小学二年级综合实践活动《设计与测试：我的创意降落伞》教案

小学二年级综合实践活动《设计与测试：我的创意降落伞》教案

  一、课程理念与设计思路

  本教案立足于《义务教育课程方案（2022年版）》与《中小学综合实践活动课程指导纲要》的核心精神，秉持“做中学、创中学、用中学”的实践哲学，深度融合STEAM教育理念与项目式学习范式。课程以“创意降落伞”为具象化载体，旨在引导二年级学生经历一个完整的、微缩版的“工程设计循环”。活动超越了传统手工制作的范畴，将探究重心从“制作一个物品”转向“解决一个真实问题——如何让物体安全缓慢降落”。通过这一过程，有机整合科学探究（空气阻力、重力）、技术工程（设计、制作、测试、改进）、数学应用（测量、比较、简单数据记录）、艺术表现（造型、色彩、装饰）及语言表达（方案阐述、过程描述、反思分享）等多学科知识与能力，培养学生的系统思维、动手实践、团队协作与创新意识。课程设计遵循儿童认知发展规律，以游戏化、故事化的情境导入，以阶梯式、支架化的任务驱动，引导学生在安全、支持、富有挑战性的环境中，像“小小航空航天工程师”一样思考和工作。

  二、学情分析

  本节课的教学对象为小学二年级学生，年龄约为7-8岁。在认知特点上，该学段学生正处于具体运算阶段初期，思维具有具体形象性，对抽象概念的理解需要依托直观的操作和体验。他们好奇心旺盛，乐于动手，对周围世界充满探究欲望，但注意力集中时间相对较短，持久探究能力有待培养。在知识技能基础上，学生已具备初步的剪刀使用、简单粘贴、绘画装饰等劳动技能；在数学上对大小、轻重、快慢有定性感知，但缺乏定量测量与精确比较的经验；在科学上对“力”有模糊的生活感受，但尚未形成明确概念。在社会性发展方面，他们开始有小组合作的意愿，但分工协作、有效沟通、解决冲突的能力仍需教师精心引导。基于以上分析，本设计将核心概念“空气阻力”转化为“降落伞兜住空气”的生动比喻；将工程设计流程分解为“想、做、试、改”四个清晰的、可操作的步骤；并提供大量可视化范例、实物对比和即时反馈，以支持学生在“最近发展区”内进行有意义的探索。

  三、学习目标

  依据综合实践活动的课程特性与核心素养导向，设定以下三维学习目标：

  1.价值体认与责任担当：通过了解降落伞在救援、空投、航空娱乐等领域的实际应用，感受科技产品对人类生活的帮助，激发对航空航天领域的好奇与向往。在小组合作中，初步树立质量意识、安全意识和倾听、分享的团队责任感。

  2.问题解决与创意物化：

  （1）能够基于“减缓降落速度”的核心问题，提出至少一项简单的设计猜想（如：“伞面大一点可能落得慢”）。

  （2）能够根据设计草图或口头方案，选择合适的材料（如不同材质的伞面、不同粗细的伞绳），安全使用工具（安全剪刀、胶带），独立或合作完成一顶具有个人或小组特色的创意降落伞模型制作。

  （3）能够执行简单的对比测试，观察并口头描述不同设计（如伞面大小、形状、悬挂物重量）对降落速度的影响现象。

  （4）能够基于测试观察，提出一条改进设想（如：“我想把伞绳加长试试”或“我想换一个更轻的‘小乘客’”），并尝试实施优化。

  3.思维方法与跨学科理解：

  （1）（科学）通过观察与体验，初步建立“空气可以产生阻力，阻碍物体下落”的感性认识，理解降落伞工作的基本原理。

  （2）（数学）能在教师指导下，使用非标准单位（如“几拃长”）进行粗略测量，并能对降落时间进行“快、慢”的定性比较与简单描述。

  （3）（技术与工程）亲历“明确问题→构思方案→制作模型→测试评估→改进优化”的简易工程设计流程，体会迭代改进的价值。

  （4）（艺术）能在伞面设计、装饰中表达个人或小组的创意与审美。

  四、教学重点与难点

  教学重点：引导学生在“设计-制作-测试-改进”的完整循环中，理解降落伞减缓下落速度的基本原理（空气阻力），体验工程设计的核心过程。

  教学难点：帮助学生从对现象的表象观察（“这个落得快，那个落得慢”），转向对变量间简单因果关系的初步思考与表达（“因为我的伞面比较大，所以它下落时好像更稳更慢”），并能有依据地进行设计调整。

