小学科学手工制作教学设计案列

一、教学背景与设计理念小学科学课程以培养学生科学素养为核心，强调通过探究性学习理解科学概念、掌握科学方法。“水的净化”是物质科学领域的重要内容，结合手工制作开展教学，能让学生在“做中学”中直观感知过滤、吸附等净水原理，同时培养工程思维与环保意识。本案例针对四年级学生设计，契合《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“技术与工程实践”“科学探究与实践”的要求，通过“设计—制作—优化”的实践链，深化学生对水净化过程的认知。二、教学目标（一）知识与技能1.理解沉淀、过滤、吸附等净水方法的原理，能描述简易净水器的工作流程。2.掌握组装简易净水器的操作方法，能根据材料特性合理设计过滤层。（二）过程与方法1.经历“问题提出—方案设计—动手制作—效果测试”的探究过程，提升工程设计与实践能力。2.通过小组合作与成果展示，发展沟通协作与表达能力。（三）情感态度与价值观1.体会科学技术对改善生活的作用，增强节约用水、保护水资源的环保意识。2.感受手工制作的乐趣，培养勇于尝试、乐于改进的科学态度。三、教学准备（一）材料准备每组：空矿泉水瓶（去底）、纱布（或脱脂棉）、活性炭（颗粒状）、石英砂（或细沙）、鹅卵石（或粗沙）、棉花、浑浊水（提前用泥土、菜叶模拟）、透明杯子（接净水）。教师：演示用净水器（材料同学生组，放大版）、水污染与净水过程的科普视频、滤纸、漏斗等过滤实验器材。（二）工具与环境剪刀、镊子、托盘（防止材料洒落）；教室提前分组（4人/组），布置“材料区”“操作区”“展示区”。四、教学过程（40分钟）（一）情境导入：发现“水的问题”（5分钟）播放一段“河流污染”的短视频（含工业废水、生活垃圾污染场景），提问：“这样的水能不能直接饮用？生活中我们如何获得干净的水？”引导学生结合生活经验（如自来水厂处理、净水器过滤）思考净水方法，顺势引出课题：“今天我们就来当‘小小工程师’，用身边的材料自制一台简易净水器！”（二）新知探究：揭秘“净水密码”（10分钟）1.原理讲解：结合PPT展示自来水厂净水流程（沉淀、过滤、消毒），聚焦“过滤”环节，演示“滤纸过滤泥沙水”实验，提问：“滤纸为什么能过滤泥沙？如果要过滤更细小的杂质，需要什么材料？”引导学生思考“多层过滤”的思路（粗颗粒先被拦截，细颗粒后被吸附）。2.材料分析：展示各组材料（鹅卵石、石英砂、活性炭、棉花），组织小组讨论：“这些材料有什么特点？分别适合过滤什么杂质？”（如鹅卵石颗粒大，过滤大颗粒；活性炭多孔，吸附色素、异味）。教师总结：“不同材料的孔隙大小、吸附性不同，合理分层能提高净水效果。”（三）实践制作：搭建“净水装置”（15分钟）1.方案设计：小组合作绘制“净水器设计图”，明确材料分层顺序（如：瓶底→纱布→鹅卵石→纱布→石英砂→纱布→活性炭→棉花→瓶口纱布），教师巡视指导，提醒“每层材料需压实，防止混合影响效果”。2.动手制作：小组按设计图组装净水器，过程中可能出现“材料混合”“水流不畅”等问题，教师引导学生分析原因（如分层不清晰、材料过多堵塞），鼓励组内讨论改进（如调整纱布层数、减少材料厚度）。3.效果测试：将浑浊水缓慢倒入净水器，观察净水前后的水质变化（颜色、透明度），记录现象（如“浑浊水变澄清，但仍有轻微颜色”）。（四）成果展示与评价：优化“净水方案”（8分钟）1.小组展示：每组派代表介绍设计思路、制作过程及净水效果，其他组提问或建议（如“你们的活性炭层为什么放得比较厚？”“如果要去除细菌，还需要加什么材料？”）。2.多元评价：教师从“设计合理性”“净水效果”“合作表现”三方面点评，学生进行自评（“我在小组中负责…，下次会更注意…”）与互评（“第3组的分层很清晰，净水速度快，但可以试试增加活性炭用量改善颜色”）。（五）拓展延伸：联系“生活应用”（2分钟）提问：“生活中的净水器和我们做的有什么不同？”（如多了反渗透膜、紫外线消毒），布置课后任务：“调查家庭净水器的工作原理，尝试用废旧材料改进自己的净水器，下节课分享成果。”五、教学评价设计（一）过程性评价观察学生在小组讨论、制作中的参与度，记录是否主动提出创意、解决问题（如用镊子整理纱布的细致度）。收集设计图，评价方案的科学性（材料分层逻辑）与创新性（如添加磁石吸附金属杂质的尝试）。（二）成果性评价净水效果：对比净化前后的水质（透明度、颜色、异味），评价过滤层设计的有效性。展示汇报：评价表达的清晰性、对原理的理解深度（如能否解释“活性炭为什么能除味”）。（三）反思性评价课后发放问卷，让学生填写：“本次制作中我学到的科学知识是…，遇到的最大困难是…，改进建议是…”，了解学习收获与不足。六、教学反思与改进本次教学通过手工制作将抽象的净水原理具象化，学生参与热情高，多数小组能完成基本净水效果。但存在以下不足：1.材料细节：部分小组的活性炭颗粒过细，导致水流极慢，需提前筛选颗粒均匀的活性炭，或提供“活性炭包”（纱布包裹）方便使用。2.时间把控：制作环节因小组讨论热烈，部分组进度滞后，后续可提前发放“制作提示卡”（含分层示意图、时间节点），提高效率。3.拓展深度：对“消毒环节”的讲解较浅，可增加“紫外线灯模拟消毒”的小实验，延伸科学认知。后续教学可结合“STEAM”理念，融入数学（计算材料用