四年级下册综合实践活动《创意小台灯设计与制作》项目式学习方案

四年级下册综合实践活动《创意小台灯设计与制作》项目式学习方案一、教学内容分析  本课隶属于小学中高年级“技术与工程”领域实践范畴，是《义务教育课程方案（2022年版）》指导下，融合劳动教育、科学探究与艺术设计的典型项目。从课标解构看，其知识技能图谱以“简单电路”为核心概念，关联“导体与绝缘体”、“电路连接方式”等前置知识，并延伸至“结构与功能”、“材料属性”等跨学科理解。认知要求从识记（电路元件名称）跃升至应用与创造（设计并制作完整作品），在单元知识链中扮演着承上启下的枢纽角色。过程方法上，本课完美诠释“做中学”与“创中学”，蕴含“明确问题设计方案制作模型测试改进发布成果”的完整工程设计思维路径。素养价值渗透层面，其育人指向鲜明：在动手实践中培育“技术意识”与“工程思维”；在反复调试中锤炼“科学探究”精神与“物尽其用”的劳动品质；在个性化创作中激发“审美感知”与“创新实践”能力，实现从知识习得到素养内化的升华。  针对四年级学情，需进行立体化诊断。学生已有基础包括：对简单电路有初步认知，具备使用电池、导线、灯泡连接闭合电路的经验；拥有一定的剪纸、粘贴、组合等手工技能；对灯具造型有丰富的生活观察与审美偏好。潜在障碍在于：将分立的知识点（电路、结构、美学）系统整合为一个功能与形式兼备的作品，存在思维跨度；电路连接的稳定性与工艺精细度是常见操作难点；部分学生可能因畏难情绪而降低自我要求。为此，教学需动态评估：通过导入环节的提问“说说你观察到的台灯都由哪几部分组成？”探查前概念；在新授环节观察小组讨论与草图绘制，评估其系统思维水平；在制作环节通过巡视，即时发现并介入指导操作难点。教学调适策略上，将提供“资源支持包”（如预焊接的灯座模块、多种连接方式示意图）供有需要的学生取用；设计分层任务卡，从“仿制改良”到“原创设计”满足不同创造欲望；组建异质小组，通过同伴互助化解部分技能门槛。二、教学目标  知识目标：学生能系统阐述一个完整工作电路所需的核心元件（电源、导线、用电器、开关）及其作用，并能辨析安全用电中导体与绝缘体的关键区别；理解台灯“灯座、支架、灯罩、电路”四部分的基本结构与功能关系，初步建立“结构服务于功能”的工程设计理念。  能力目标：学生能够遵循“设计制作测试改进”的简易工程流程，以小组协作形式，完成一款具备照明功能、结构稳定且具有一定美观性的小台灯实体作品；在过程中，能规范使用工具进行连接、固定等操作，并能运用口头及设计草图清晰表达自己的创意构想。  情感态度与价值观目标：在项目合作中，学生能主动承担角色任务，乐于倾听并整合组员意见，表现出良好的团队协作精神；面对制作中的失败或调试不亮的情况，能保持耐心，积极寻找问题根源并尝试解决，培养不畏艰难、精益求精的劳动态度与探究精神。  科学（学科）思维目标：重点发展学生的系统性思维与迭代优化思维。通过将台灯分解为子系统进行设计再整合，训练其分析复杂问题的能力；通过“测试发现问题改进”的循环，亲身体验“设计并非一蹴而就”的工程本质，初步建立模型优化与迭代的意识。  评价与元认知目标：引导学生依据师生共同制定的简易量规（如“亮不亮？”“稳不稳？”“美不美？”），对自身及同伴的作品进行多维度评价；鼓励学生在制作结束后回顾过程，反思“遇到的最大困难是什么？”“我们是如何解决的？”，提升其对学习策略与问题解决方法的元认知能力。三、教学重点与难点  教学重点：本节课的教学重点在于引导学生经历并理解“设计与制作一个完整产品”的系统性工程流程，特别是“设计草图绘制”与“电路连接并实现稳定控制”这两个核心环节。