資源簡介

單元概覽
單元名稱： 設計制作小臺燈
單元主題： 電給我們帶來了光明，讓我們不懼黑暗，可是如果停電了，我們如何照明？讓我們一起設計制作小臺燈吧。
單元設計確立依據 【核心概念】 13.工程設計與物化 【學習內容與要求】 3—4年級： 13.2工程的關鍵是設計。 ②借助表格、草圖、實物模型、戲劇或故事等方式說明自己的設計思路。 ③根據需求和限制條件，比較多種可能的解決方案，并初步判斷其合理性。 13.3工程是設計方案物化的結果。 ④利用常用工具，對常見材料進行簡單加工處理。 ⑤知道制作過程遵循一定的順序，制作簡單的實物模型；嘗試發現實物模型的不足，改進并展示。 7—9年級： 13.3工程是設計方案物化的結果。 ④知道工程需要經歷明確問題、設計方案、實施計劃、檢驗作品、改進完善、發布成果等過程。 【學業要求】 能提出滿足一定限制條件白的簡單設計問題和多種設計方案。 能用多種方式說明設計思路路，選擇適當的方案。 能完成實物模型制作，發現現實物模型的不足并進行改進。 具有技術與工程方面的操價年興趣，愿意動手嘗試。
【單元內容】 本單元是四年級下冊第七單元《設計制作小臺燈》，以小臺燈的設計、制作為主線，設置了《設計小臺燈》《制作小臺燈》《太陽能小臺燈》3 課。 《設計小臺燈》引導學生研究生活中臺燈的結構和功能，設計滿足停電時照明需求的小臺燈,并能根據制作成本選擇材料。《制作小臺燈》引導學生在制作中和完成后對小臺燈進行檢測和調試。這兩課讓學生經歷了工程設計的一般過程：明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等。《太陽能小臺燈》引導學生針對“用太陽能電池做電源”的制作任務，按照工程設計的基本步驟來設計具有太陽能供電裝置的小臺燈，并完成制作任務。這既是對前兩課的拓展創新，又是對工程設計一般過程的進一步體驗。 單元結構圖
【學情分析】 知識基礎：四年級的學生有一定的生活經驗，對科學充滿好奇心，經過三年的科學學習，具備了一定的科學探究能力，求知欲和探究欲都比較強烈。 思維活躍，喜歡提問，具備一定的動手能力。 年齡特點：四年級學生思維活躍，樂于動手，動手能力較強，并且有一定的科學探究意識，具備一定的科學實踐能力。 潛在困難：由于年齡特點和認知水平，四年級學生深入探究的能力需要進一步提高，缺少科學探究的耐心，沒有形成比較規范化的科學實踐能力。
單元目標 科學觀念： 1.認識小臺燈及各部分的結構與功能，初步建立結構和功能相適應的聯系。 2.會利用基本電路元件，設計并動手制作完成小臺燈以及太陽能小臺燈。 科學思維： 通過分析、比較提供的材料和工具，利用發散思維、重組思維等，提出多種結構模型并交流。 探究實踐： 1.在教師的引導下，能從對臺燈及各部分的觀察、比較中提出感興趣的問題。 2在教師的指導下，能通過口述、圖示等方式表達自己的設計與想法，并完成任務。 3.在教師的引導下，能對自己和他人的作品提出改進建議。 態度責任： 1.能在好奇心的驅使下，對臺燈及周圍科技產品表現出探究興趣。 2.能如實講述事實，當發現事實與自己原有的想法不同時，能尊重事實，養成用事實說話的意識。 3.愿意傾聽、樂意與他人分享信息，養成團隊合作的意識。 4.了解電燈給人類生活帶來的便利，了解人們利用太陽能能讓生活環境得到改善，養成保護自然、保護環境的意識。
單元評價任務： 1.在老師的指導下，小組合作，認識小臺燈各部分的結構與功能，設計出方案，畫出設計圖，并提出改進建議； 2.在老師的指導下，會利用小刀、絕緣膠等工具連接小臺燈的電路，完成制作，知道工程設計的基本步驟。 3.在老師的指導下，按照設計的步驟，利用太陽能板、LED燈等材料制作太陽能小臺燈，并改進。
第七單元第1課時教學設計
課題名稱 23.《設計小臺燈》
