小学二年级综合实践活动《巧手创未来：不倒翁工程师》教学设计

小学二年级综合实践活动《巧手创未来：不倒翁工程师》教学设计

一、课程背景与设计理念

本设计基于《义务教育课程方案（2022年版）》及《中小学综合实践活动课程指导纲要》精神，针对小学二年级学生的认知特点与生活经验，确立“做中学、用中学、创中学”的核心逻辑。课程以“工程师”角色代入，将传统手工制作升级为微项目化学习。通过探究“不倒”的奥秘，引导学生经历“发现问题—分析原理—创意设计—迭代制作—测试优化—应用拓展”的完整工程思维链条。本设计深度融合劳动教育、科学（物理重心）、美术（造型设计）、语文（表达交流）及数学（空间与图形）等多学科知识，旨在打破学科壁垒，通过具身认知培养学生的技术意识、创新设计能力、批判性思维及跨学科解决问题的能力，落实核心素养中的“实践创新”与“科学精神”。

二、教学背景分析

（一）学情分析

【基础】二年级学生正处于从游戏活动向正规课业活动过渡的关键期。他们对身边事物充满好奇，喜欢动手摆弄，有强烈的表达欲望，但有意注意持续时间较短，精细动作（如剪裁、粘贴、平衡调试）正处于发展期，需要具象的指导和反复的尝试。此前，学生已在科学课上初步接触过“物体的形状”和“稳定性”，在美术课上进行过简单的色彩搭配和造型设计，这为本次跨学科实践提供了知识基础。然而，学生对于“重心”这一抽象物理概念尚无清晰认知，对于如何通过设计实现“功能”与“美观”的统一缺乏系统思考。因此，教学中需将复杂原理具象化，将制作步骤拆解为可操作的小任务，并预留充足的试错空间。

（二）教材分析

本次主题并非孤立的手工课，而是基于综合实践活动四大指定领域（劳动技术、社区服务、探究性学习、信息技术）的有机整合。传统教学往往止步于“按图索骥”的仿制，本设计则引入“创新设计”维度，要求学生不仅要做出一个“会不倒”的玩具，更要结合特定情境（如校园安全宣传员、传统节日礼物）进行有目的的创意表达，实现从“技术模仿”向“设计思维”的跃升。

三、教学目标设计

（一）价值体认

通过亲手制作与测试，体会严谨认真的科学态度和精益求精的工匠精神；在小组互助与分享中，感受合作的乐趣与价值；通过探究传统玩具中的智慧，增强民族文化认同感。

（二）责任担当

在制作过程中保持桌面及环境整洁，养成安全操作、珍惜材料、及时整理的劳动习惯和环保意识；能承担小组中的特定角色（如材料员、测试员、记录员），履行相应职责。

（三）问题解决

【难点】能够通过观察、比较和实验，发现不倒翁“上轻下重、底部半球形”的核心原理，并能解释生活中类似现象。能够针对“如何让我的不倒翁既稳定又有创意”这一驱动性问题，经历设计、选材、制作、测试、改进的完整流程，最终完成一件具有个人特色的作品。

（四）创意物化

【重点】能综合运用剪、贴、画、组装等多种劳动技能，选择合适的废旧或环保材料（如蛋壳、纸杯、瓶盖、橡皮泥等），独立或合作制作一个功能稳定、造型独特、主题鲜明的不倒翁作品，并能用语言清晰阐述自己的设计理念。

四、教学准备

（一）教师准备

1.教具：多媒体课件（含不倒翁历史介绍、原理动画演示、各种创意造型图库）、多个经典及创意不倒翁实物模型、工具箱（剪刀、热熔胶枪演示用、美工刀等）。

2.学具材料包（按小组配备）：基础材料（经过处理的空蛋壳或塑料蛋形壳、半球形泡沫、纸杯）、配重材料（橡皮泥、螺丝帽、小石子）、装饰材料（彩色卡纸、不织布、毛根、彩笔、双面胶、白乳胶）。

3.环境：准备“不倒翁创意工坊”展示台，张贴“安全操作小贴士”和“设计思路启发板”。

（二）学生准备

收集生活中的废旧材料（如乒乓球、小瓶盖、包装纸等），提前清洗并晾干蛋壳；预习关于平衡的小游戏，思考“什么物体站得稳”。

五、教学实施过程（两课时连上，共90分钟）

（一）导入阶段：情境驱动，角色代入

1.【兴趣点】创设情境：教师头戴安全帽，扮演“总工程师”，发布任务：“同学们，校园安全宣传月要到了，我们需要设计一批‘安全宣传员不倒翁’。它们不仅要怎么推都不倒，还要形象可爱，能向同学们传递安全知识（如戴头盔、防摔倒）。你们，愿意成为我的助理工程师，接受挑战吗？”通过角色扮演迅速点燃学生的使命感与参与热情。