确立依据源于《中小学综合实践活动课程指导纲要》对技术实践类活动的要求，强调“创意物化”的过程完整性。此重点直接关联学生“工程思维”与“创新实践”核心素养的形成，是学生从孤立知识学习转向综合问题解决的关键跃迁点，对后续开展更复杂的制作项目具有奠基作用。  教学难点：教学难点预计出现在两方面：一是学生将二维设计草图转化为三维实体结构时，常遇到结构稳定性不足（如支架易倒、连接处松动）的问题，其成因在于空间想象力与力学常识的欠缺；二是实现电路连接后，确保其长期可靠工作（如开关接触不良、导线虚接导致时亮时不亮）。预设依据来自以往学情与常见作品问题分析，四年级学生的精细动作技能与持久专注力仍在发展中，对“电气接触可靠性”这一抽象概念缺乏经验性认识。突破方向在于提供多样化结构范例（如三角支撑、套管加固）和模块化电路组件作为“脚手架”，并强化测试环节的引导：“来，轻轻晃动一下你的台灯，看看它还亮吗？这就是我们说的‘稳定性测试’。”四、教学准备清单  1.教师准备  1.1媒体与教具：多媒体课件（含台灯发展简史、创意台灯欣赏、安全操作规范动画）；实物投影仪；教师示范用台灯模型（含可拆卸部件）；电路连接微课视频（多种方式）。  1.2材料与工具：分组材料箱（内含：3V电池盒带开关、导线、LED灯泡与灯座、多种材料如PPR水管、木片、塑料瓶、纸杯、布料、装饰物等）；公用工具区（热熔胶枪及胶棒、安全剪刀、电工胶布、手动钻）。  1.3学习支架：分层设计任务卡（基础版侧重指导与模仿，进阶版强调创新与挑战）；《我的台灯设计单》（含草图区、材料清单、测试记录表）；作品评价量规海报。  2.学生准备  2.1知识准备：复习简单电路知识；观察家中台灯的结构与款式。  2.2物品准备：携带自己希望使用的个性化装饰材料（需符合安全要求）。  3.环境布置  教室布局调整为46人小组合作式；设立“材料超市”与“工具加油站”；黑板划分出“设计思路”、“我们的问题”、“精彩瞬间”三个区域。五、教学过程第一、导入环节  1.情境创设与驱动问题提出：“同学们，请大家闭上眼睛想象一下：夜幕降临，你坐在书桌前，最需要一盏什么样的灯来陪伴你阅读？”（等待片刻）随后展示一组从古至今、从经典到极具创意的台灯图片，包括阿拉丁神灯造型、充满现代感的几何设计、利用废旧物品改造的环保台灯。紧接着呈现一个“两难”情境：出示两个自制台灯模型，一个非常漂亮但一碰就倒，另一个很稳固但灯光刺眼。“大家看，这两盏灯好像都有点‘小脾气’。那么，到底怎样才算是一盏‘好’台灯呢？今天我们每个人都要化身小小工程师，来设计和制作一盏独一无二、既实用又美观的‘创意小台灯’！”  1.1唤醒旧知与明晰路径：“要完成这个挑战，我们需要开动脑筋、动手合作。先回忆一下，让一盏灯亮起来，最起码需要哪些‘成员’？（引导学生答出电池、导线、灯泡、开关）。非常好，这是它的‘心脏’。但只有心脏可不够，它还需要坚固的‘身体’（结构）和漂亮的‘衣服’（灯罩）。我们这节课就要沿着‘构思设计动手制作测试调试展示分享’这条工程师的路线，一步步把我们的创意变成现实。大家准备好了吗？”第二、新授环节  本环节采用支架式教学，通过环环相扣的任务，引导学生主动建构知识、发展能力。  任务一：解构与分析——台灯的“秘密”  教师活动：首先，利用实物投影仪，引导学生观察教师带来的示范台灯模型。“让我们像工程师一样，先来‘拆解’一下这个台灯。谁能说说，它主要可以分为哪几个大部分？”（引导学生说出灯座、支架、灯罩、电路）。接着，通过提问深化思考：“为什么灯座通常比较重？这个支架为什么要设计成可弯曲的？灯罩除了好看，还有什么用？”引导学生理解结构与功能的关系。