課題目標 科學觀念：認識臺燈各部分的結構與功能，初步建立結構與功能的聯系。 科學思維：在教師的引導下，通過分析、比較等方法，利用發散思維等提出多種模型并交流。 探究實踐：能從對小臺燈各部分的觀察、比較中提出感興趣的問題；能設計出小臺燈的設計方案并畫出簡單的設計圖；能對自己和他人設計的想法、草圖、模型等提出改進建議，并說明理由。 態度責任：能在好奇心的驅使下，對小臺燈的設計和改進表現出探究興趣；了解小臺燈等科技產品給人類生活帶來的便利。
評價任務 1.在老師的指導下，創設情境，停電后用什么照明，提出設計需求。 2.小組合作，在老師的指導下，明確問題，做個什么樣的小臺燈能滿足需求。 3.小組合作，在老師的指導下，設計出方案，交流并改進方案，確定出方案。 4.小組合作，在教師的引導下，通過分析、比較材料，選出合適的材料。
材料準備 課本、PPT、小臺燈、燈泡、支架、燈罩、底座等
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 評價標準 設計意圖
（一）導入新課，提出需求 評價任務一：在老師的指導下，創設情境，停電后用什么照明，提出設計需求。 導入新課 創設情境，教師提出問題:同學們，學習時，突然停電了，用什么來照明？ 教師:這節課，我們就一起來設計一個小臺燈。 學生發表想法：手電筒、小臺燈等 學生能夠積極發表想法。★ ★★ 老師的引導下，學生能夠積極發表想法。★★ 學生不能夠積極發表想法。★ 通過創設情境，提出設計的需求，激發學生探究的興趣。
（二）明確問題 評價任務二：小組合作，在老師的指導下，明確問題，做個什么樣的小臺燈能滿足需求。 教師提問:同學們，想設計一個小臺燈,首先要干什么 教師引導學生認識和了解小臺燈。 教師出示臺燈,對臺燈進行介紹,引導學生重點介紹各部分的名稱和功能。 教師小結：雖然臺燈樣子各有區別,但結構和功能都差不多。你們想設計一個什么樣的 怎樣才能使這個小臺燈既便于移動,又可以在停電時應急照明 學生回答。 學生觀察臺燈，說出各部分的名稱和功能。 學生能夠說出各部分的名稱與結構。★★★ 老師的引導下，學生能夠說出各部分的名稱與結構。★★ 學生不能夠說出各部分的名稱與結構。★ 教師引導學生意識到:要設計一個作品,就要先對這個作品的結構和功能進行了解；教師給予學生創造的空間,讓學生自己提出想設計什么樣的臺燈,提高學生的學習興趣。
（三）確定方案 評價任務三：小組合作，在老師的指導下，設計出方案，交流并改進方案，確定出方案。 分組討論,設計方案。 教師提問:同學們想設計、制作一個什么樣的小臺燈呢 請同學們以小組為單位討論方案。師巡視指導。 教師問：老師發現每個小組都有了自己的想法,哪個小組介紹一下你們的設計方案 分組畫設計圖。 教師問:當我們的一些想法不好用語言表達時,可以用什么方式呈現出來呢 那就請大家把你們的想法畫成設計圖吧。畫圖時,請考慮如下問題:這個小臺燈的電路是什么樣的 小臺燈外觀是什么樣的 小臺燈各部分元件分別放在什么位置 （師巡視指導,進行交流。) 教師提問：哪個小組愿意把自己的設計圖展示一下 請在展示時對其進行簡單說明。 教師小結：同學們的想法很有用。請大家根據自己的需要和其他人提出的意見修改方案吧。 學生分組討論 學生匯報與交流設計方案。 學生回答:可以畫圖。 學生分組畫圖。 學生匯報交流。 學生通過討論交流設計出方案。★★★ 老師的指導下，學生通過討論交流設計出方案。★★ 學生通過討論交流不能設計出方案。★ 學生能夠完整的說出小組設計的方案。★★★ 老師的引導下，學生能夠完整的說出小組設計的方案。★★ 學生不能夠完整的說出小組設計的方案。★ 學生能夠畫出設計圖。★★★ 老師的引導下，學生能夠畫出設計圖。★★ 學生不能夠畫出設計圖。★ 引導學生按照設計的基本步驟設計小臺燈,畫出電路圖,并對自己或他人設 的想法、草圖、模型等提出改進建議和理由。
（四）準備材料 評價任務四：小組合作，在教師的引導下，通過分析、比較材料，選出合適的材料。 請同學們根據自己的設計方案,選擇什么樣的制作材料更合適呢 請同學們以小組為單位思考:小臺燈各部分用哪些材料更合適 怎樣降他低制作成本 請同學們結合調查完成制作材料表。(師巡視) 功能制作材料價格
請同學們依照自己小組制訂的成本表準備材料,以備下節課制作小臺燈時使用。 學生以小組為單位討論。 學生完成成本表。 學生完成制作材料表。★★★ 老師的指導下，學生完成制作材料表。★★ 學生不能完成制作材料表。★ 引導學生了解各部分選用的材料的優、缺點及價格,幫助學生養成正確的價值現和節儉習慣。
板書設計 設計小臺燈 需求 問題 方案 材料
教學反思
第七單元第2課時教學設計
課題名稱 24.制作小臺燈
課題目標 科學觀念： 知道連接小臺燈電路的方法，知道工程設計的基本步驟包括明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等。 科學思維： 在教師引導下，能說出連接小臺燈電路的方法，利用工具完成小臺燈的制作。 探究實踐： 在教師引導下，小組合作，會使用小刀、絕緣膠帶等材料和工具，動手制作完成小臺燈。 態度責任： 了解制作工具給人類帶來的便利，知道人類可以利用工具和科技產品讓生活環境得到改善。
評價任務 評價任務一 回顧設計方案，思考制作時需要的工具及注意事項。 評價任務二 小組合作討論，說一說制作小臺燈的步驟。 評價任務三 依據圖紙及步驟動手制作小臺燈，按照一定的步驟檢測與調試，從美觀或功能等方面改進與完善小臺燈。 評價任務四 分享制作經驗，展示并介紹自己的作品。
材料準備 紙杯、圓柱紙盒、小鐵盒、易拉罐、LED燈等相關制作材料。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 評價標準 設計意圖
一、問題與需求 評價任務一：回顧設計方案，思考制作時需要的工具及注意事項。 上節課同學們通過努力確定了自己的設計方案，今天我們來制作小臺燈。(教師板書:制作小臺燈）接下來先請同學們對照自己的設計圖，回顧一下自己的設計方案。 教師提出問題:思考一下需要用到什么工具 教師引導學生認識工具，認識使用方法和安全注意事項。 讓我們一起動手做一個小臺燈吧! 學生回顧設計方案，說出工具如何使用，該注意什么。 1.學生能正確說出工具如何使用以及注意事項。 學生能簡要說出工具如何使用以及注意事項。 3.學生不能說出工具如何使用以及注意事項。 通過問題引導，思考制作時需要的工具，將設計付諸實施。
二、設 計與制作 評價任務二：小組合作討論，說一說制作小臺燈的步驟。 整理工具和材料。 教師引導學生了解在動手制作前先要將工具和材料分類擺放整齊。 教師:同學們，大家覺得我們應該將臺燈的制作分為幾步 教師引導學生確定制作步驟。 第一步:連接支架和燈罩。 第二步:導線連接LED燈泡。 第三步:導線穿過支架教師示范后學生動手操作。 第四步:支架、開關和底座連接。教師先說制作方法，再讓學生制作。 第五步:按電路圖連接電路。 評價任務三：依據圖紙及步驟動手制作小臺燈，按照一定的步驟檢測與調試，從美觀或功能等方面改進與完善小臺燈。 1.制作小臺燈。 教師:現在我們就按照我們的步驟來進行制作。同學們可以互相幫忙，互相提醒,共同完成作品。 教師重點指導學生紙杯鉆孔的方法:先用小刀劃個十字，再用鉛筆鉆出圓孔。 2.檢測與調試小臺燈。 教師:請同學們合上開關,看看自己的臺燈亮不亮 教師:大部分小組的臺燈能亮起來。這個小組的臺燈為什么亮不起來呢 你們覺得原因可能是什么 教師引導學生找出問題，在找問題的過程中認識連接電路中可能存在的一般問題。 教師:正如大家所說，如果不能將導線連接處密封，很容易導致短路或其他問題，下面請大家將沒有封閉的導線連接處用絕緣膠帶密封。 教師引導學生對臺燈的安放和燈罩的方向進行調整，完成對臺燈的檢測和調試。 3.改進和完善小臺燈。 教師:同學們在自己努力下，使自己的臺燈亮了起來。下面就請大家實現自己的想法，進一步完善自己的小臺燈吧! 教師引導學生對小臺燈進行進一步的完善。 教師提問:同學們經過這兩節課的設計、制作，都經歷了明確問題、確定方案、設計制作、改進完善等步驟，這就是工程設計的基本步驟。 學生觀察材料，養成桌面整潔有序的好習慣并說一說制作步驟。 學生以小組為單位按照圖紙及步驟動手制作小臺燈。 學生按一定的步驟對自己的小臺燈進行檢測和調試。 學生對小臺燈的外觀和功能進行改進和完善。 1.學生能準確說出制作步驟。 2.學生能簡要說出制作步驟。 3.學生不能說出制作步驟。 1.小組間分工明確，所以成員熱情參與。 2.小組間能較好的分工合作。 小組間能夠合作。 培養學生的動手能力及能在制作完成后及時進行檢測和調試的習慣。
三、拓展與創新 評價任務四：分享制作經驗，展示并介紹自己的作品。 同學們，你們自己的想法實現了嗎 誰想給大家展示一下 教師引領學生展示自己的創意設計，并從外觀和功能上進行分類。 教師總結:同學們，老師為你們的想法點贊。希望同學們可以在以后的學習過程中繼續進行設計和制作更多的作品，對已有的物品進行創新或創意改進。 學生展示并介紹自己的作品。 能從外觀和功能方面展示并介紹作品。 能簡單展示并介紹作品。 3.不能展示和介紹作品。 引導學生發散思維，從實用性、外觀等方面對小臺燈進行改進和提升。
板書設計 制作小臺燈 明確問題 確定方案 設計制作 改進完善
教學反思
第七單元第3課時教學設計
課題名稱 《25.太陽能小臺燈》
課題目標 科學觀念：知道太陽能電池板的結構和功能;知道太陽能小臺燈是能源技術產品。 科學思維：能按照設計的基本步驟,利用太陽能板、LED 燈等材料完成太陽能小臺燈的制作任務;能在確定太陽能小臺燈設計方案的過程中傾聽他人意見,并能對自己和他人的作品提出改進建議。 探究實踐：.能在好奇心的驅使下,樂于嘗試運用多種材料、多種思路、多樣方法完成太陽能小臺燈的科學探究。 態度責任：體會創新的樂趣，了解太陽能技術產品可以讓人類的生活環境得到改善。
評價任務 1.結合生活經驗，在老師的指導下，了解太陽能的工作原理。 2.小組合作，在老師的指導下，根據學過的知識，設計太陽能小臺燈。 3.認識材料，根據方案，小組合作，制作太陽能小臺燈，并借鑒經驗再次改進。 4.學生發言交流生活中見過的能源技術產品，交流本節課的收貨。
材料準備 課本、PPT、組裝太陽能臺燈材料
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 評價標準 設計意圖
（一）導入新課 導入新課： 播放一段汽車擺件——太陽花在陽光下擺動的視頻。 教師提問：你能提出哪些問題。 學生積極思考，并提問。 通過提問，激發學生學習的興趣，并為上科學課做好準備。
評價任務一：1.結合生活經驗，在老師的指導下，了解太陽能的工作原理。 教師提問：同學們都提到一個共同的的問題：為什么太陽花能在陽光下擺動？數一說你的看法。 教師總結:太陽能發電是一種新興的可再生能源,具有普遍、無害、巨大長久的優點。太陽能電池板就是通過吸收陽光,把太陽能轉化為電能，為太陽花提供能量，在陽光下擺動起來。 教師展示太陽能技術產品：像太陽花這樣利用太陽能電池板把太陽能轉換為電能的產品都是太陽能的產品，它們用起來既方便又環保。 你還知道哪些那些太陽能產品，交流一下。 學生結合生活經驗，所學知識，積極回答。 學生結合生活經驗思考見過的太陽能技術產品，并發言。 學生能夠大膽、正確猜想太陽能花朵的原理。★★★ 學生能夠、積極、大膽猜想太陽能花朵的原理。★★ 隨意猜想太陽能花朵的原理。★ 以問題為導向讓學生在猜測中產生探究太陽能小臺燈的興趣。
