【新教材】苏教版（2017）四年级上册科学专项学习《像工程师那样》备课集体教案

第第页【新教材】苏教版（2017）四年级上册科学专项学习《像工程师那样》备课集体教案课题19.像工程师那样课时1/4授课时间核心概念生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。学习内容与要求6.6.1自然界中存在多种能量的表现形式。（中、高）知道声、光、热、电、磁都是自然界中存在的能量形式。教学目标科学观念：知道设计成一个LED手环选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作，要考虑很多因素。科学思维：动手动脑，选择合适的材料设计和制作满足个性化需求的LED发光手环，并向同伴展示交流。探究实践：在教师引导下、能上网查资料或实验探究解决可能出现的问题。态度责任：尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究和多种形式展示成果，体会工程实践的乐趣。教学重点在制作LED发光手环的完整过程中领会前期研究、制作模型和展示交流的基本方法。教学难点选择合适的材料连接LED电路及对手环进行装饰。教学准备教师材料：不同工程师的图片和视频。学生分组材料：纸、绝缘胶带、LED、纽扣电池、铜箔胶带、彩色纸、剪刀等。教学预设过程个性化修改一、复习导入1．这些房子，车的模型都是谁做出来的？（课件出示图片）工程师会干什么？生1：工程师。生2：造房子、汽车等。生3：造桥、飞机等。2．什么是工程师？（工程师是设计产品、结构或系统来改善人们生活的人。）生活中到处都有工程师的杰作，如手机、立交桥和房屋的结构，以及电脑的软、硬件系统。工程师有很多种类。我们先来看看土木工程师，课件出示视频。3.让我们一起来认识不同类型的工程师，不同职业类型的工程师从事不同的工作，但他们具有某些共同的素养。你知道是什么吗？举例说明。出示课件，介绍工程师具备的共同素养。不同职业门类的工程师虽然从事的具体工作不同，但他们具有某些共同的素养。1.工程师能绘制图纸。工程师绘图最初是用笔、圆规、纸、尺之类的工具，后来随着计算机及绘图技术的普及，计算机绘图成为主流。工程师借助电脑软件，在电脑上设计图纸，包括平面图、三维立体图等。2.工程师会制作产品模型。产品模型是指仿照产品的外形、颜色、形状等，通过特殊的方法做成与实际产品几乎一样的模型。模型制作的过程不仅渗透着工程师对产品的理解，而且也是工程师设计思想、设计创造的体现。不同行业有不同的产品模型，如建筑模型、汽车模型、日用品模型、机械模型等。3.工程师能运用数学和科学知识来解决问题。一个优秀的工程师都是受过良好的数学（微积分、函数等）和科学（物理、化学和生物学等）方面的教育。他们要使用数学家们研究出来的数学理论和数学工具，并把它们应用到科学家们发现的对物理世界的各种认识中去，设计出对社会有用的东西。4.工程师会使用各种工具和仪器。不同领域的工程师使用的工具和仪器也不同。比如工具可分为测量工具、切割工具、农用工具、电动工具等；仪器可分为测量仪器、光学仪器、实验室仪器、测绘仪器等。5．所有的工程项目都和人的需求有关，因此，工程师除了上述素养之外，还需要积累哪些知识和技能？课件出示视频，举例说明。教师出示课件：工程师还需要懂一些心理学、社会学、美学、艺术等方面的知识。那么工程师具备的共同素养有哪些呢？工程师具备的共同素养1．谁来说一说工程师具备的共同素养？生1：工程师能精确绘图。生2：工程师会制作产品模型。生3：工程师能运用数学和科学知识来解决问题。生4：工程师会使用各种工具和仪器。生5：工程师还需要懂一些心理学、社会学、美学、艺术等方面的知识。2．除了有这些，他们还必须有很强的学习能力，沟通能力等。工程师可真伟大，你有没有想过成为哪个种类的工程师呢？生1：质量工程师。生2：电子工程师。生3：园林工程师。。。。。。同学们懂得真多!3．下面我们来欣赏一段视频，课件出示：发光手镯。板书设计像工程师那样……明确问题（做一个LED手环）前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流课后反思课题19.像工程师那样课时2/4授课时间核心概念生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。学习内容与要求6.6.1自然界中存在多种能量的表现形式。（中、高）知道声、光、热、电、磁都是自然界中存在的能量形式。