然后，播放一段展示各种创意材料的短片，并介绍“材料超市”，启发学生：“除了老师提供的，你带来的宝贝打算用在哪一部分？”  学生活动：学生观察实物模型，积极回答老师的提问，在互动中理解台灯各核心部分的功能。观看创意材料短片，小组内初步交流“我们想做一个什么主题或风格的台灯”，并对“材料超市”产生兴趣，开始构思材料选择。  即时评价标准：1.能否准确指认出台灯模型的主要组成部分。2.在回答功能性问题时，能否建立“结构功能”的初步联系（如“灯座重是为了站稳”）。3.小组讨论时，成员是否有初步的创意交流。  形成知识、思维、方法清单：1.★台灯的基本结构：一般由灯座、支架、灯罩和电路系统四部分组成。这是一个系统分析的起点，教会学生分解复杂对象。2.▲结构与功能的关系：灯座的稳定性、支架的可调节性、灯罩的遮光与柔光作用，是设计的核心依据。可以提示：“想想台灯和落地灯的结构区别，为什么？”3.材料的选择性：不同材料（金属、塑料、木材、布料）在硬度、重量、美观度、可加工性上各具特点，直接影响设计实现。提醒学生：“选材料时，要同时考虑‘能不能做’和‘好不好看’。”  任务二：创意与规划——绘制我的设计图  教师活动：发放《我的台灯设计单》。首先强调设计的重要性：“‘凡事预则立’，好的设计是成功的一半。工程师们总是从一张草图开始。”示范如何在设计单上绘制简单的三视图（正面、侧面）或立体草图，并标注主要尺寸和材料。提出设计核心要求：“请确保你的设计图中包含了让灯亮起来的所有电路元件，并思考它们藏在哪里既安全又美观。”巡视指导，对遇到困难的小组或学生提供分层任务卡：基础卡提供几种经典造型参考；进阶卡则挑战“如何让你的台灯具备一个特殊功能（如可变光、附带笔筒）？”  学生活动：小组合作，围绕一个共同认可的创意，展开讨论与设计。学生分工，有人主笔绘制草图，有人负责记录材料清单，有人思考电路布局。在设计单上完成草图绘制，并列出初步的材料计划。组内对设计的可行性与美观性进行初步讨论。  即时评价标准：1.设计草图是否清晰表达了造型意图和主要结构。2.设计是否考虑了电路元件的安置位置（是否画出了灯泡、开关等）。3.小组分工是否明确，讨论是否围绕主题进行。  形成知识、思维、方法清单：1.★设计草图的作用：是将抽象创意可视化的第一步，是后续制作的“蓝图”。强调：“画下来，是为了让思路更清晰，也能避免做到一半忘记最初的想法。”2.三视图概念启蒙：介绍从不同角度观察和绘制物体，是工程表达的基础。可以简单说：“就像我们看房子有平面图、立面图一样。”3.▲系统整合思维：在设计阶段就需统筹考虑造型、结构、电路、材料的协调统一。提示学生：“你的开关准备放在哪儿？方便按吗？导线怎么走才隐蔽？”  任务三：技能筑基——安全连接电路  教师活动：在小组开始整体制作前，集中进行关键技能教学。利用实物投影，清晰演示如何将导线端部的绝缘皮安全剥除（“像这样轻轻转一圈，不要伤到里面的铜丝”）。然后演示电池盒、开关、灯座之间两种典型的串联连接方式，并使用电工胶布进行规范绝缘包扎。强调安全：“所有金属连接点都必须用胶布‘穿好外套’，绝不能让它们相互碰触或裸露在外。”播放电路连接微课，供学生随时回看。设立“电路调试站”，提供万用表，并鼓励：“连接好后，可以先到调试站让老师或‘小电工助理’（提前培训的学生）帮你检查一下，通了电再往作品上安装，这叫‘分步测试’。”  学生活动：认真观看演示，模仿练习剥线和缠绕连接。小组领取电路元件，尝试按照设计图规划，连接一个独立的、可工作的电路模块。连接完成后，主动到“电路调试站”进行测试验证，确保灯泡能正常亮灭。  即时评价标准：1.剥线操作是否规范，无铜丝大面积裸露或断股。2.连接点是否牢固，缠绕紧密。