  五、教学准备

  1.物料准备：

  （1）探究材料包（按小组配备）：多种材质的伞面试样（如轻薄塑料袋、无纺布、餐巾纸、拷贝纸等，裁剪成不同尺寸）、多种类型的伞绳（如棉线、尼龙线、细麻绳）、低粘性胶带（美纹纸胶带）、安全剪刀、用于固定的轻型夹子若干。

  （2）测试“乘客”：重量不同但体积相近的小物件（如小橡皮、轻质塑料小人、小螺帽，需确保安全无尖角）。

  （3）记录工具：小组实验记录单（以图画、贴纸、简单符号为主要记录方式）、彩色笔。

  （4）展示与装饰材料：彩色贴纸、水彩笔、亮片、小绒球等（供美化伞面）。

  2.环境与设备准备：

  （1）室内活动区：具备较大平面空间的教室或专用活动室，桌椅可灵活分组摆放。设置“材料超市”、“设计工坊”、“测试风云榜”、“展示交流墙”等功能区域。

  （2）测试区：在确保安全的前提下，划定室内统一高度的测试点（如从一张稳固的课桌面下落），地面铺设软垫。准备用于慢动作录像的平板电脑（可选，用于课后回顾分析）。

  （3）多媒体资源：制作包含降落伞实际应用（救援、空投、滑翔伞）、不同造型降落伞、慢镜头下降落伞工作过程的短视频或图片PPT。准备背景音乐（如用于制作环节的轻松音乐，用于测试环节的紧张音效）。

  3.安全预案：

  （1）工具安全：课前进行安全剪刀使用规范训练与考核，强调“传递时合拢刀口”、“使用时刀尖朝外”。

  （2）测试安全：明确规定测试时下方无人，按顺序进行，禁止向楼下或窗外抛投。轻质“乘客”以防意外掉落。

  （3）材料管理：细小物品如珠针等尖锐物严禁使用，所有材料需符合儿童安全标准。

  六、教学实施过程（总计约3-4课时，每课时40分钟）

  第一课时：情境导入与原理初探

  （一）创境激趣，提出问题（约15分钟）

  1.故事引路：教师以“太空探险家‘小知号’返回舱返回地球”的卡通故事开场，利用多媒体展示返回舱穿越大气层的震撼画面，抛出问题：“从那么高的地方掉下来，怎样才能保证‘小知号’和里面的宇航员叔叔阿姨安全着陆呢？”

  2.聚焦核心：学生自由发言后，教师揭示答案——降落伞。播放一段简短的、多种场景下的降落伞工作视频（救援跳伞、物资空投、火星探测器着陆等），引导学生观察降落伞打开前后的下落状态变化。教师提问：“你看到了什么变化？降落伞好像有什么‘魔法’，能让东西慢慢飘下来？”引导学生初步说出“慢下来”、“飘”、“像有东西托着”等观察。

  3.明确挑战：教师出示本次活动的驱动性任务：“今天，我们都要成为‘小小航空航天工程师’，接受一项重要挑战：为我们的‘特派员’（展示测试用‘乘客’）设计并制作一顶创意降落伞，让它能从高处安全、平稳、缓慢地降落到指定区域。比一比，谁的降落伞最能保护‘特派员’安全？”

  4.初识结构：展示几种不同造型（圆形、方形、十字形）的简易降落伞模型，让学生快速指认“伞面”、“伞绳”、“悬挂物”三部分，建立基本结构认知。

  （二）探究“空气的托举力”（约20分钟）

  1.对比实验：教师演示两个对比实验。实验一：同时释放一张平铺的纸和一张揉成团的纸，观察下落快慢。实验二：释放一张平铺的纸，观察其飘落轨迹；然后用书本等物在纸下方快速扇动，模拟气流，观察纸的变化。引导学生讨论：“为什么平的纸落得慢？书本扇风时，纸怎么了？”目标指向“空气”的作用。

  2.概念具象化：教师总结：“原来，我们周围看不见的空气，当物体形状合适时，会‘托住’它，让它慢点往下掉。这个‘托’的力，我们可以叫它‘空气的托举力’或‘空气阻力’。”用“用手掌向上托住一本书”的动作用以类比。

  3.联系应用：回到降落伞图片，提问：“降落伞的哪个部分，最主要负责去‘兜住’空气，产生这个‘托举力’呢？”（伞面）“伞绳又起了什么作用？”（连接和稳定）“所以我们设计时，要特别思考怎么让伞面更好地‘工作’。”