教学目标科学观念：知道设计成一个LED手环选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作，要考虑很多因素。科学思维：动手动脑，选择合适的材料设计和制作满足个性化需求的LED发光手环，并向同伴展示交流。探究实践：在教师引导下、能上网查资料或实验探究解决可能出现的问题。态度责任：尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究和多种形式展示成果，体会工程实践的乐趣。教学重点在制作LED发光手环的完整过程中领会前期研究、制作模型和展示交流的基本方法。教学难点选择合适的材料连接LED电路及对手环进行装饰。教学准备教师材料：不同工程师的图片和视频。学生分组材料：纸、绝缘胶带、LED、纽扣电池、铜箔胶带、彩色纸、剪刀等。教学预设过程个性化修改谈话导入活动二探究设计的一般流程明确问题明确问题时，问题可以来源于突发灵感产生的创意。留意生活中的需求，常常关注人们的需要或产生的短缺。明确问题还要坚持下面三个原则：首先明确问题的内容，包括问题表述本身是否明确，问题提出的原因是否明确，问题提出的目的是否明确。其次明确问题的价值，包括所提出问题是否遵循基本科学原理，现有技术能否解决该问题，解决该问题所需投入，投入与产出的比是否理想等。最后明确问题提出的限制因素，包括设计对象的特点和解决的标准，设计者的技术能力与条件。前期研究前期研究是为设计方案打下良好基础的重要环节，前期研究有助于更加有效地设计和制作。首先，要列出完成这个任务可能遇到的问题有哪些。其次，用多种方法查找有助于完成任务的资料，了解别人是怎么做的。最后，想一想这些资料对自己有什么启示。设计方案在小组里开展头脑风暴，想一想实现设计目标的所有可能的办法或方案。根据任务中的标准和限制条件，选出大家确认的最好想法，然后用设计草图及必要文字说明这些办法或方案。设计方案应规定设计的样式、功能及指标、制作的流程等。在开始动手之前想一想，要完成你的研究设计，有哪些限制条件是你必须要在工作中考虑的。制作模型选择一个比较可行的设计方案，制作一个模型进行测试，看这个设计方案是不是有效。（1）制作的模型可以用来检测未来产品的实际效果。（2）根据任务的具体情况，确定模型的大小、应重点呈现的部分等。（3）要选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作。模型一般用于检验某种产品的运行情况，包括它的工作状态、耐用性以及安全性等。模型可以是实物，也可以是小样。本活动制作的模型是实物。测试改进对照标准，测试效果。使用自己制作的模型，在实践中发现不足和改进方案，思考设计方案还能做哪些改进。优秀的作品必须经历不断修改、完善的过程。在测试时要注意安全。展示交流（1）介绍自己的作品，解答他人的疑问。说明你的设计方案是不是在你预先想到的限制条件下实现的，设计方法有哪些优点和改进，它是否达到产品设计的标准。（2）认真听取他人的建议，找到需要进一步改进的地方，然后改进作品。（3）可以采取PPT、工程设计报告、小报等多种形式。（4）尽可能详细地说明自己的设计思路和产品的工作原理。板书设计像工程师那样……明确问题（做一个LED手环）前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流课后反思课题19.像工程师那样课时3/4授课时间核心概念生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。学习内容与要求6.6.1自然界中存在多种能量的表现形式。（中、高）知道声、光、热、电、磁都是自然界中存在的能量形式。教学目标科学观念：知道设计成一个LED手环选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作，要考虑很多因素。科学思维：动手动脑，选择合适的材料设计和制作满足个性化需求的LED发光手环，并向同伴展示交流。探究实践：在教师引导下、能上网查资料或实验探究解决可能出现的问题。态度责任：尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究和多种形式展示成果，体会工程实践的乐趣。教学重点在制作LED发光手环的完整过程中领会前期研究、制作模型和展示交流的基本方法。教学难点选择合适的材料连接LED电路及对手环进行装饰。教学准备教师材料：不同工程师的图片和视频。