3.绝缘处理是否完整、到位。4.是否养成“先测试，后安装”的习惯。  形成知识、思维、方法清单：1.★安全操作规范：剥线的力度与方法、绝缘包扎的必要性与规范性，是本节课必须掌握的劳动安全技能。必须反复强调。2.简单电路的实物连接：将电路图知识转化为实体连接，是对理解程度的真实检验。提醒：“如果灯不亮，别着急，我们可以用‘排除法’：查电池、查开关、查每一个连接点。”3.分步测试策略：将复杂任务分解为可测试的小单元，是降低风险、提高效率的重要工程方法。引导学生思考：“为什么先测试电路，比全部装好再发现问题要好？”  任务四：制作与实现——将蓝图变为现实  教师活动：宣布进入核心制作阶段，时长约15分钟。播放轻柔的背景音乐，营造专注氛围。教师进行“动态巡导”，不直接告诉学生怎么做，而是通过提问进行引导。看到结构不稳的小组，问：“看看哪些地方在晃动？我们可以借鉴桌子的腿，给它增加一个什么？”看到电路安装困难的学生，提示：“能不能先把灯座固定好，再把导线穿过去？”及时在黑板“我们的问题”区记录普通性难题，并召集“微型工作坊”进行短时集中讲解。鼓励跨组观察学习：“大家如果遇到瓶颈，可以‘偷师’一下隔壁组的妙招！”  学生活动：小组根据设计图，分工合作进行立体制作。有人负责切割、打磨材料；有人负责用胶枪进行主要结构粘合；有人负责将测试好的电路模块小心嵌入作品之中。在制作中不断对照设计图，并即时进行微调。遇到问题首先组内商讨，解决不了再寻求教师或他组帮助。  即时评价标准：1.制作过程是否基本遵循设计图。2.工具使用是否安全、得当（如胶枪不触碰金属头）。3.小组协作是否流畅，有无出现一人包办或无人动手的情况。4.面对问题时，是积极尝试解决还是消极等待。  形成知识、思维、方法清单：1.★从2D到3D的转化：这是制作的核心挑战，涉及空间想象和材料加工技能。提示：“草图是理想的，实际材料可能会遇到意想不到的情况，灵活调整也是能力。”2.粘合与固定技术：热熔胶的用量控制、不同材料间的粘合技巧（如光滑表面需打磨），是决定结构强度的关键。3.▲迭代优化思维的体现：制作过程中的调整，本身就是一种即时优化。向学生传递：“设计不是死的，在制作中发现问题、立刻改进，这才是真正的创造过程。”  任务五：测试与优化——让作品更完美  教师活动：在大部分小组完成主体制作后，发起“测试优化”环节。提出明确的测试任务：“现在，请各个小组对我们的作品进行‘三检’：一检，‘亮不亮’——电路功能是否完好；二检，‘稳不稳’——结构是否牢固，轻推会不会倒；三检，‘美不美’——外观是否整洁，有没有需要修饰的地方。”引导学生参照评价量规进行自查。针对测试出的问题，引导思考解决方案：“灯罩歪了？是粘合点太少还是受力不均？我们可以如何补救？”  学生活动：小组对照“三检”要求，严肃地对作品进行功能与质量测试。如实记录发现的问题（如“开关接触有时不灵”、“灯罩有点倾斜”）。针对问题展开简短讨论，制定并执行优化方案（如重新包扎开关接线、在灯罩连接处增加一个支撑片）。进行最后的装饰与清洁。  即时评价标准：1.测试是否全面、认真，能否主动发现问题。2.针对问题提出的优化方案是否合理、可行。3.优化操作是否细致，追求品质。  形成知识、思维、方法清单：1.★测试的工程意义：测试是检验设计合理性与制作工艺的必经环节，是发现问题、驱动优化的起点。强调：“好的产品是‘测’出来的，不是‘想’出来的。”2.基于问题的优化（调试）：这是工程思维的核心闭环。教会学生：发现问题>分析原因（是设计缺陷还是制作失误？）>提出对策>实施改进。3.对“完成”标准的理解：“完成”不仅仅是做出来，而是达到预设的功能与质量标准。