小学一年级科学（技术与工程领域）教案-巧手小工程师：玩具诊断与工具初体验

小学一年级科学（技术与工程领域）教案——巧手小工程师：玩具诊断与工具初体验

  一、课程理念与核心素养指向

  本教学设计以《义务教育科学课程标准（2022年版）》为指导，立足于小学一年级学生的认知特点与生活经验，聚焦“技术与工程”领域的学习内容。课程核心在于引导学生从被动使用物品转向主动理解物品的构成与功能，初步建立“结构-功能”的联系，并在此过程中孕育工程思维的萌芽。我们强调在真实、富有童趣的“修理玩具”情境中，激发学生主动探究的欲望，通过观察、描述、尝试、交流等一系列实践活动，培养学生的动手操作能力、合作沟通能力以及初步的问题解决能力。本课超越了简单的技能学习，旨在让学生体验一次完整的、微缩版的“工程设计流程”：发现问题（玩具坏了）→分析问题（哪里坏了，可能的原因）→构思方案（用什么修，怎么修）→实施制作（尝试修理）→评价改进（修好了吗，好用吗）。这不仅是科学实践的启蒙，更是劳动教育与创造力培养的有机融合，充分体现了跨学科学习的理念。

  二、课标与教材分析

  在《课程标准》中，本课内容对应“技术与工程”领域的核心概念“技术的核心是发明，工程的核心是建造”，其具体学习内容要求为：1.利用提供的材料和工具，通过口述、图示等方式表达自己的设计与想法，并完成任务。2.认识身边的人工世界，知道常见工具的功能和使用方法。教材以“修理玩具”为主题，巧妙地选择了贴近学生生活的真实问题作为学习载体。其编排逻辑是从具体现象（玩具不工作了）出发，引导学生关注物体的组成和状态，进而引入简单工具（如胶水、螺丝刀）的认识与安全使用，最终指向问题的尝试性解决。本课是学生系统接触“技术与工程”实践的起点，因此在知识深度上要求适中，但在过程体验和态度养成上要求极高。教学重点应放在引导学生经历有目的、有步骤的观察和动手过程，并学会用语言或图画初步表达自己的思考。

  三、学习者分析

  一年级学生年龄多在6-7岁，其思维正处于前运算阶段向具体运算阶段过渡的时期，以具体形象思维为主。他们对周围世界，尤其是自己的玩具，充满强烈的好奇心和探索欲。大部分学生具有“玩”玩具的丰富经验，但“修”玩具的经验相对匮乏，往往停留在向成人求助的阶段。他们的动手操作能力正在快速发展，但手部小肌肉群尚不发达，使用工具的动作可能不够精准，安全意识薄弱。在认知上，他们能够观察和描述物体的明显特征，但难以进行系统的分析和归因；能够进行简单的联想，但逻辑推理能力初步发展。在社交情感上，他们乐于分享，喜欢被表扬，但在小组合作中容易以自我为中心，需要明确的角色分工和任务引导。基于以上分析，本教学设计将创设一个充满支持和鼓励的安全心理环境，提供结构清晰、步骤分明的活动支架，将复杂的“修理”任务拆解为可操作的“诊断”与“连接”小任务，并通过游戏化、角色扮演（“小工程师”）的形式维持学生的学习兴趣与专注力。

  四、教学目标

  基于以上分析，确立本课时教学目标如下：

  1.科学观念：通过对损坏玩具的观察，知道许多玩具是由不同部分连接组成的；认识胶水、螺丝刀等常见连接工具及其安全、简单的使用方法；了解“连接”是让物体部分组成整体的常见方式。

  2.科学思维：能在教师指导下，对玩具“不工作”的原因进行有依据的猜想（如是否某个部分脱落了）；能通过观察和比较，初步判断损坏的类型（如断裂、脱落）；能使用图画或简单语言表达自己的修理想法。

  3.探究实践：能利用多种感官对损坏的玩具进行有序观察，描述其损坏情况；能在成人监督下，安全地尝试使用胶水、螺丝等材料工具对简单的断裂或脱落部位进行连接修复；能与同伴交流自己的发现和做法。

  4.态度责任：对修理玩具产生浓厚的兴趣，愿意动手尝试解决问题；在使用工具和材料时，初步建立安全意识，养成爱护工具、整理物品的习惯；在小组活动中，愿意倾听同伴的想法，体验合作的乐趣。

