資源簡介

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蘇教版小學科學五年級上冊
第六單元《專項學習》大單元教學設計
跨學科概念 物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化
核心 概念 工程設計與物化
學習 內容 13.1工程需要定義和界定 13.2工程的關鍵是設計 13.3工程是設計方案物化的結果 內容 要求 ①定義簡單工程問題,包括材料、時間或成本等限制條件，提出驗收標準。②利用示意圖、影像、文字或實物等多種方式，闡明自己的創意，初步認識設計方案中各影響因素間的關系③基于有說服力的論證，認同或質疑某些設計方案，并初步判斷其可行性和合理性。④利用工具制作簡單的實物模型，根據實際反饋結果進行改進并展示。
學業 要求 1、能提出滿足一定限制條件的簡單工程問題，知道驗收標準，了解設計方案中各種因素間的關系。 2、能基于所學科學知識，應用創造性思維的基本方法提出多種設計方案，基于批判性思維評價并優化設計方案。 3、能制作實物模型，并基于證據改進實物模型的設計和制作。 4、樂于嘗試多種設計方案，初步具有質疑、創新的態度;知道技術與工程需要實事求是，能如實記錄相關信息和正確對待作品的缺陷。
單元 內容 本冊專項學習主要由兩部分組成。第一部分認識不同領域的工程師通力合作，才可能使一項工程圓滿完成。三年級認識了不同領域和類型的工程師，四年級總結了不同類型工程師的共同素養，本冊教材在此基礎上，通過列舉的方法，介紹隨著現代科學研究的分支越來越細，一個人掌握的知識、技能很難滿足一項工程的全部需要，因此就需要不同領域工程師的通力合作，體會合作的重要性。第二部分從學生了解的救災情境出發，將“定點投放物資”的情境帶入課堂，提出了“設計并制作一個降落傘，保護雞蛋平穩降落”的任務，通過明確問題、前期研究、設計方案、制作模型、測試改進，最終向同伴展示交流。像工程師一樣，經歷一個完整的工程活動過程。在明確問題環節，強調用簡潔明了的方式界定和分析任務；在前期研究環節，強調用做實驗的方法研究“降落傘下降的快慢與什么因素有關”；在制作模型環節，強調制作一個外觀、結構、功能方面和產品一致的等比例縮小的模型的意義；在測試改進環節，學會從材料的合理性、技術的可行性、產品的實用性等方面進行評估與思考。
單元 學情 依據學生的特點，全套教材共設置12個專項學習板塊，上冊均為指向 工程實踐的“像工程師那樣……”，下冊均為指向科學探究的“像科學家那 樣……”。兩大板塊各有側重，均從一年級至六年級螺旋上升，旨在讓學生經歷一次次豐富而完整的科學工程活動過程，提升科學工程素養，強化科學思維，獲得運用知識解決問題的能力，培養系統地、創造性地解決問題 的思維習慣。 “像工程師那樣……”，強調運用科學、數學和技術領域的概念來系統解決真 實情境中有意義的、復雜的問題，同時為高階思維的養成提供機會。這樣的學習可以使學生有機會綜合運用所學的各方面知識，體驗科學技術對個人生 活和社會發展的影響，使學生體會到“做”的成功與樂趣，養成通過“動手做”解決問題的習慣。 五年級學生初步接觸大腦、神經內部結構，前置課程學習和積累會對本課學習產生影響。 五年級學生有一定表達能力和邏輯素養，但是用思維導圖表達輸出會參差不齊，面向全體學生需要巧妙分組、協作。學生思維發散性不夠，暢享人工智能的發展前景會局限、集中在某些方面。 通過一、二、三、四年級下冊專項學習《像科學家那樣》的學習，學生已經掌握了科學探究的發現問題、尋找證據、分享交流等幾個步驟，學生的科學探究能力已經有了很大的提高，在此基礎上，進行本節課內容的學習，進一步促進學生科學探究能力螺旋式上升。
