工程技術(shù)OBE教學(xué)案例《玩轉(zhuǎn)小水輪》

◇邵 慶（江蘇：宜興市新莊小學(xué)）

【學(xué)情分析】

《玩轉(zhuǎn)小水輪》是蘇教版小學(xué)科學(xué)一年級下冊第二單元“水”的第二課。在認(rèn)識了“水可以流動”的基礎(chǔ)上，本課從工程技術(shù)的視角，根據(jù)OBE 教學(xué)理念設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，主要包括“探究用水的力量讓小水輪轉(zhuǎn)動起來”以及“探究讓小水輪轉(zhuǎn)得更快的方法”兩個實驗。一年級的學(xué)生在日常生活中對“水”有了一定的認(rèn)識，但他們還不能用科學(xué)的語言來描述水的特性，也不能將現(xiàn)象與其特性對應(yīng)起來。

【教學(xué)策略】

本課的教學(xué)目標(biāo)是要讓學(xué)生認(rèn)識小水輪構(gòu)造，能夠利用身邊的材料制作小水輪并探究水輪的轉(zhuǎn)動原理。根據(jù)OBE 教學(xué)理念，即目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)理念，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，使課堂教學(xué)層層緊扣，步步深入，學(xué)生通過積累一個個小目標(biāo)最終實現(xiàn)大目標(biāo)。本課以“玩轉(zhuǎn)小水輪”為學(xué)習(xí)項目，開展STEM 融合教學(xué)，通過以下四個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解水輪的結(jié)構(gòu)和運作原理，并在探究如何讓水輪轉(zhuǎn)得更快的過程中，培養(yǎng)簡單收集證據(jù)、處理信息和表達交流的能力：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣；動手組裝小水輪，感受操作帶來的成就感；探究水輪轉(zhuǎn)動原理，深入了解水的特性；提升發(fā)展，利用水的特性使水輪轉(zhuǎn)得更快。

【設(shè)計目標(biāo)】

用生活中的材料組裝一個小水輪；

感知流動的水具有能量，是流水使小水輪轉(zhuǎn)動；

利用流水使小水輪轉(zhuǎn)動及影響小水輪轉(zhuǎn)動快慢的因素。

【教學(xué)重難點】

利用水的流動性，知道水流有力量，并嘗試通過實驗發(fā)現(xiàn)水流量的大小、水位高低會影響小水輪轉(zhuǎn)動快慢；

在探究“讓小水輪轉(zhuǎn)得更快”活動中，初步體會控制變量法。

【主要材料清單】

塑料片6 片，塑料桿子，塑料底座，水槽，漏斗2個，粗細不同的橡皮管各2根，水杯、水。

【教學(xué)過程】

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生探究興趣

通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，談一談對水的特點的認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識“水從高處往低處流”這一特點。

出示水輪視頻，談一談對這個“大玩具”你有什么想知道的。

簡單介紹水輪，引出課題。

通過復(fù)習(xí)引入，了解水有各種各樣的特點，為水輪的運作原理與水的特點有關(guān)做鋪墊。創(chuàng)設(shè)情境，吸引一年級學(xué)生的注意力，激發(fā)他們對水輪的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生觀察，便于制作水輪時材料的選取和組裝。

二、組裝小水輪，滿足學(xué)生成就感

激發(fā)興趣：你們想玩一玩水輪嗎？可是它太大了我們搬不過來，怎么辦呢？能不能想辦法利用生活中的物品制作一個小水輪？

PPT 出示胡蘿卜、鐵絲、塑料片(或鐵皮)圖片。

小組討論：我在家里找到了這些材料，可是該怎么把它們組裝成水輪的樣子呢？

視頻演示：觀看介紹水輪做法的視頻。由于鐵絲、鐵片很危險，我準(zhǔn)備了塑料的代替，請你們試著用視頻中的方法，組裝一個小水輪。

分組制作：比一比哪組最會分工、最安靜、最快組裝成小水輪。

小組展示：那你們的小水輪能靈活轉(zhuǎn)動嗎？拿起來撥一撥。你還可以用什么方法讓它轉(zhuǎn)起來？（吹一吹）

提出問題：為什么用手撥、用嘴吹就能使水輪轉(zhuǎn)動起來？

引導(dǎo)總結(jié)：用手撥和用嘴吹，都有一股力量使水輪轉(zhuǎn)動。

通過觀察，學(xué)生了解了水輪的結(jié)構(gòu)，便于尋找形狀對應(yīng)的物品來代替水輪的輪、軸、葉片等等。一年級學(xué)生文字感知能力還不強，通過操作視頻再次強化組裝要點，提高組裝成功概率，滿足學(xué)生的成就感。通過提問讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)水輪的轉(zhuǎn)動需要力量，為感知流動的水也有力量做鋪墊。

三、探究水讓水輪轉(zhuǎn)動的原理

視頻展示：既然是水輪，怎么利用水使水輪轉(zhuǎn)動起來呢？我?guī)砹艘槐?，還帶來了一個漏斗和一根橡皮管，怎么使用這些器材呢？

分組操作。

看一看誰能讓小水輪靈活地轉(zhuǎn)動起來。

學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗。請成功的組來分享一下秘訣：漏斗不能擋住葉片；水流要落在葉片的外部。

提出問題：為什么流動的水也能讓水輪轉(zhuǎn)起來？

引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)：流水具有能量。（板書）

由于學(xué)生年齡比較小，看似簡單的用水讓水輪轉(zhuǎn)起來也會存在問題，所以選擇視頻操作進行指導(dǎo)，再請成功的小組總結(jié)經(jīng)驗，以實現(xiàn)水輪轉(zhuǎn)動的目標(biāo)。再利用水輪轉(zhuǎn)動需要能量，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)流水讓水輪轉(zhuǎn)動，是由于流水也具有能量。