引导学生建立初步的质量意识。第三、当堂巩固训练  本环节以作品展示与互动评价为核心，构建分层、多维的巩固体系。  1.展示与表达（基础层）：各小组将优化后的台灯放置在展示区，并派一名代表进行不超过1分钟的“产品发布”，介绍台灯的名称、创意亮点和制作过程中最难忘的一件事。要求所有学生认真倾听。例如：“我们这盏叫‘海洋之星’，灯罩是用蓝色纱网做的，灵感来自水母……最难的是让这个弯曲的支架站稳。”  2.互评与建议（综合层）：组织“画廊漫步”活动。学生离开座位，参观其他组的作品，并依据墙上张贴的简易评价量规（从“功能实现”、“结构稳定”、“创意美观”、“合作效果”四方面，各设13星），进行匿名贴星评价。同时，鼓励学生在便利贴上写下“我最欣赏的一个设计细节”或“一个小建议”，贴在作品旁。“看看别人是怎么解决你遇到的困难的，这会是很大的收获。”  3.反思与升华（挑战层）：教师选择几个典型案例进行集中点评。展示一个电路隐藏极好的作品：“大家看，这组的导线走得非常巧妙，完全藏在了支架内部，这叫‘集成设计’。”也展示一个经过重大修改的作品，请该组分享心路历程：“你们从差点散架到现在稳稳当当，经历了什么？”引导学生思考工程中的妥协与坚持。最后提出一个延伸问题：“如果我们要给这盏灯批量生产，还有哪些地方可以优化以降低成本？”将思维引向更广阔的工程世界。第四、课堂小结  1.知识结构化总结：教师引导学生共同回顾，利用板书形成思维导图。中心是“创意小台灯”，主干延伸出“设计先行”、“电路核心”、“结构为基”、“测试优化”等分支，并标注出关键知识点和思维方法。“今天我们不仅做出了灯，更走完了一个完整的‘微项目’流程，这就是工程师的思维方式。”  2.元认知反思：邀请学生分享。“今天你最大的成就感来自哪里？”“如果重来一次，你会在哪个步骤做得不一样？”教师总结：“从构思到实物，我们遇到了真实的问题，并运用智慧和双手解决了它们。这份‘创造者’的体验，比台灯本身更闪光。”  3.分层作业布置：必做作业：为自己的台灯拍摄一张最美证件照，并写一篇简单的“产品说明书”，介绍其使用方法和保养须知。选做作业（二选一）：（1）调研一种新型照明技术（如LED、太阳能），并思考它可能如何改变未来台灯的设计。（2）为你制作的台灯设计一个虚拟的“广告海报”，突出其卖点。六、作业设计  基础性作业：全体学生需完成两项任务。第一，对自己制作的小台灯进行最终调试与清洁，并为其拍摄一张展示作品全貌与特点的“最佳照片”。第二，撰写一份简短的《我的小台灯使用说明书》，内容需包括：①台灯名称与设计者；②正确的开/关灯方法及注意事项；③日常清洁与维护建议（如“请用干布擦拭，避免进水”）。此项作业旨在引导学生从“制作者”转向“产品维护者”，巩固对作品功能的理解并培养责任心。  拓展性作业：鼓励大多数学生尝试完成。假设你的小台灯将作为礼物送给一位特定的人（如弟弟妹妹、长辈、朋友），请你根据使用者的需求，对台灯进行一项适应性改进或添加一个贴心功能，并以图文形式记录改进方案。例如：“为妹妹改进：在灯座上增加一个卡通玩偶固定卡槽。”“为爷爷改进：将开关换成更大、更醒目的按钮。”此作业推动学生在真实情境中应用“用户需求分析”和“再设计”思维。  探究性/创造性作业：供学有余力且兴趣浓厚的学生选做。提供两个方向：方向一（科技探究）：查阅资料，了解“直流电”与“交流电”的基本区别，探究我们制作的台灯使用的是哪一种？如果改用USB供电（5V），我们的电路需要如何调整？方向二（艺术创造）：以“光与影”为主题，利用你的小台灯作为光源，搭配其他物品（如剪纸、积木、手偶），拍摄或绘制一组具有故事性的光影画面，并为之配上一段文字说明。