像工程師那樣做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)

蔣紅燕

一、學(xué)情分析

《像工程師那樣……》是蘇教版小學(xué)科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)最后一課專項(xiàng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，是以做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)為載體進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。當(dāng)今世界，科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展。讓學(xué)生了解工程師的工作流程，學(xué)習(xí)像工程師那樣工作，已經(jīng)成了部分科學(xué)課的大勢(shì)所趨。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（下稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）指出，小學(xué)科學(xué)課程是一門實(shí)踐性的課程，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生身邊熟悉的事物入手，親歷動(dòng)手動(dòng)腦等實(shí)踐活動(dòng)，了解科學(xué)探究的基本流程、方法和技能，發(fā)現(xiàn)和提出生活中的簡單科學(xué)問題，并指導(dǎo)實(shí)踐，解決實(shí)際問題。在科學(xué)知識(shí)方面，二年級(jí)的學(xué)生要能利用身邊可制作加工的材料和簡單工具動(dòng)手完成簡單的任務(wù)。課程標(biāo)準(zhǔn)中寫出了工程設(shè)計(jì)的基本步驟——明確問題、前期探索、確定方案、制作模型、評(píng)價(jià)改進(jìn)、展示分享。并且以此為線索，貫穿在每冊(cè)書最后一課的專項(xiàng)學(xué)習(xí)中，每個(gè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)都為學(xué)生提供了工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)。本課《像工程師那樣……》就以做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)為主線展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生解決工程的關(guān)鍵技術(shù)，讓風(fēng)向標(biāo)自如靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，并能指示方向。

本課教學(xué)面對(duì)的是二年級(jí)學(xué)生，他們通過一年級(jí)兩個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)和二年級(jí)這一學(xué)期的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步具有觀察能力和動(dòng)手能力。從前面的《今天天氣怎么樣》一課引申出箭頭指向風(fēng)來的方向，要讓它固定，必須像國旗一樣有支架，有底座，學(xué)生在頭腦中已經(jīng)初步形成了風(fēng)向標(biāo)的大致模樣和功能。因此，這節(jié)課中需要做的就是怎么把各部件連接起來，即解決工程的技術(shù)問題，怎樣讓箭頭靈活自如地轉(zhuǎn)動(dòng)，并指向風(fēng)來的方向。以O(shè)BE成果導(dǎo)向的基本理念引發(fā)學(xué)生深度思考，并落實(shí)到實(shí)踐中，在設(shè)計(jì)中不斷修改調(diào)試，一步步趨向成功。

二、OBE教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)

能動(dòng)手動(dòng)腦，選擇合適的材料，設(shè)計(jì)出滿足需求的風(fēng)向標(biāo)，并向同伴展示。

繼續(xù)在實(shí)踐中經(jīng)歷工程活動(dòng)的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：明確問題、設(shè)計(jì)制作和展示分享，像工程師那樣工作。

通過閱讀愛迪生的故事和設(shè)計(jì)制作風(fēng)向標(biāo)，進(jìn)一步激發(fā)發(fā)明創(chuàng)造的愿望。

在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、小組合作能力和合作研究的習(xí)慣，體驗(yàn)學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的樂趣。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：設(shè)計(jì)并制作風(fēng)向標(biāo)。

教學(xué)難點(diǎn)：找到并解決制作風(fēng)向標(biāo)時(shí)遇到的問題并進(jìn)行改進(jìn)。

四、主要材料清單（規(guī)格、數(shù)量、成本）

教師材料：PPT，設(shè)置風(fēng)向標(biāo)測(cè)試臺(tái)1臺(tái)、便攜風(fēng)扇1臺(tái)、大箭頭1個(gè)。

學(xué)生材料：吸管12根、卡紙12張、大頭針12根、有孔水筆12根、橡皮泥1包、剪刀12把。

五、教學(xué)時(shí)間

1課時(shí)。

六、教學(xué)過程

（一）閱讀故事，感受精神

出示愛迪生圖片，提問：他是誰？誰向我們介紹一下？（出示：書上文字，指名讀）

他可真了不起。這些產(chǎn)品他是怎么發(fā)明出來的？是一下子就想到并做出來的嗎？

我們通過視頻來了解一下愛迪生發(fā)明燈泡的過程。（播放視頻）

愛迪生在發(fā)明改進(jìn)電燈時(shí)經(jīng)歷了怎樣的過程？

板書：提出問題—設(shè)計(jì)制作—展示交流

像愛迪生這樣的人，我們可以稱之為“工程師”。工程師是設(shè)計(jì)、發(fā)明、制造產(chǎn)品的人。

你們有沒有像工程師那樣發(fā)明創(chuàng)造的經(jīng)歷呢？

想再經(jīng)歷一次嗎？這節(jié)課讓我們像工程師一樣設(shè)計(jì)一個(gè)作品吧?。ò鍟n題）

【意圖解析】

閱讀愛迪生的故事，觀看愛迪生研究燈泡的過程，感受工程師需要不斷測(cè)試和改進(jìn)，體會(huì)工程師堅(jiān)持不懈、鍥而不舍的科學(xué)精神。