四、拓展提升，用水的力量讓小水輪轉(zhuǎn)得更快

發(fā)現(xiàn)問題：為什么有的小組的水輪轉(zhuǎn)得快，有的小組的水輪轉(zhuǎn)得慢呢？想讓小水輪轉(zhuǎn)得更快該如何做呢？

通過對比，引導(dǎo)解決問題：當(dāng)我們用手撥或者用嘴吹的時候，怎樣才能使水輪轉(zhuǎn)動得更快？（用更大的力）

規(guī)范科學(xué)語言：我們怎么用水使水輪轉(zhuǎn)得更快呢？我們只有一杯水，怎么讓它力量變大呢？

預(yù)設(shè)：我們可以把杯子拎得高一些，讓水從高處倒下來。（板書：水位）

預(yù)設(shè)：我們加快倒水的速度，速度越快，一下子倒出來的水越多。（板書：水量）

展示器具實現(xiàn)控制水位和水量：粗細不同的橡皮管可以控制水量；鐵架臺可以控制水位。

初步體會控制變量：到底是高水位還是大水量可以讓水輪轉(zhuǎn)動更快呢？如果你們既把水拎得高，又使用粗的橡皮管，這樣能得出結(jié)論嗎？觀看視頻，視頻中是怎樣做的？兩個實驗，截圖對比。

總結(jié)：當(dāng)我們選擇把水從更高的地方倒下來時，就要保證橡皮管一樣粗；當(dāng)我們選擇粗細不一樣的橡皮管時，就要保證水從同一高度倒下來。

分組分工合作實驗：探究水流量的大小對小水輪旋轉(zhuǎn)快慢的影響。

規(guī)范語言，匯報結(jié)果:在同一高度倒水，水流量越大，小水輪轉(zhuǎn)得越快；水流量一定時，水位越高，小水輪轉(zhuǎn)得越快。

這一部分是教學(xué)重難點，無論是科學(xué)語言的描述還是探究實驗的操作，都對學(xué)生有著較高的要求。此處設(shè)計提問多個問題，先解決想要水輪轉(zhuǎn)得快就要讓水流力量變大，再討論增大水流力量的方法，初步引入控制變量的實驗思想。控制變量這一部分，設(shè)計了視頻和圖文對比觀察，通過小組分工，由接受能力強的學(xué)生帶動其他學(xué)生，從而達到教學(xué)目標(biāo)。

五、應(yīng)用與拓展

討論：生活中我們經(jīng)常會看到水塔，為什么水塔總建得高高的呢？

視頻展示：了解人類對水力資源的利用及生活中常見水力方面的科技產(chǎn)品給人類生活帶來的便利。

拓展：生活中我們還能利用水流的力量做哪些事情？展開想象設(shè)計一個小發(fā)明。

與生活接軌，讓學(xué)生意識到所有的科學(xué)知識都與我們的生活密切相關(guān)。利用學(xué)生的發(fā)散思維，自主地發(fā)明創(chuàng)造，從而做到在學(xué)習(xí)中創(chuàng)造，在創(chuàng)造中學(xué)習(xí)。

【板書設(shè)計】

【專家點評】

OBE 是成果導(dǎo)向教育的簡稱，也叫目標(biāo)導(dǎo)向教育。用鮮明的教學(xué)目標(biāo)引導(dǎo)教師設(shè)計教學(xué)過程，課堂思路更為清晰，學(xué)生學(xué)習(xí)層級更為分明，有助于厘清課堂結(jié)構(gòu)，理順學(xué)生思維，使科學(xué)課堂更為高效。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是組裝并探究水輪轉(zhuǎn)動原理。

本節(jié)課的亮點在于：這節(jié)課滲透了OBE 教育理念，即用學(xué)習(xí)成果指導(dǎo)教師反向設(shè)計教學(xué)過程。本節(jié)課學(xué)生需要學(xué)會什么？制作并研究小水輪的轉(zhuǎn)動原理。如何實現(xiàn)這個學(xué)習(xí)目標(biāo)？教師是這樣分解學(xué)習(xí)總目標(biāo)的：第一步要觀察水輪結(jié)構(gòu)并選取適宜的材料進行組裝；第二步要會利用流水使水輪轉(zhuǎn)動；第三步要學(xué)會提高水輪轉(zhuǎn)動速度。三個分解后的學(xué)習(xí)目標(biāo)螺旋上升、層層遞進。對于實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，教師分別設(shè)計了這樣幾個環(huán)節(jié)：復(fù)習(xí)引入創(chuàng)設(shè)情境，引出小水輪，通過對水的探究興趣，激發(fā)學(xué)生對水輪探究的興趣，通過觀察、思考和操作，達到第一目標(biāo)；教師引導(dǎo)學(xué)生利用流水轉(zhuǎn)動水輪，達到第二目標(biāo)。結(jié)合徒手使水輪轉(zhuǎn)動進行鋪墊對比，教師層層引導(dǎo)學(xué)生研究影響水輪轉(zhuǎn)動快慢的因素，并通過圖文結(jié)合，初步滲透控制變量的科學(xué)思想。鼓勵學(xué)生課后開動大腦發(fā)明創(chuàng)造，達到第三目標(biāo)。教學(xué)環(huán)節(jié)緊湊，教學(xué)效率顯著提高。