学生分组材料：纸、绝缘胶带、LED、纽扣电池、铜箔胶带、彩色纸、剪刀等。教学预设过程个性化修改一、制作手环活动三制作个性化的LED手环明确问题很多女孩喜欢佩戴手环，还希望晚上戴时能闪闪发光。于是，LED手环应运而生。设计意图：明确本次工程活动的任务：设计并制作一个LED手环。基本要求：发光、安全、美观和个性化。前期研究（1）了解LED手环的制作方法。背景技术：一般手环，在手环表面设计不同的外观、色彩、造型或花纹，让消费者可随喜爱选购。具有发光功能的手环，是在手环上设置LED发光二极管，使手环发出光亮，增进美感。技术实现要素：制作一种趣味性高、节能环保、结构简单的LED发光手环。材料包括一个用以供穿套于手腕上的环带，环带两端分别固定于壳体两侧；一个表面透光的壳体，内部容置有控制电路板及电池，控制电路板分别连接开关及LED发光二极管，而壳体两侧接设有环带，并在壳体底部结合；一个用以将环带固定结合的盖体。（2）研究应该考虑哪些限制因素。节能：如果没有开关，LED发光二极管会闪烁不停，持续耗电不能自行断电，使电池耗尽造成浪费。安全：为了避免手环装置破损，损伤皮肤，应采用绝缘性能好的胶带装饰手环。（3）可能遇到的问题。①怎样让LED亮起来？②怎样加入开关？③可以选用哪些材料做装饰？设计意图：充分列出可能遇到的困难和问题，学会通过查阅资料了解他人的做法，或通过实验的方法解决问题，为后续的设计方案打下基础。设计方案（1）明确设计LED手环的一般要求。①功能要求：LED发光、个性化。②技术指标：节能、安全。③外观要求：美观，有一定的装饰效果。④耐用性：结构稳固，经久耐用。⑤成本要求：材料价格不能超过10元。（2）小组讨论，填写设计方案。在设计中需要做到以下几点。①设计方案时，小组内成员要充分、自由地发表各自的想法。（注意：方案内容包括选择的原料名称、操作步骤、实验注意事项、对手环外形的设计等）②根据任务中的要求，选出最好的想法。③用表格和画图的方式呈现设计方案。（注意：填写选择的原料名称，设计手环的大小、颜色、形状、装饰等）板书设计像工程师那样……明确问题（做一个LED手环）前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流课后反思课题19.像工程师那样课时4/4授课时间核心概念生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。学习内容与要求6.6.1自然界中存在多种能量的表现形式。（中、高）知道声、光、热、电、磁都是自然界中存在的能量形式。教学目标科学观念：知道设计成一个LED手环选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作，要考虑很多因素。科学思维：动手动脑，选择合适的材料设计和制作满足个性化需求的LED发光手环，并向同伴展示交流。探究实践：在教师引导下、能上网查资料或实验探究解决可能出现的问题。态度责任：尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究和多种形式展示成果，体会工程实践的乐趣。教学重点在制作LED发光手环的完整过程中领会前期研究、制作模型和展示交流的基本方法。教学难点选择合适的材料连接LED电路及对手环进行装饰。教学准备教师材料：不同工程师的图片和视频。学生分组材料：纸、绝缘胶带、LED、纽扣电池、铜箔胶带、彩色纸、剪刀等。教学预设过程个性化修改一、展示1．测试改进注意安全，一定不能套在手上进行测试！（1）首先共同商定一个测试方法。（2）然后进行反复多次的测试，根据测试得到的信息，判断是否满足任务要求。（3）把测试时遇到的问题写出来，再下次测试时加以改进。问题如下：a．发现每个人的手环一圈的长度不一样，需要调整。b．纽扣电池与二极管的两个脚要固定好，否则接触不良，手环不亮。c．手环的两个接触点可以用导电胶布连接。d．为了使手环看上去更漂亮，更有整体感，可以在网上去买铝胶带或铜胶带。e．与手腕接触的地方要绝缘……6．展示交流下面请各小组依次展示自己的作品。在展示中需要：a．可以采用PPT、模型、文字等多种形式展示成果。b．交流的内容包括：完成任务的程序、实际制作的步骤、测试改进的过程等。c．要解答他人的疑问，听取他人的意见和建议。（我们按什么标准来评价别人的作品？手环的功能、外形、创意、使用体验等）组1：我来展示我们小组的手环，欢迎大家提意见！我们小组先画草图；接着根据草图按顺序把实物一个个连接起来；然后把手环首尾两端连起来；手环亮了。组2：你们小组是怎么