（二）OBE目標(biāo)之一：提出問題，明確任務(wù)是做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)

回想一下，媽媽帶你放風(fēng)箏時(shí)，看不見風(fēng)，你是用什么辦法知道風(fēng)向的？還有呢？

你們的方法古人也用過。（出示：相風(fēng)飄帛）

出示大箭頭，提問：如果現(xiàn)在是南風(fēng)，你怎么用箭頭表示？東風(fēng)西風(fēng)北風(fēng)呢？（學(xué)生隨之調(diào)整箭頭方向）

也就是說，箭頭指向風(fēng)來的方向。

你們很有辦法，但是前面系繩子飄樹葉呢，指向不明確又太麻煩，用箭頭，風(fēng)向明確了，但是舉著又累又不穩(wěn)定。我們能不能想個(gè)辦法把箭頭固定下來？怎么固定？（支架，底座）

箭頭、支架、底座就組成了一個(gè)測(cè)風(fēng)向的裝置，這個(gè)裝置就叫風(fēng)向標(biāo)。（板書：風(fēng)向標(biāo)）

【意圖解析】

導(dǎo)入部分從開篇第一課《今天天氣怎么樣》拓展而來。給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)熟悉的放風(fēng)箏場(chǎng)景，讓學(xué)生回憶生活中測(cè)風(fēng)向的方法以及箭頭指向風(fēng)來的方向。這里復(fù)習(xí)前概念，為本課明確OBE目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)根據(jù)實(shí)際需求確定產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

（三）OBE目標(biāo)之二：設(shè)計(jì)圖紙，選擇材料做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)

你能畫一個(gè)自己心中的風(fēng)向標(biāo)嗎？請(qǐng)把作業(yè)本翻到13頁，畫出你設(shè)計(jì)的風(fēng)向標(biāo)。（學(xué)生活動(dòng)：畫出你設(shè)計(jì)的風(fēng)向標(biāo)）

展示圖紙，學(xué)生評(píng)價(jià)。

小組討論，交流選材。

老師給大家準(zhǔn)備了一些材料，你準(zhǔn)備用它來做風(fēng)向標(biāo)的哪個(gè)部位？為什么？?（出示材料：卡紙、吸管、有孔水筆、橡皮泥）

能否轉(zhuǎn)動(dòng)？（出示：不能轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)向標(biāo)）怎么解決？（出示：風(fēng)車、大頭針）

請(qǐng)你們根據(jù)討論的情況對(duì)自己的圖紙進(jìn)行再修改，不能錯(cuò)過任何材料和細(xì)節(jié)。

交流自己的圖紙做了哪些修改。（加入連接部件）

【意圖解析】

在設(shè)計(jì)中增加了考慮選擇材料的環(huán)節(jié)，從每個(gè)部件必須具備什么特點(diǎn)到從有限的材料中選擇有用的，遵循了工程教育以學(xué)生為中心的基本理念，鍛煉了學(xué)生的思維能力。設(shè)計(jì)圖紙環(huán)節(jié)是讓學(xué)生體驗(yàn)工程師的工作還有一個(gè)建模的過程，強(qiáng)調(diào)必須先設(shè)計(jì)圖紙?jiān)龠M(jìn)行制作。討論選擇材料這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，順便解決技術(shù)中的難點(diǎn)：如何自如旋轉(zhuǎn)。在大家討論交流過程中養(yǎng)成學(xué)生愿意傾聽、愿意分享他人信息的習(xí)慣。BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA

（四）OBE目標(biāo)之三：制作調(diào)試，展示交流做的風(fēng)向標(biāo)

小工程師，還有問題嗎？一定要對(duì)著圖紙制作你的風(fēng)向標(biāo)。

領(lǐng)材料，開工。

全班交流，對(duì)自己和別人的作品提出改進(jìn)意見。

我們按什么標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)別人的作品？（風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活、箭頭是否能準(zhǔn)確指示風(fēng)來的方向。）

怎樣證明你的風(fēng)向標(biāo)有用？（風(fēng)向標(biāo)放在風(fēng)口，要等一會(huì)兒才能看到效果，耐心等待，箭頭指向風(fēng)來的方向說明成功了。）