（二）探究與實踐。 評價任務二：小組合作，在老師的指導下，根據學過的知識，設計太陽能小臺燈。 教師提出問題: :同學們善于思考。那么,大家的能不能以太陽能作為電源，制作制作一盞太陽能小臺燈，讓臺燈亮起來，以小組為單位交流一下。 小組代表分享設計方案。 教師總結：同學們的想法真棒，老師根據大家的想法把建議的電路圖畫出來。（教師板書，畫出小臺燈的電路圖。） 學生充分交流。 學生根據老師的電路圖，再次復習一條完整電路包含的部分。 小組內分工明確，所有成員積極熱情參與。★★★ 組內成員都能參與探究活動。★★ 組內成員參與度不高。★ 小組代表能夠使用太陽能作為電源，清晰、明確表述電路圖元件，形成完整電路。★★★ 清晰、完整表述電路圖元件。★★ 電路圖表述還需完善。★ 通過對太陽能小臺燈的設計，復習已有知識，培養學生的探究應用能力。
評級任務三：.認識材料，根據方案，小組合作，制作太陽能小臺燈，并借鑒經驗再次改進。 （1）認識材料 要想把我們的設想變成實物，我們還得借助一些材料，先來看看老師給你們準備了哪些材料。 教師展示材料：燈座、接線器、按壓開關、燈、紅色導線、太陽能燈底板、太陽能電池板、單頭導線組、雙面膠。 提出問題：哪位同學認識實驗盒里老師準備的這些材料呢？引導學生以小組為單位討論材料的作用。 小組代表班內交流材料作用。 教師通過課件展示總結： 太陽能電池板是太陽能小臺燈的重要組成部分，它是小臺燈的電源；燈座能夠讓小燈泡直立起來起到固定的作用；按壓開關可以隨時切斷小燈泡和電源之間的線路，開關小臺燈；導線和單頭導線組起到的是串聯線路的作用；太陽能燈底板是小臺燈的底座，所有材料都固定在上面；雙面膠用來固定連接的各個部件。 （2）制作小臺燈 提出問題：同學們，讓我們行動起來，一起來驗證吧。要想點亮小臺燈，我們需要把這些材料連接在一起，那怎樣才能把這些材料又快又準確的連接？ 學生討論。 教師總結：這位同學說得非常詳細，我們可以對照電路圖按順序用導線把各部分連接起來，各部分連接好后用雙面膠把各部分固定好。 小組合作，制作太陽能小臺燈 教師要不斷地巡視，及時給學生的操作以規范和提示。 展示展示與改進 教師指導：學生借鑒成功小組的經驗進行再次組裝，師巡回指導，使每一小組都能成功制作太陽能小臺燈。 學生認真觀察材料，知道每樣材料的作用。 小組合作，制作太陽能小臺燈。 學生聽取其他小組的展示，正確評價自己的制作或者修改自己的制作。 小組成員清楚知道各部分材料的作用，并順利使用。★★★ 知道各部分材料的作用，在老師的幫助下使用。★★ 基本知道各部分材料的作用★ 所有成員分工明確，積極熱情參與快速組裝小臺燈。★★★ 能夠組裝小臺燈。★★ 組裝小臺燈的過程中需要他人的幫助。★ 小組成員認真聽取他人的發言，知道不足與優勢。★★★ 能夠知道自己小組組裝的小臺燈的缺點。★★ 沒有發現不足或者優勢。★ 通過實驗操作,提高學生動手操作能力:小組分工合作,互相學習、互相借鑒,培養學生團隊協作能力。
（三）反思與評價 評價任務四：學生發言交流生活中見過的能源技術產品，交流本節課的收貨。 教師引導學生交流:今天我們運用太陽能轉化為電能的原理制作了一盞太陽能小臺燈，太陽能小臺燈屬于能源技術產品，能源技術產品指的是對太陽能、核能等進行利用開發的產品，太陽能小臺燈利用的是太陽能技術。 教師總結：看一下得星情況，說一說這一節的收貨。 學生發言交流生活中見過的能源技術產品。 小組合作，交流小組表現及每位同學的收貨。 學生能夠說出天陽能小臺燈的所需材料，并清楚知曉制作步驟，知道什么是能源技術產品。★★★ 學生能夠說出天陽能小臺燈的所需材料，并清楚知曉制作步驟。★★ 學生能夠談點收貨。★ 知道什么是能源技術產品,整理這一節課堂的收貨。
（四）拓展活動 教師布置作業: 你還知道哪些能源技術產品？整理在《學學生活動手冊》上，并與同學們互相交流、分享。 學生完成作業 學生深人了解更多的能源技術產品,感受科技產品對人類生活的改變和促進作用。
板書設計 25.太陽能小臺燈 設計 制作 展示 能源技術產品
教學反思
單元知識體系思維導圖

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