《房屋照明电路》教学设计

小学科学教学设计PAGEPAGE3教学基本信息单元（或主题）名称房屋照明电路学科小学科学学段中段年级四其他相关领域或学科技术与工程主要教材教学设计参与人员姓名单位联系方式单元指导思想与理论依据指导思想：《义务教育科学课程标准》中指出：工程活动的本质是创造人工实体，设计和物化是其中的重要环节。教师要创设真实情境，引导学生在解决问题的过程中感受处理工程问题的规范性、解决方案的多样性，以及根据反馈迭代改进作品的必要性。本单元从安装房屋照明电路到改进房屋照明电路，学生经历设计和物化的过程。在模仿工程师工作的过程中，明确处理工程问题的规范和流程，在改进作品的过程中，感受根据反馈迭代的必要性。在完成任务的过程中，培养学生的工程实践能力和创新能力。理论依据：角色扮演理论认为：个人正是通过扮演他人角色即角色扮演，来获得运用和解释有意义的姿态的能力，从而来了解社会上的各种行为习惯和规范，最终实现自我的社会化。本单元，学生正是通过扮演工程师的角色，经历工程各个阶段，像工程师一样设计并安装，从而理解工程实践活动的特点及规范性。单元教学背景分析一、教学内容分析及课时分配（一）本单元主要实现的学科核心概念是“13.工程设计与物化”。（二）这一核心概念统领下，本单元学生要学习的内容与要求如下：13.1工程需要定义和界定3〜4年级：描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件。13.2工程的关键是设计3〜4年级：借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路。根据需求和限制条件，比较多种可能的解决方案，并初步判断其合理性。13.3工程是设计方案物化的结果3〜4年级：利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理。知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。（三）针对这本单元内容学业要求中指出：学生要能提出满足一定限制条件的简单设计问题和多种设计方案。能用多种方式说明设计思路，选择适当的方案。能完成实物模型制作，发现实物模型的不足并进行改进。具有技术与工程方面的操作兴趣，愿意动手尝试。（四）学业质量描述：掌握常见工具的使用方法，利用所学科学原理，通过构思、设计、实施、检验等过程，考虑多种因素，完成简单的工程任务；能发现所制作模型的问题，并进行适当的改进。（五）本单元在教材中的位置：梳理湘科版小学科学各册涉及的技术与工程领域内容。教材安排的学习内容呈现由易——难，由简单——复杂的进阶发展顺序。本单元《房屋照明电路》，涉及电路系统的安装与调试。相比以往的制作活动，更为复杂，从安装工序到科学原理的应用对学生都有了更高的要求。是从平面设计尺子扇子等活动后，进阶到设计复杂的起重机与桥过程中，发展学生空间想象力，提高动手能力以及规范工程实践流程的阶段。（六）单元课时分配及每课时主要教学内容介绍本单元将分为两课时教学，第一课时《安装房屋照明电路》学生在认识工程师安装房屋照明电路基本流程的基础上，模仿工程师参与工程实践活动：明确需求，利用学习过的简单电路知识，设计并绘制布线图，选择合适的材料和工具，按照设计图，小组合作完成房屋照明电路的安装工程，测试并听取评价，思考改进措施。第二课时，《改进房屋照明电路》在上一节课安装测试后，依据验收标准和需求方的评价，提出可行的改进措施，并实施改进；尝试把几个不同功能的房间粘接在一起，安装组合房屋照明电路，最后进行展示总结。二、学生情况分析经过前一单元的学习，学生已经知道了构成简单电路的必要元件并能说明形成电路的条件，同时会连接简单的串联和并联电路，并会用电路符号绘制简单的平面电路图，知道常见的导体和绝缘体有哪些。通过前面同类型课的学习，学生已经对工程实践课程的流程有了一定的认识。但在本单元中，要将平面电路图改为立体电路图并照图安装是学生没有经历过的，对学生来说有一定的挑战。单元教学目标单元总目标：（一）科学观念目标学生通过安装和改进房屋照明电路的活动，感受到安装工程应遵循一定的顺序。通过选择和使用特定工具加工材料，促进学生对“结构与功能”这一跨学科概念的理解。