單元 目標 科學觀念： 了解技術是人們改造周圍環境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據科學原理設計和制造物品、解決技術應用的難題、創造豐富多彩的人工世界的一系列活動；了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。 科學思維： 1、能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事實的信息。 2、能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。 3、能基于所學的知識，采用不同的表述方式，如科學小論文、調查報告等方式，呈現探究的過程與結論；能基于證據質疑并評價別人的探究報告。 探究實踐： 1、動手動腦，選擇合適的材料，設計并制作出滿足需求的降落傘。 2、能夠明確工程任務，經歷工程實踐活動的過程，重點領會明確問題、前期研究、制作模型、測試改進四個環節的基本方法。 態度責任： 1、能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。 2、能接受別人的批評意見，反思、調整自己的探究；在進行多人合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。 3、了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發展。
單元 實施 序號 教學主題 課時安排 主要教學活動
1 像工程師那樣 3
課時教學設計
課題 像工程師那樣
學習內容分析 本課關于工程實踐專項學習的主題是“設計并制作一個降落傘，保護雞蛋平穩降落”。通過這樣一個任務，讓學生學會用簡單明了的方法界定出任務的具體要求和限制條件。在此基礎上，通過文獻檢索與探究實驗相結合的方式進行前期研究，探究傘面材料、傘面大小、傘面形狀、傘繩根數及長短與下降速度之間的關系。在此基礎上設計解決問題的方案。之后依據設計方案選擇合適的材料，制作等比例縮小的實物模型，并通過測試，從材料選擇的合理性、制作技術的可操作性、產品的實用性等方面進行分析，將測試得到的信息與任務要求進行對比，分析設計上為什么不足，以此改進完善自己的作品，最后以多種形式和同伴互相展示交流自己的作品。從工程實踐能力培養的角度來看，本冊著重指導四個主要環節——明確問題、前期研究、制作模型和測試改進，讓學生有針對性地經歷工程實踐活動的完整過程。
學情 分析 五年級學生初步接觸大腦、神經內部結構，前置課程學習和積累會對本課學習產生影響。 五年級學生有一定表達能力和邏輯素養，但是用思維導圖表達輸出會參差不齊，面向全體學生需要巧妙分組、協作。學生思維發散性不夠，暢享人工智能的發展前景會局限、集中在某些方面。 通過一、二、三、四年級下冊專項學習《像科學家那樣》的學習，學生已經掌握了科學探究的發現問題、尋找證據、分享交流等幾個步驟，學生的科學探究能力已經有了很大的提高，在此基礎上，進行本節課內容的學習，進一步促進學生科學探究能力螺旋式上升。
學習 目標 科學觀念： 了解技術是人們改造周圍環境的方法，是人類能力的延伸，工程是依據科學原理設計和制造物品、解決技術應用的難題、創造豐富多彩的人工世界的一系列活動；了解科學技術推動著人類社會的發展和文明進程。 科學思維： 1、能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方式獲取事實的信息。 2、能基于所學的知識，運用分析、比較、推理、概括等方法得出科學探究的結論，判斷結論與假設是否一致。 3、能基于所學的知識，采用不同的表述方式，如科學小論文、調查報告等方式，呈現探究的過程與結論；能基于證據質疑并評價別人的探究報告。 探究實踐： 1、動手動腦，選擇合適的材料，設計并制作出滿足需求的降落傘。 2、能夠明確工程任務，經歷工程實踐活動的過程，重點領會明確問題、前期研究、制作模型、測試改進四個環節的基本方法。 態度責任： 1、能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。 2、能接受別人的批評意見，反思、調整自己的探究；在進行多人合作時，愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。 3、了解人類的好奇和社會的需求是科學技術發展的動力，技術的發展和應用影響著社會發展。