  4.记录启示：分发小组记录单第一页，让学生用图画的方式，画出他们理解的“空气托住降落伞”的样子。教师巡视指导，鼓励个性化表达。

  （三）课后延伸观察（约5分钟）

  布置小任务：请学生回家后，寻找生活中利用“空气托举力”或类似原理让物体减速或飘起来的例子（如蒲公英种子、枫叶、某些玩具），可以拍照或画下来，下次课分享。

  第二课时：设计构思与模型制作

  （一）回顾与分享（约10分钟）

  1.分享课后发现，巩固对空气阻力的生活化认知。

  2.重温挑战任务和降落伞基本工作原理。

  3.宣布本节课任务：完成设计图并制作出降落伞原型。

  （二）设计工坊：构思我的方案（约20分钟）

  1.材料探索：学生以4-5人为一小组，到“材料超市”参观。教师引导学生用看、摸、轻轻扇动等方式，感受不同伞面材料的轻重、软硬、透风性；观察不同伞绳的粗细、强度。提出问题引导思考：“你觉得哪种材料做伞面，可能更容易‘兜住’空气？为什么？”“伞绳是长一点好还是短一点好？是粗一点好还是细一点好？”

  2.变量聚焦：教师通过提问，引导学生聚焦可能影响降落效果的几个关键变量，并将其简化为三个“设计密码”：A.伞面大小与形状；B.伞绳长度与数量；C.“乘客”（悬挂物）的轻重。明确本次设计可以主要围绕其中一个或两个“密码”进行探索。

  3.绘制设计图：每个学生在记录单第二页“我的设计图”区域，画出自己心目中的降落伞。要求用图画标明用的材料（可以用实物小样粘贴）、关键的尺寸想法（如“伞面有我两个手掌大”、“伞绳和我的手臂一样长”），并给自己的降落伞起一个酷炫的名字（如“彩虹护航号”、“稳如泰山伞”）。鼓励在伞面上设计图案。教师巡回指导，通过与学生的对话，帮助他们厘清设计思路，如：“你这里画了八根伞绳，为什么？”“你选的这个塑料袋做伞面，是看中了它很轻吗？”

  4.小组方案交流：组内轮流展示自己的设计图，用“我计划用……因为……”的句式简单阐述。小组讨论，可以互相提建议，也可以决定是各自制作不同的设计进行对比，还是合作完成一个共同认可的最佳方案。

  （三）制作工坊：动手实现创意（约40分钟，可延伸至课后服务时间）

  1.制作要点讲解：教师统一讲解几个关键制作技巧：伞面如何裁剪得相对对称；伞绳如何均匀地粘贴或绑在伞面边缘（强调粘牢）；多条伞绳的另一端如何汇集并牢固地连接到“乘客”上。同时反复强调工具使用安全和桌面整洁。

  2.分组制作：学生领取自己所需的材料，回到“设计工坊”开始制作。播放轻松的背景音乐。教师化身“工程顾问”，巡视全场，提供必要的技术支援，重点关注操作安全、连接牢固度，并鼓励学生遇到问题时先小组内商量解决。对于提前完成的小组，鼓励他们用装饰材料美化伞面，或为“乘客”制作一个舒适的“座椅”。

  3.过程记录：引导学生在制作过程中或完成后，在记录单上贴一个或画一个表情符号，记录制作时的心情，并简单写或画下制作中遇到的一个小困难或小发现。

  第三课时：测试优化与迭代升级

  （一）制定测试规则（约10分钟）

  1.回顾设计目标：安全、平稳、缓慢。

  2.确定测试方法：统一从教室讲台桌面（约75厘米高）的边缘，由设计者手持伞面中心，让伞自然下垂，然后同时释放伞面和“乘客”。强调释放动作要平缓，避免向下扔。

  3.明确观察重点：A.降落伞能否顺利张开？B.下落过程是直直掉落、摇摆还是旋转？C.与别的小组的相比，感觉是快是慢？D.“乘客”是否安全着陆（有无翻倒）？

  4.介绍“测试风云榜”：这是一个大型海报，分为“速度挑战区”（记录感觉较慢的）、“创意展示区”（记录设计独特的）、“稳健王者区”（记录下落平稳的）。测试后，学生可以将自己降落伞的名字贴到相应区域。

  （二）第一轮测试与现象观察（约20分钟）

  1.分组测试：小组依次到测试区进行测试。非测试小组作为观察员，在安全线外观摩。教师或指定学生助手用简单的语言进行“实况解说”，营造氛围。

  2.现象记录：测试后，学生回到座位，在记录单“第一轮测试”区域，用图画或符号记录自己降落伞的表现。例如，画一个“✓”表示顺利张开，画一个“蜗牛”表示感觉慢，画一个“漩涡”表示旋转厉害。

  3.初步归因：教师选择2-3个表现差异明显的降落伞进行对比展示，并邀请小设计师分享他们的设计参数（如“我的伞面是塑料袋，比较大”，“我的伞绳很短”）。教师引导全班观察和讨论：“你们觉得，为什么这个落得相对慢一些/快一些？”不追求标准答案，鼓励学生将观察到的现象与自己已知的设计变量联系起来猜想。