  五、教学重难点

  教学重点：引导学生经历“观察损坏现象→猜想原因→选择合适方法尝试连接”的完整探究过程。

  教学难点：学生能安全、正确地使用简单工具进行连接操作，并能用较清晰的语言或图画描述自己的修理计划和过程。

  六、教学资源与材料准备

  1.教师准备：

   (1)多媒体课件：包含“玩具医院”情境动画、各种玩具连接部位的微距展示图、安全使用工具儿歌视频、工程师工作场景图片。

   (2)示范用“损坏”玩具：轮子脱落的小汽车（可用磁吸或卡扣式）、手臂断裂的塑料玩偶（断裂面整齐）、电池盖松动的发声玩具。每种损坏类型典型、安全。

   (3)工具与材料展示板：实物展示胶水（固体胶、白乳胶）、双面胶、透明胶带、螺丝刀（一字、十字，塑胶手柄）、塑料安全螺丝、纽扣电池等，并配有大幅图片和名称标签。

   (4)“我是小工程师”工作证、奖励贴纸（工具形状）。

   (5)“玩具诊断书”学习单（大幅图画式，附有“玩具样子”、“哪里坏了”、“我的办法”、“修理后”等图示化填写区域）。

   (6)安全提示标志牌。

  2.小组准备（4-6人一组）：

   (1)装有“待修玩具”的“急诊箱”：内装2-3种不同类型损坏的简单玩具，如掉轮子的积木小车、书页脱落的布书、散开的串珠等。确保无尖锐边缘，易修复。

   (2)“工具材料盒”：内放儿童安全剪刀、塑料螺丝刀套装、固体胶、双面胶、几枚塑料螺丝螺母、几段毛根。

   (3)小组工作台垫、抹布。

  七、教学实施过程

  （一）情境导入，角色唤醒（预计时间：8分钟）

   教师活动：

   1.播放一段精心制作的简短动画：画面中，一个名为“乐乐”的小朋友对着散架的小卡车、不亮的玩具灯笼伤心。画外音：“我的朋友们都‘生病’了，谁能帮帮它们？”随后，“智慧爷爷”出现，说：“我们需要心灵手巧的‘小工程师’！”

   2.动画结束后，教师身着印有工具图案的围裙，神秘地出示“玩具医院”的招牌，并佩戴上“总工程师”的胸牌。以充满感染力的语言说：“小朋友们，欢迎来到‘玩具医院’！刚才的求助信号大家都收到了吗？今天，我们都有一个光荣的新身份——（停顿，展示‘小工程师’工作证）对，‘巧手小工程师’！我们的使命就是：诊断玩具的‘病情’，并想办法治好它们！”

   3.颁发“小工程师”工作证（可让学生自己贴上姓名贴），并带领全体学生宣读“工程师誓言”（简化版）：“小小工程师，眼睛亮晶晶。动手又动脑，安全记在心！”

   学生活动：

   1.观看动画，被故事情境吸引，自然产生帮助的愿望。

   2.领取并佩戴工作证，融入“小工程师”角色，跟随老师宣读誓言，初步建立仪式感和责任感。

   设计意图：

   通过卡通情境和角色扮演，瞬间点燃一年级学生的学习热情，将“修理”这一任务转化为充满童趣和使命感的游戏。明确的角色赋予能有效规范后续活动中的行为。“誓言”的宣读，巧妙地植入了本节课关于仔细观察和安全操作的核心要求。

  （二）聚焦问题，初识“病因”（预计时间：12分钟）

   教师活动：

   1.【案例诊断】教师出示那辆轮子脱落的小汽车，模仿它的声音：“哎哟哟，我跑不起来了，浑身没力气，小工程师们，快帮我检查一下怎么了？”引导学生观察。

   2.【引导观察】提问：“请大家用你们明亮的‘工程师眼睛’仔细看，这辆小汽车和一辆健康的小汽车比，有什么不一样？”预计学生会回答“轮子掉了”。教师追问：“轮子原来应该在哪里？它是怎么和车身连在一起的？”让学生观察车轮轴和车身上的插孔。揭示：像这样，本来连在一起的部分分开了，是一种常见的“病”——“连接失效”。

   3.【拓展认知】接着出示手臂断裂的玩偶和电池盖松动的发声玩具。引导学生分别观察：“这个玩偶的‘病’和汽车一样吗？哪里不一样？”（断了，不是简单地掉下来）“这个会唱歌的玩具为什么不响了？我们检查一下它的‘能量入口’（电池仓）。”打开电池盖，展示松动的电池接触片。总结：“玩具们‘生病’的样子各不相同，但很多都是身体的‘一部分’出了问题，或者该连接的地方没有连接好。”

   4.【揭示课题】教师在黑板上贴出图片：一个散开的玩具和组成它的几个部分。用图示连接并板书关键词：“组成→连接→整体”。“今天，我们小工程师的首要工作，就是学习如何让这些分开的部分，重新安全、牢固地‘连接’起来。”

   学生活动：

   1.集中观察教师提供的范例玩具，积极回应教师的提问，尝试用语言描述看到的损坏现象。

   2.通过对比观察，初步感知“脱落”、“断裂”、“松动”等不同损坏状态。

   3.跟随教师的图示和讲解，初步理解“连接”是让部分构成整体的关键。

   设计意图：

   此环节是科学探究的起点——“提出问题”和“作出假设”的启蒙。教师通过三个典型案例，引导学生在观察比较中，学会如何“描述问题”，将模糊的“坏了”具体化为“哪里坏了”、“怎么坏的”。这培养了学生基于证据提出看法的科学思维。图示化板书将抽象概念具体化，符合一年级学生的认知特点。

  （三）探秘工具，明确法则（预计时间：15分钟）

   教师活动：

   1.【工具总动员】指着“工具材料展示板”，说：“工欲善其事，必先利其器。工程师都有好帮手，看，这是我们‘玩具医院’的‘法宝库’！”依次介绍胶水、胶带、螺丝刀和螺丝等，拿起每样工具，慢动作演示其基本握持方法，并配以生动的命名（如“粘合专家——白乳胶”、“紧固兄弟——螺丝和螺丝刀”）。

   2.【功能大猜想】拿起掉轮子的小汽车和固体胶，问：“我想用这个‘粘合专家’把轮子粘回去，可以吗？”让学生讨论。随后，将轮子轴对准插孔，“咔嗒”一声扣回去。“看，对于这种‘卡扣’式连接，有时候我们只需要对准位置，用力一按，比胶水更管用！”再拿起断裂的玩偶和螺丝刀：“能用‘紧固兄弟’把这个断臂像钉木板一样拧起来吗？”引导学生思考材质差异（塑料太薄，易碎）。

   3.【核心匹配】总结：“原来，不同的‘病情’，需要不同的‘法宝’。面对‘脱落’，我们要先试试能不能‘对位安装’；面对‘断裂’，‘粘合专家’可能更擅长；面对‘松动’，‘紧固兄弟’就能大显身手。”形成简单的匹配关系图。

   4.【安全第一课】播放《工具安全儿歌》视频，内容涵盖“不把工具指他人”、“用完放回原处”、“胶水不能碰嘴巴”等。教师随后出示大的安全警示图标（如“惊叹号”表示小心、“对钩”表示正确做法），带领学生逐条解读，并作为“医院安全守则”贴在墙上。强调：“真正的工程师，第一本领就是安全操作。”

   学生活动：

   1.认识各种常见连接工具和材料，了解其名称和基本外形。

   2.积极参与“功能猜想”，在教师引导下思考工具与任务的匹配性，初步理解“根据问题选择工具”的工程思想。

   3.学唱安全儿歌，识别安全图标，大声跟读安全守则，树立强烈的安全意识。

   设计意图：

   这是本节课知识技能传授的关键环节。将工具学习融入功能探究和安全教育中，避免了枯燥的识记。通过“猜想-验证”的方式，让学生初步体会工程决策的过程：选择方案需要基于对问题和材料特性的分析。将安全规范以儿歌和图标这种儿童喜闻乐见的形式呈现，记忆深刻，易于执行。

  （四）实践探究，玩具“手术”（预计时间：25分钟）

   教师活动：

   1.【领取任务】宣布：“现在，‘玩具医院’急诊部收到了第一批‘小病人’，它们就在各组的‘急诊箱’里。请各小组的‘主治工程师’（组长）领取‘玩具诊断书’（学习单）和‘工具材料盒’。”

   2.【诊断与计划】引导学生按照学习单上的图示步骤进行：第一步：取出一个玩具，小组共同观察，说说它原来是什么，现在哪里坏了。由一名记录员在“玩具样子”和“哪里坏了”栏画图或请老师写字。第二步：小组讨论“我的办法”，打算用什么工具材料来修，也在学习单上做标记。

   3.【巡回指导】教师深入每个小组，进行差异化指导：

    *对观察描述困难的小组：用提问引导，“它少了什么？”“这两个部分原来是在一起的吗？”