學習 重點 在制作降落傘的完整過程中，領會明確問題、前期研究、制作模型和測試改進的基本方法。
學習 難點 測試的結果進行合理的分析與思考，進行改進的迭代過程。
學習 準備 教師材料：教學課件。 學生分組材料：傘面材料(棉布、厚塑料袋、薄塑料袋)、傘繩材料(棉線、麻繩)、編織好的網袋、熟雞蛋若干、秒表、直尺、剪刀、膠帶。
學習活動設計
學習 環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 2021年6月，我國成功發射了“神舟十二號”載人航天飛船，將三名航天員送進了太空，并且成功和“天和”空間站核心艙進行了對接，將首批航天員送入了我們中國自己的空間站。 空間站的建設需要不同領域的工程師通力合作才能圓滿完成。單靠一個人所掌握的知識、技能，很難滿足工程的全部需要。 計算機工程師：主要負責維持機器設備的正常工作，負責空間站與地面的穩定聯系，負責控制空間站的機械臂等。 材料工程師：尋找適合制造太空飛行器的各種材料，跟蹤研究這些材料處于外層空間時的表現和變化。 營養工程師：研究航天員在空間站生活所需要的食用方便、營養豐富而又美味的太空食品。 心理咨詢師：追蹤、干預宇航員在外層空間生活的心理活動，以及在他們回地面后提供及時的心理治療等。 現代科學研究的分支越來越細。除了不同領域之間的合作，同一個工作小組也需要合作。成員間的交流碰撞可以集思廣益，激發創意；組內形成的共識可以促使組員相互配合，主動地完成分內工作。 閱讀 通過列舉和閱讀，認識不同領域的工程師通力合作，才可能使一項工程圓滿完成。
講授新課 一、工程師是怎么進行工作的 基本流程： 明確問題——前期研究——制作模型——測試改進 1、明確問題 （1）注意 學會用簡單明了的方式界定出任務及具體要求。 （2）任務 設計并建造 一座橋梁。 （3）具體要求 ①要有 4千米的跨度； ②要承受一天2 0萬車次的車流量； ③造價適中…… 2、前期研究 （1）注意 ●根據不同的任務 選擇合適的方式獲取信息，如查閱書刊文獻、上網檢索、實驗研究、向有經驗的人咨詢等。 ●有時需要通過做探究實驗來理 解相關知識，檢驗他人方案的科學性。 （2）通過實地考察的方法，對建橋選址的土質層進行分析，以確定建造哪種結構的橋梁。 3、制作模型 （1）注意 ●根據實際需要，制作的模型可大可小；可以非常全面，也可以比較簡化。 ●有時會做一個與最終產品在外觀、結構、功能等方面完全一致的樣品，以便進行測試。 （2）要根據設計方案中橋的外觀、結構等，利用合適的材料制作一個等比例縮小的模型，以供測試。 （2）要根據設計方案中橋的外觀、結構等，利用合適的材料制作一個等比例縮小的模型，以供測試。 4、測試改進 （1）注意 ●面對測試得到的信息，要從材料選擇的合理性、制作技術的可操作性、產品的實用性等方面進行分析。 ●將測試得到的信息與任務要求進行對比，分析設計上有什么不足。 ●思考：為什么會是這樣的結果？還可以怎樣改進？然后制定改進方案。 （2）要對橋梁模型進行抗壓性測試，收集、分析數據，衡量設計方案是否符合建造要求。如果不符合，則需要修改設計方案。 二、了解降落傘 降落傘俗稱“保險傘”。在應急救援、空投物資等方面發揮著重要作用。 如何安全地將物資投放到指定地點，是有待解決的問題。 查閱資料，了解降落傘的形狀、 結構、作用、工作原理。 （1）工作原理 利用空氣阻力使人或物體減速從空中安全降落到地面。 （2）用途 ①應急救生 ②穩定作用 ③減速作用 ④回收作用 ⑤空降空投 ⑥航空運動 （3）種類 ①救生傘 ②傘兵傘 ③阻力傘 ④航彈傘 ⑤投物傘 ⑥回收傘 （4）結構 由傘面、傘繩和重物組成。 