  （三）优化改进与第二轮测试（约30分钟）

  1.提出改进点：教师提问：“看了第一轮测试，你对自己的降落伞满意吗？如果希望它落得更稳更慢，你打算修改哪里？怎么改？”引导学生基于观察和讨论，提出至少一条具体的改进设想。例如：“我想再加两根伞绳，让它更平衡。”“我想换一个更轻的‘乘客’。”“我想把伞面剪成八边形试试。”

  2.实施优化：学生根据改进方案，领取补充材料，对自己的降落伞进行修改。这是一个至关重要的“迭代”环节，让学生体验“设计不是一次完成”的工程思维。

  3.第二轮测试与比较：改进完成后，进行第二轮测试。引导学生重点关注：“经过你的修改，降落伞的表现有变化吗？是你希望的变化吗？”在记录单上记录第二轮测试的表现，并与第一轮进行简单对比。

  4.登上“风云榜”：学生根据自己降落伞最终的特点，将其名字贴到“测试风云榜”的相应区域。

  第四课时：成果展示、反思总结与拓展延伸

  （一）创意博览会：展示与介绍（约20分钟）

  1.布置展台：各小组将最终版的降落伞、设计图、记录单整理好，在“展示交流墙”前布置成一个小展台。

  2.互动参观：学生持“点赞贴纸”轮流参观其他小组的展台。参观时，可以操作一下别人的降落伞（经允许），可以阅读设计图，也可以向小设计师提问。

  3.隆重推介：每个小组推选一名代表，向全班进行“产品发布会”。使用以下支架进行介绍：“我们降落伞的名字叫……它的特点是……我们在设计中最重要的考虑是……我们测试时发现……于是我们改进了……现在它……”

  4.同伴点赞：听众在听到精彩处或参观后，可以将“点赞贴纸”贴在自己欣赏的展台或设计图上，并可以说一句赞美或鼓励的话。

  （二）思维碰撞：回顾与反思（约15分钟）

  1.回顾历程：教师利用流程图或照片墙，带领学生回顾从“接受任务”到“探究原理”、“设计制作”、“测试改进”直至“展示交流”的完整过程，强化对工程设计流程的认知。

  2.深度反思：通过问题链引导学生进行元认知思考：“在整个活动中，你遇到的最大困难是什么？你是怎么解决的？”“如果再给你一次机会重新开始，你会改变最初设计的哪个地方？为什么？”“你觉得做一个好的‘小工程师’，最重要的能力或品质是什么？（如：耐心、仔细观察、愿意尝试、不怕失败、团队合作等）”

  3.概念升华：再次总结降落伞工作的核心——利用空气阻力。将学生的感性经验与科学术语做更明确的链接：“我们通过自己的设计、制作和测试，亲身验证了：伞面越大，兜住的空气越多，产生的空气阻力可能就越大；‘乘客’越轻，空气阻力相对作用就更明显，下落就可能更慢。这就是科学的奥秘！”

  （三）拓展延伸与项目结束（约5分钟）

  1.真实世界链接：展示更复杂的降落伞系统（如带导向槽的、可控制的）、火星探测器使用的超音速降落伞图片，让学生知道今天的探索只是科学的起点。

  2.创意挑战：提出课后可选挑战项目：A.你能设计一顶能准确降落在桌面小圈内的“精准空投伞”吗？B.试试用不同的材料（如旧手帕、保鲜膜）制作，效果如何？C.为你的降落伞编写一个冒险故事。

  3.成果收纳：学生将自己的降落伞、设计记录单等整理放入个人“项目成长档案袋”。教师给予每个学生积极的、具体的口头评价，并颁发“小小航空航天工程师”参与证书（或印章），庆祝项目圆满完成。

  七、学习评价设计

  本课程采用“嵌入式”的过程性评价与发展性评价相结合的方式，贯穿活动始终。

  1.表现性评价：通过观察学生在小组讨论、设计阐述、制作过程、测试行为、展示交流中的实际表现，评估其探究兴趣、工具使用技能、合作沟通能力、解决问题与批判性思维的水平。使用简明的观察检核表进行记录。

  2.成果性评价：主要依据学生的“项目成长档案袋”，其中包括：设计草图（评估创意与计划性）、制作的过程记录与反思（评估元认知与坚持性）、测试记录与对比（评估观察与归因能力）、最终作品（评估技术应用与物化能力）、展示介绍表现（评估表达与自信）。评价时侧重关注学生的进步、努力程度以及思维过程，而非仅仅追求作品的“完美”。

  3.互动性评价：包括学生的自评（“我给自己点亮几颗星”）、同伴互评（“点赞贴纸”与口头反馈）、以及教师的即时性描述性反馈。强调评价的激励性与指