2.直观感知：教师出示传统的不倒翁玩具，让学生轮流“推一推”、“摇一摇”。引导学生用语言描述自己的发现：它会摇晃，但永远不会倒。引出本节课的终极挑战：破解“不倒”密码，并创作属于自己团队的“安全宣传员”。

（二）探究阶段：拆解实物，建构原理

1.【重要】【难点突破】解剖“不倒”的秘密（约15分钟）

（1）外形观察：教师引导小组观察不倒翁的外形有什么共同点？（底部都是圆圆的、鼓鼓的半球形）记录员在记录单上画下外形特征。

（2）内部探秘：教师打开一个预先准备好的可拆分的不倒翁教具（或播放拆解视频）。引导学生观察内部构造。提问：“它肚子里藏着什么秘密？”学生发现底部有一块重物（橡皮泥或铁块）被固定住了。

（3）对比实验：每组发放一个普通的蛋壳和一个底部粘有橡皮泥的蛋壳。让学生分别尝试让其站立、倾斜。通过亲手操作对比，学生直观感受到：空的蛋壳站不稳，而有重物的蛋壳能晃晃悠悠地“站”起来。教师顺势引导出核心概念——重心。用儿童化的语言解释：“这个重物把整个身体的‘重心’拉到了最下面，就像我们扎马步一样，下盘稳稳的，上身再摇晃也不怕。”

（4）总结归纳：师生共同归纳出不倒翁不倒的两大法宝：【核心原理】①外形必须是半球形（底部圆弧）；②肚子里必须“上轻下重”，重心越低越稳定。教师在板书上以图示法强化这两个要点。

（三）设计阶段：融合情境，创想草图

1.【高频考点】【创意物化】工程师的设计图（约10分钟）

（1）情境代入：刚才我们是“拆解员”，现在要变身“设计师”。我们的安全宣传员要宣传什么？教师提供几个选项：交通安全（戴小黄帽、过马路看红灯）、校园安全（不追逐打闹、正确使用文具）、防疫卫生（戴口罩、勤洗手）。学生也可以自定主题。

（2）构思指导：教师展示几组不同造型的创意不倒翁图片（如民族娃娃、小动物、卡通人物），启发学生思考：如何根据主题设计头部、服饰？如何利用废旧材料表现特征？例如，用毛线做头发，用瓶盖做帽子，用不织布做衣服。

（3）绘制草图：每位学生在“设计工单”上用简单的线条和颜色画出自己的不倒翁设计图，并标注出：①使用的材料（如蛋壳身体、橡皮泥底座、卡纸帽子）；②想表达的安全主题；③给自己作品起一个响亮的名字（如“安全小卫士-聪聪”）。此环节是思维外化的关键，教师需巡视指导，鼓励大胆想象，不必拘泥于画工。

（四）制作阶段：动手实践，迭代优化

1.【基础】【重要】匠心手作，破解难题（约35分钟）

（1）安全与规范提醒：教师强调剪刀、尖锐工具的使用安全，明确“垃圾不落地，材料不浪费”的劳动公约。小组成员分工：一人负责固定蛋壳，一人负责调配橡皮泥，一人负责裁剪装饰。

（2）核心步骤一：安装配重（攻克难点）

操作：学生将橡皮泥（或螺丝帽用橡皮泥包裹）从蛋壳开口处塞入，并用力按压在蛋壳的“底部”（圆弧面的正中央）。

关键指导：教师重点巡视此步骤，提醒学生：橡皮泥一定要固定在正底部，不能偏斜；要足够重且紧实，否则不倒翁会变成“偏倒翁”或“易倒翁”。鼓励学生多次测试：放好配重后，先不封口，放在桌上试试，看是否能自动回正。如果不行，需打开调整。这一过程是典型的工程调试。

（3）核心步骤二：外观装饰与主题表达

操作：根据设计草图，利用卡纸、毛根等材料制作头饰、帽子和衣服，用双面胶或白乳胶粘贴在蛋壳上半部分。注意不要遮盖底部的半球，且装饰材料尽量轻（保持上轻下重）。

教师巡回指导，鼓励学生运用对称、色彩搭配等美术知识。提醒学生装饰要为主题服务，例如给不倒翁戴上“安全小黄帽”，贴上“慢行”标识。

（五）测试与改进阶段：产品质检，迭代升级

1.【热点】“不倒翁质检局”的考验（约15分钟）

（1）稳定性测试：每位学生完成初步制作后，进入“质检环节”。学生将自己的作品放在测试台上，进行“推一推”、“按一按”的考验。观察作品是否能快速恢复直立，是否出现侧翻或重心偏移。