    *对工具选择犹豫的小组：拿起损坏部件，让他们摸摸材质，想想是“要粘”还是“要拧”或者“要扣”。

    *对操作遇到困难的学生：进行手把手的辅助，如帮助固定涂胶水的部位，演示如何旋转螺丝刀。

    *始终监督安全守则的执行，及时表扬操作规范、合作有序的小组。

   4.【实施修理】给予学生充足的时间，尝试按照自己的计划进行修复。鼓励学生如果第一种方法不成功，可以小组内讨论换另一种方法。

   5.【记录与整理】修理完成后，指导学生在学习单“修理后”一栏画下玩具修好的样子。并督促学生按照工具材料盒上的标识，将工具和剩余材料整理归位，清理工作台。

   学生活动：

   1.小组协作，观察、讨论并记录玩具的损坏情况。

   2.制定简单的修理计划，并在教师指导下选择合适的工具材料。

   3.动手尝试修理玩具，在实践中体验连接的过程，可能经历失败和调整。

   4.完成学习单记录，并整理工具和桌面。

   设计意图：

   这是整个教学设计的核心实践环节，是科学探究“制定计划”、“搜集证据”、“处理信息”的综合体现。学习单作为思维和行动的“脚手架”，引导学生有序地开展探究。小组合作的形式培养了沟通与协作能力。允许试错和方案调整，是工程实践的本质体现。整理环节是对责任态度的具体落实。

  （五）展示交流，评价反思（预计时间：10分钟）

   教师活动：

   1.【举办“康复庆功会”】教师以欢快的语调宣布：“经过各位小工程师的精心治疗，第一批‘小病人’大多康复啦！现在，我们召开‘康复庆功会’，请各小组来展示你们的成果！”

   2.【多维展示】邀请2-3个小组上台。

    *展示一：分享“诊断书”。请小组成员介绍：“我们修的是什么？它原来是哪里坏了？我们用了什么办法？”教师引导台下学生倾听，并可以提问。

    *展示二：演示功能。让修好的玩具“动起来”，如推动小车、展示布书的完整页面。

   3.【引导性评价】教师的评价侧重于过程而非结果：“这个小组观察得非常仔细，连这个小卡扣都发现了。”“他们遇到胶水粘不牢时，想到了换用双面胶试试，这种爱动脑筋的做法真棒！”“我看到他们组的工具收拾得整整齐齐，真是合格的工程师！”

   4.【拓展反思】提出问题：“有没有哪个玩具，我们用了很大努力，但还是没有完全修好？或者修好了但不如以前结实了？”引导学生思考连接的强度、材料的匹配等更深层次的问题，并自然指出：“有些复杂的‘手术’，需要更专业的工具和知识，可以请家长或真正的修理师傅帮忙。我们今天迈出了了不起的第一步！”

   学生活动：

   1.小组代表上台展示和介绍自己的修理过程与成果。

   2.认真倾听其他小组的分享，学习不同的方法。

   3.在教师引导下，反思实践过程中的成功与不足，理解工程改善的无限空间。

   设计意图：

   展示交流环节是“表达交流”和“评价反思”素养培养的关键。它为学生提供了梳理思路、组织语言的机会。教师的评价指向科学态度、探究方法和合作精神，发挥了积极的导向作用。最后的拓展反思，将课堂学习延伸到生活，既肯定了学生的努力，又打开了更广阔的视野，体现了科学学习的开放性。

  （六）总结延伸，启迪未来（预计时间：5分钟）

   教师活动：

   1.【课堂总结】教师带领学生回顾板书：“今天，我们扮演了巧手小工程师，发现了玩具‘生病’常常是因为‘连接’出了问题。我们认识了连接工具，学习了安全规则，还亲手进行了‘诊断’和‘修复’。我们不仅让玩具恢复了功能，更收获了一双会发现问题的眼睛和一双敢于尝试的巧手。”

   2.【生活延伸】布置开放式实践任务：“请小工程师们回家后，在家长的陪同下，检查一下自己的图书（脱页）、文具（笔帽松动）等，看看能不能用今天学到的方法和思想，当一次家里的‘维修小能手’。记住，安全永远是第一位！”

   3.【激励结课】教师向所有学生颁发“巧手小工程师”奖章（贴纸），并结语：“科学的探索无止境，工程的创造乐无穷。保持你们的好奇心和动手的热情，未来，你们一定能成为解决更大问题的真正工程师！下课！”

   学生活动：

   1.跟随教师回顾本节课的主要经历和收获。

   2.领取拓展任务，将学习兴趣延伸至课外。

   3.获得奖励，体验成功的喜悦，带着成就感结束课程。

   设计意图：

   总结提升学习价值，将具体的活动经验上升为初步的科学观念和工程意识。生活化的拓展任务建立了学校学习与家庭生活的链接，促进知识的迁移与应用。充满激励的结课语呵护了学生的探究火种，体现了科学教育的长远育人目标。

  八、板书设计

  （在黑板上呈现以下图示化板书）

   巧手小工程师

   （主题居中，配工具简笔画）

   发现“病情”→选择“法宝”→实施“手术”

   （眼睛图标）（工具图标）（手图标）

   观察：脱落？断裂？松动？匹配：粘？扣？拧？安全！合作！尝试！

   核心奥秘：部分→【连接】→整体

  九、教学反思与特色

  （本部分为教学设计者自我评估与提炼