三、制作降落傘 1、任務 設計并制作一個降落傘，保護雞蛋平穩降落。 2、實驗材料 傘面材料（棉布、厚塑料袋、薄塑料袋 、傘繩材料 （棉線、麻繩）、編織好的網袋、 熟雞蛋若干、秒表、直尺、剪刀、膠帶 3、具體要求 　　 ①準備一枚約50克的熟雞蛋； 　　 ②把雞蛋直接裝在網袋里，掛到降落傘上； 　　 ③從三樓的高度降落到指定區域，蛋殼不破碎。 4、畫出設計圖 用文字標出各部分材料名稱、大小、數量等。如圖所示： 5、制作模型 ①把塑料袋剪成正方形，用筆在每個角附近截一個小孔。 ②取同樣長的四根細繩拴在小孔上。 ③將四根細繩攏在一起打個結，降落傘就做成了。 ④試著把裝有雞蛋的網籠牢固地綁在降落傘上。 6、展示交流 介紹自己作品制作所選用的材料，預設降落速度和安全性等。 7、評一評 評一評，哪個小組的降落傘在保證雞蛋不破碎、降落到指定區域的情況下，既美觀，又用材少， 并提出改進意見。 8、模型測試 從三樓的高度降落到指定區域，蛋殼不破碎。 【溫馨提示】 ①投放降落傘時，要注意雙手撐開傘面的兩端，輕輕松手，這樣有助于傘面在降落時完全打開。 ②可以先找一個雞蛋的替代物（如50克的橡皮泥）來試一試。 9、模型改進 如果雞蛋破碎了，回顧前期研究中的小實驗，改進方案后，再做一做、測一測。 四、探索影響降落傘降落速度的因素 1、設計方案 設計一個對比實驗，研究傘面材料、傘面大小、傘面形狀 、傘繩根數和長短等因素與下降速度之間的關系 ，完成實驗報告。 2、閱讀設計方案，降落傘下降的快慢與什么因素有關？ 預設： ·傘面材料 ·傘面大小 ·傘面形狀 ·傘繩根數 ·傘繩長短 ·重物重量 3、每個小組選擇一個改變因素（其他因素不變）完成實驗報告。 4、實驗測試 （1）分工：1人在三樓放降落傘，1人在樓下用秒表計時， 1人喊口令，1人記錄數據 （2）實驗記錄 （3）實驗結論 ①傘面大的下降慢； ②傘繩長的下降慢； ③懸掛物輕的下降慢； ④傘面透氣性差的下降慢。 五、課堂練習 1.下列形狀不適合做降落傘傘面的是（ ） A.長方形 B.圓形 C.平行四邊形 2.下列能使降落傘降落速度減慢的是（ ） A.其他條件相同，增大傘面面積 B.其他條件相同，減小傘面面積 C.其他條件相同，增大重物重量 3.降落傘下降的快慢與（ ）無關 A.傘面的大小 B.傘面的透氣性 C.傘面的顏色 閱讀，領悟 查閱資料 認識實驗材料 設計圖形 制作模型 展示交流 評議 測試 改進 設計方案 回答 填寫實驗報告 測試，記錄，得出結論 練習 了解工程師的一般工作過程，重點學習明確問題、前期研究、 制作模型、測試改進四個環節。 查閱資料，了解降落傘的形狀、 結構、作用、工作原理。 動手動腦，選擇合適的材料，設計并制作出滿足需求的降落傘，并向同伴展示交流。 知道影響降落傘降落速度的因素 完成達標測評
課堂小結 本節課，通過列舉和閱讀，認識不同領域的工程師通力合作，才可能使一項工程圓滿完成。了解工程師的一般工作過程，重點學習明確問題、前期研究、制作模型、測試改進四個環節。模仿工程師，設計并制作一個降落傘，保護雞蛋平穩降落，體會合作在完成一項工程項目中的重要意義。 總結課堂
板書 設計
作業與拓展學習設計 習題練一練 2、拓展：像工程師那樣，還可以完成什么任務，動手試試。
教學反思改進 通過本次課堂的設計和實施學生參與的熱情高漲，并且在小組合作活動中展現出了團隊合作的能力。本課注重學生的實際操作和經驗積累，通過親手制作降落傘學生更加深入地理解了工程師的工作內容和特點。在未來的教學中，可以結合更多的案例和實踐活動，打造更加拓展性和綜合性的學習體驗，培養學生的創新思維和問題解決能力。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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