學(xué)生測(cè)試：幾組代表輪流上一個(gè)測(cè)試臺(tái)。

為什么指向相反的方向？哪兒出問題了？觀察風(fēng)向標(biāo)。（出示：真正的風(fēng)向標(biāo)）

你對(duì)自己做的風(fēng)向標(biāo)有新的想法了嗎？圖紙準(zhǔn)備怎么改？

請(qǐng)大家修改設(shè)計(jì)圖后，再改進(jìn)作品。（多個(gè)測(cè)試臺(tái)）

再次展示交流產(chǎn)品。

原來你是怎樣設(shè)計(jì)的？后來怎么改進(jìn)的？最后成功了嗎？

小結(jié)：制造一件產(chǎn)品真不容易啊！回想一下，我們都經(jīng)歷了哪些過程？

【意圖解析】

讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的工程技術(shù)過程，重點(diǎn)對(duì)風(fēng)向標(biāo)持續(xù)調(diào)試改進(jìn)，展示交流做指導(dǎo)，尤其要讓學(xué)生一定得根據(jù)圖紙制作產(chǎn)品。當(dāng)學(xué)生解決風(fēng)向標(biāo)的自如旋轉(zhuǎn)問題以為大功告成時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)另一個(gè)問題。采用系統(tǒng)分析法，把自己的設(shè)計(jì)與生活中專業(yè)的風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，除了發(fā)現(xiàn)各部分的重要性，還發(fā)現(xiàn)了風(fēng)向標(biāo)指向風(fēng)來方向的秘密，最終制作成功。一波三折，學(xué)生的成就感不言而喻。

（五）拓展思路，完善作品

你對(duì)自己的產(chǎn)品還有其他要求嗎？?放哪兒比較合適？

請(qǐng)你們繼續(xù)修改設(shè)計(jì)、研究。

小組展示多功能風(fēng)向標(biāo)。

欣賞屋頂上的風(fēng)景。

（六）總結(jié)

我們學(xué)著像工程師那樣制作產(chǎn)品，經(jīng)歷了哪三個(gè)過程？（明確問題、設(shè)計(jì)制作、展示交流）

希望課后你們也能處處留心，像工程師那樣解決生活中的問題。

【意圖解析】

通過OBE目標(biāo)導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)，經(jīng)歷一個(gè)完整的工程技術(shù)過程，也要讓他們能用自己的話歸納總結(jié)工程師的工作流程。重點(diǎn)是這三個(gè)主要環(huán)節(jié)：明確問題、設(shè)計(jì)制作、展示交流。學(xué)生樂于表達(dá)、講述自己的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到自己可以像工程師一樣，利用科學(xué)技術(shù)改造自然，讓生活環(huán)境得到改善。

七、板書設(shè)計(jì)

像工程師那樣???????????做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)

明確問題????????????????箭頭

設(shè)計(jì)制作????????????????支架

展示交流????????????????底座

八、專家點(diǎn)評(píng)

本課是全冊(cè)最后一課的專項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。老師在第一課時(shí)，讓學(xué)生通過了解愛迪生改良燈絲的過程，感受到產(chǎn)品的制造要經(jīng)過不斷設(shè)計(jì)、改進(jìn)、調(diào)試的過程。最后愛迪生向世界展示作品，又讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品只有與大家分享交流才能更新迭代。第二課時(shí)以做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)為媒介，讓學(xué)生體會(huì)像工程師那樣，經(jīng)歷前期探索、設(shè)計(jì)圖紙初具模型、交流改進(jìn)不斷調(diào)試、展示分享這樣一個(gè)完整的工程活動(dòng)過程。讓學(xué)生在有限的材料中進(jìn)行選擇，發(fā)現(xiàn)問題。每一次的改進(jìn)都要先進(jìn)行交流，產(chǎn)生思維碰撞，先改圖紙?jiān)俑脑O(shè)計(jì)，讓學(xué)生有形成方案落實(shí)在紙上再動(dòng)手的意識(shí)。學(xué)生的活動(dòng)從做一個(gè)風(fēng)向標(biāo)開始，到解決工程的核心技術(shù)問題，即箭頭和支架之間的連接是否可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，最后發(fā)現(xiàn)，只有箭頭小箭尾大，才會(huì)讓風(fēng)向標(biāo)在風(fēng)來臨的時(shí)候指向風(fēng)來的方向。這個(gè)過程是學(xué)生的思維不斷深化升級(jí)的過程，他們體會(huì)到“做”的成功和樂趣，并把這個(gè)興趣和理念延伸到課后。

【本文系中國教育學(xué)會(huì)教育科研課題“基于名師工作室的小學(xué)科學(xué)OBE項(xiàng)目學(xué)習(xí)研究”研究案例，批準(zhǔn)號(hào)：FZ002601】BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA