本節課的實驗中利用橡皮圈彈性形變特性的設計很好的解決了自動喂食器的核心問題，使自動喂食器設計的成功得以實現。
請你回顧本堂課的學習過程
用心記錄下自己的成長與收獲吧！

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