（二）技术与工程思维目标学生能模仿工程师的工作流程，综合考虑需求和限制条件，运用所学过的简单电路知识，提出可行的方案；比较不同安装工艺的特点，筛选合适的方法；能按照计划，完成安装任务；并尝试发现作品的不足，改进并展示。（三）探究实践目标学生能设计并安装房屋照明电路；能用画图方式形成自己的设计图，会选择合适的材料和工具，能根据设计图进行实物安装；能针对设计与安装过程中出现的问题，提出可行的改进方案并实施改进；能掌握使用一些常见工具的技能。（四）态度责任目标学生对安装房屋照明电路产生强烈的好奇心，乐于用学到的科学知识解决生活中的实际问题。单元教学过程设计单元的作业设计及学习效果评价设计一、作业设计针对本单元中学生像工程师一样经历工作流程中的各个阶段，呈现阶段性的作业设计如下：形式内容形式设计以小组为单位，利用简单电路知识，构思并在房屋模型中，绘制立体布线图。安装选择利用合适的工具和材料按照线路图安装房屋照明电路。改进依据安装标准，发现问题，提出改进方案并实施改进。任务房屋照明电路安装成品。合作小组合作完成房屋照明电路的安装和改进工程。二、学习效果评价设计对标作业设计，设计本次安装和改进房屋照明电路的工程实践自评表，分为1-3分，学生通过赋分描述，评定本组在整个实践过程中的学习效果。《房屋照明电路》单元学习效果自评表班级：组别：日期：得分内容3分2分1分小组自我评价（得分）设计能利用简单电路知识，绘制出立体布线图，线路设计正确；线路走直线、不交叉，对后期安装起到很强的指导作用；在安装过程中遇到问题时，能合理调整设计图。能利用简单电路知识，绘制出立体布线图，线路设计正确；线路能对后期安装起到一定的指导作用。在安装过程中遇到问题时，能合理调整设计图。能利用简单电路知识，绘制出立体布线图，但线路设计混乱，对后期安装工作指导作用不强。安装能在规定时间内，按照设计好的线路，安装各部件；能根据需求，自主选择合适的工具和材料进行安装，能规范使用一些工具。安装后能及时清理操作区域。能按照设计好的线路，利用一些工具和材料进行安装。安装后能及时清理操作区域。在教师的指导下，会利用一些工具和材料进行安装。安装后能及时清理操作区域。改进能针对设计与安装过程中出现的问题，提出可行的改进意见，并能选择合适的策略实施改进，改进效果非常好。能针对设计与安装过程中出现的问题，提出可行的改进意见，并能实施改进，改进效果较好。针对设计与安装过程中出现的问题，改进效果不明显。任务设计方案完善、清晰，安装的房屋照明电路工艺精美，能体现对于验收标准的综合考虑：功能实现、方便合理、成本控制、美观精致。设计方案完善，能完成房屋照明电路的安装任务，能体现对于验收标准的考虑：功能实现、方便合理。有设计方案，能完成房屋照明电路的安装任务。合作小组成员分工明确，执行力强，能在有限的时间和条件下，高效完成任务。合作意识很强，合作效果非常好。小组成员分工明确，有一定的合作意识，合作效果较好。小组分工不明确，职责不清，执行力较弱，任务达成度低，合作效果一般。本单元教学特色分析（一）多维度创设情境，凝练核心内容，聚焦工程实践能力的培养本单元教学设计，从需求创设、专业的材料和工具、房屋模型的设置、规范的流程等多方面为学生创设情境，使学生能够很快进入角色。教学过程中，提炼简化工程师工作流程、优化实验材料和工具，提高课堂实效。同时，不拘泥于工程中某一环节的深入研究，而是追求学生对工程实践活动整体的认识。运用类比的方法，使学生能在有限的教学时间内，经历各个过程，在充分体验的过程中，感悟工程实践活动的特点。（二）优化实验材料，提高学习效率首先，KT板制成的房间，为学生绘制和修改线路图、固定和取下材料，提供了干净、方便和可重复利用的“基床”。相比其他材料，这套材料具有一定的强度，可以多班次使用。0.5平方单芯的真实电线、快速连接器、理线器、剥线钳等专业的材料和工具，为学生创设了真实的材料情境元素，激发学生参与思考和操作，提升学生课堂参与度。而快速连接器、理线器等材料，直接提升学生操作速度，提高作品成功率，提升学生成就感。方便、专业、快捷的材料，从可重复利用、提升课堂参与度、提升制作速度等多方面提高学生学习效率。第一课时的教学目标、教学重点和难点（一）科学观念目标学生通过安装房屋照明电路的活动，感受到安装工程应遵循一定的顺序。通过选择和使用特定工具加工材料，促进学生对“结构与功能”这一跨学科概念的理解。