（2）互评与诊断：小组内互相测试。如果发现“不倒翁”变成了“倒翁”，引导学生扮演“故障诊断师”，分析原因：是配重太轻？还是没粘在底部？还是装饰物太重导致头重脚轻？根据诊断结果，学生返回工位进行快速改进。这个过程是培养批判性思维和解决问题能力的黄金时机。

（3）迭代再测试：改进后，再次进行测试，直至作品达标。让学生体验“失败—分析—优化—成功”的完整工程循环，理解“作品是改出来的，不是一次做出来的”。

（六）展示与评价阶段：成果发布，交流共进

1.【高频考点】“创意产品发布会”（约10分钟）

（1）布展：各小组将经过测试的合格作品摆放到“创意工坊”展示区，并放置好设计工单。

（2）路演：每组选派一位“产品经理”进行1分钟推介。介绍内容包括：作品名称、安全宣传主题、设计创意来源、制作中遇到的困难及如何解决。例如：“大家好，这是我们的作品‘交警熊猫’……一开始它总是往前倒，我们发现是它的帽子（瓶盖做的）太重了，后来换成了轻卡纸，它就站稳了！”

（3）评价：采用多元评价方式。

【学生互评】全班同学手持“点赞贴”，贴在自己最喜欢（最具创意、最稳定、最符合主题）的作品旁边。

【教师点评】教师从科学性（是否真正“不倒”）、艺术性（造型色彩是否美观）、创新性（材料运用、主题表达是否有新意）、合作性（小组配合是否默契）四个维度进行总结性评价，颁发“最佳设计奖”、“最稳如泰山奖”、“最佳环保创意奖”等虚拟奖项，给予积极强化。

（七）拓展与延伸阶段：从玩具到科技，看向生活

1.【重要】【热点】寻找生活中的“不倒翁”（约5分钟）

（1）思维发散：教师提问：“今天我们是小小工程师，造出了有趣的不倒翁。其实，科学家和工程师们也把这个原理用在了很多重要的地方。你们猜猜，哪里还有‘不倒翁’的身影？”引导学生联系生活大胆猜测。

（2）视野拓展：教师通过图片或短视频，快速展示生活中的应用：①【文物修复】唐代的“银香囊”和“青铜奔马”（铜奔马）如何利用重心原理保持平衡；②【安全设计】沙滩上的不倒翁沙滩机、汽车里的防眩目不倒翁杯架、地震中的不倒翁家具、甚至是大桥桥墩的设计；③【尖端科技】介绍“不倒翁式”的浮标、海上钻井平台是如何通过降低重心抵抗风浪的。让学生惊叹于古老智慧与现代科技的交融，将课堂学习延伸至广阔的真实世界，激发持续探究的欲望。

（3）课后任务：“寻找身边的‘不倒’智慧”，用绘画或照片记录下来，下节课进行分享。

六、教学评价设计

本设计采用过程性评价与终结性评价相结合的量规，注重对学生学习轨迹的记录。

评价维度

评价指标（星级标准）

评价方式

劳动态度

积极参与制作，主动承担小组职责；工具使用规范，材料整理有序，保持环境清洁。

教师观察、小组互评

科学探究

能清晰说出“上轻下重、底部半球”的原理；在测试中能准确诊断问题（如重心偏移）并有效改进。

过程记录、作品稳定性测试

创意设计

设计图清晰表达构思；作品造型独特，色彩协调；能巧妙运用废旧材料，且与宣传主题紧密契合。

设计工单、作品展示、学生互评

表达交流

能自信、清晰地介绍自己的作品和设计过程；能认真倾听他人发言并提出友好建议。

现场表现、组内贡献度

七、教学反思与预设

（一）预设与应对

1.配重粘不牢：低年级学生手指力量弱，橡皮泥可能无法牢固粘在蛋壳内壁。对策：提供双面胶或小块海绵胶作为辅助，将橡皮泥先粘在胶上再塞入蛋壳。

2.装饰过重：学生为了追求美观，可能使用超轻粘土做大面积装饰，导致头重脚轻。对策：在装饰环节开始前，专门进行“轻重对比”小实验，让学生掂量不同材料的重量，引导其优先选择轻质材料。

3.小组合作冲突：部分学生