此作业旨在打破学科边界，激发深度探究与艺术表达。七、本节知识清单及拓展  ★1.简单电路的四大必备元件：电源（如电池）、导线、用电器（如灯泡）、开关。这是一个闭合回路能够工作的最低配置要求。理解这一点是排查电路故障的基础（“谁的灯不亮了？咱们就从这四样东西依次检查起”）。  ★2.导体与绝缘体在安全用电中的应用：电流容易通过的材料是导体（如金属、石墨），几乎不能通过的是绝缘体（如塑料、橡胶、干木头）。在制作中，所有导电的金属连接部分都必须用绝缘材料（如电工胶布、热熔胶）可靠包裹，这是保障人身安全的铁律。  ★3.工程设计的一般流程（简化版）：明确问题>设计方案>制作模型>测试评估>改进优化。本课完整经历了此流程，它不是一个直线，而是一个循环。深刻体会“测试与改进”环节的价值，是形成工程思维的关键。  ★4.结构稳定性的常见保障方法：主要包括降低重心（使用重或大的底座）、增大支撑面（采用三角结构、多脚支撑）、加强连接点（使用卡扣、加固片、足量粘合剂）。制作中晃动或倾倒，多可从这三方面寻找原因。  5.设计草图的价值：它是将抽象创意转化为具体施工蓝图的关键步骤。好的草图应能表达基本造型、主要尺寸、材料构想和关键结构，能有效指导制作，避免盲目性。养成“先画后做”的习惯至关重要。  6.常见电路故障排查方法（排除法）：若灯不亮，可按顺序检查：①电池是否有电、正负极是否接反？②开关是否可靠接通？③所有导线连接点是否牢固、无虚接？④灯泡本身是否完好？系统性地运用排除法，能高效解决问题。  7.工具的安全与规范使用：热熔胶枪应在固定支架上使用，勿触碰金属喷嘴；使用完毕立即拔下电源。剪刀、手工钻等应朝向安全方向，传递时手柄朝向对方。规范操作是安全实践的前提。  ▲8.系统思维在本项目中的体现：台灯是一个由电路子系统、结构子系统、外观子系统组成的整体。设计时需要统筹兼顾，例如电路布置影响结构内部空间，外观造型受材料加工性能限制。学会权衡与整合，是解决复杂问题的开端。  ▲9.迭代思想：几乎没有一个设计能在第一次制作中就完美无缺。根据测试结果进行修改和优化，是设计的固有组成部分。接受不完美并积极改进，是一种重要的学习和创造态度。  ▲10.从“制作”到“产品”的思维跨越：完成一件作品后，思考其用户体验（开关是否顺手？光线是否舒适？）、可靠性（能连续工作多久？）、维护性（如何更换电池或灯泡？），是将手工制作提升到产品设计思维的开始。八、教学反思  （一）目标达成度分析从最终作品展示与“产品发布”环节看，本节课知识目标（电路、结构）与能力目标（制作、协作）达成度较高，所有小组均完成了能亮、能站立的台灯。情感目标在小组协作和调试环节有生动体现，不少学生面对初期失败时表现出了可贵的坚持，同伴间的鼓励自然发生。科学思维目标中，系统性思维通过设计任务落实较好，但迭代优化思维因课堂时间所限，多数小组仅完成一次简单优化，其深度有待加强。元认知目标在课堂小结的分享中有所萌芽，但系统性的反思习惯还需长期培养。  （二）核心环节有效性评估导入环节的情境与两难问题成功激发了兴趣和思考。“任务二：绘制设计图”是本课成功的枢纽。强制性的草图绘制阶段，虽然开始时部分学生觉得“麻烦”，但有效避免了后期制作的严重混乱，让制作过程“有法可依”。巡视时发现，参考了分层任务卡的小组，设计思路明显更清晰。（三）学生差异化表现的深度剖析课堂中观察到三类典型表现：第一类“创意引领者”，他们思维活跃，敢于尝试非常规材料组合，但在结构实现上常遇挫折，需要教师引导其将“天马行空”落地；第二类“技术执行者”，他们动手能力强，善于精确模仿和解决具体技术问题（如电路连接、粘合），但