（二）技术与工程思维目标学生能模仿工程师的工作流程，综合考虑需求和限制条件，运用所学过的简单电路知识，提出可行的方案；比较不同安装工艺的特点，筛选合适的方法；能按照计划，完成安装任务。（三）探究实践目标学生能设计并安装房屋照明电路；能用画图方式形成自己的设计图，会选择合适的材料和工具，能根据设计图进行实物安装；掌握使用一些常见工具的技能。（四）态度责任目标学生对安装房屋照明电路产生强烈的好奇心，乐于用学到的科学知识解决生活中的实际问题。教学重难点：学生能模仿工程师的工作流程，综合考虑需求和限制条件，运用所学过的简单电路知识，设计并安装房屋照明电路。第一课时的教学过程教学阶段教师活动学生活动设计意图一、聚焦话题，分析原型了解安装工程的一般流程（一）联系旧知，提出问题1.提问：请同学们想一想，教室里的灯能够亮起来，都需要哪些材料？请你结合前面学过的简单电路来说一说。2.追问：有了这些材料灯就能亮了吗？还需要满足什么条件才能让灯亮起来？（二）了解工程师工作流程1.提问：老师想知道有谁见过工程师安装照明电路的过程？他们要经历怎样的过程呢？（板书记录学生的前认知，梳理学生思路）2.揭示工程师工作流程：我们看看真实的工程师要完成这项工程需要经历哪几步？出示流程图或视频①明确需求--②设计路线--③安装（裁线-连接-固定）--④评价改进（教师板书：补充完善学生猜想的程序和要点，简要分析为什么是这个顺序，形成完整的安装流程）3.提出挑战：现在我们已经了解了工程师工作的流程，同学们能不能像工程师一样安装一套照明电路呢？学生：导线、电源、开关、灯，这些材料要构成闭合回路才能让灯亮起来。推测工程师工作流程预设1：能说出画图、裁线、连接等过程预设2：学生不能说出安装流程。追问：你们能推测一下他们的工作流程是怎样的吗？观察工程师的工作流程，认识工程师是怎样工作的。接受挑战引导学生建立房屋照明电路与学过的简单电路知识的联系，为应用这部分知识打下基础。通过推测工程师的工作流程暴露学生前认知。学习新知，调整对程师工作流程的认识。知道安装工程应遵循一定的顺序。任务驱动，激发学习动机。二、像工程师一样工作（一）明确需求1.第一步你们需要干什么？明确需求：张老师新买了一套一居室，需要在屋顶中央安装一盏灯，门口附近装开关，能控制灯。具体的安装标准是：（1）电路部件安装牢固（2）电灯能亮且可以控制（3）各部件安装位置合理（4）布线规范（走直线、不交叉）便于后期检查维护2.提问：你们能不能帮老师完成这项工程？你们准备怎么干？（二）设计线路1.既然要干就要像工程一样，按照程序来干。看看工程师下一步干什么——设计线路出示幻灯片，展示房屋模型结构及绘制线路工具。（三）分析如何安装1.出示材料，思考如何安装：下一步是安装，今天各位工程师可以选择和利用的材料、工具有：灯、开关、导线、胶带、理线器、导线连接器、剥线钳等。预设1：第一环节猜想中，说出了安装环节，则顺应学生所说：在前面，同学们已经说出了安装这一环节要经历的过程：剥线、裁线、固定、连接预设2：前面没有说过安装过程。思考：安装时要经历哪些环节呢？2.尝试安装，互相学习：假设这是你们组画好的线路图的一部分，怎样完成安装？谁能来试一试？3.教师演示，认识不同安装方法：对于剥线和固定等，张老师观察过一些工程师的工作，学习了一些操作方法——演示学生不会使用的工具和方法。你们在安装过程中，可以根据自己选择的安装方法，选择合适的材料和工具安装施工。4.介绍安装注意事项（四）设计并安装教师巡视指导（五）交流评价依据需求和安装标准，教师作为需求方，评价学生作品。三、拓展延伸1．作业布置：请各组针对发现的问题，设计房屋安装照明电路的改进方案。2．提示安全照明与普通照明电压的不同，进行安全教育。进入角色，明确需求及安装标准。明确要按程序完成工程。认识绘制线路的条件和工具。观察、认识材料和工具思考安装过程有哪些？剥线、裁线、固定、连接从剥线、裁线、固定、连接几个关键环节，学生代表一一分析并试做，展示对材料的认识和理解，互相学习。学习一些工具和材料的使用方法。明确安装注意事项以小组为单位设计线路，在模型中绘制布线图，并按照线路图合作安装房屋照明电路。观察不同组别的作品，互相学习。听取建议，明确改进方向明确下一阶段任务明确生活中的电路与实验电路的区别。明确要满足需求，就要综合考虑多方因素（限制条件）。应