小学科学教学融入STEM理念的设计与实践案例：4上-设计制作小车

1、小学科学教学融 项目：设计制作小车（一）入STEM理念的设计与实践案例【教材简析】通过前面6节课的学习，学生已经知道运动的小车与其受到的动力、摩擦力 的关系，知道根据需要如何减小或增大摩擦力，认识到了运动的物体具有能量, 这些能量可以以不同的形式来储存。本节课将围绕设计制作小车展开，这既是对 之前所学知识和技能的归纳和总结，又是进一步培养科学素养，发展对工程设计 的认识、理解和应用。【学情分析】学生已经见过并体验过各种动力运动的车辆，对车辆的构造和动力有一定的 知识基础。学生具有丰富的想象空间，对许多事物充满着好奇，也十分热衷去制 作一些新奇的物品，这些都是本课开展设计小车的有利基础。但要把想

2、象变为实 际的作品，要面对的困难是很多的，因此，教学中不仅要引导学生利用已有的经 验、知识和技能去设计能“做得到”的产品，还要让他们能持续围绕一个主题设 计开展有始有终的实践活动。【设计思路】基于学生已有认知基础，采用项目教学的方式进行设计。利用任务驱动法, 让学生明确任务：利用生活中的材料设计制作一辆具有动力的小车，它能在5 秒内把两块橡皮运输至少1米远。同时让学生明确制作小车的三点要求：1.车身 长度不超过25厘米；2.用橡皮筋或气球做动力；3.只能利用提供的材料。这一 任务促使学生运用本单元所学知识完成挑战。【教学目标】科学概念目标.工程设计中需要运用相关的科学概念来解决问题。.工程设计

3、具有一定的执行程序。科学探究目标.在教师引导下，能根据任务要求和材料条件进行设计，绘制设计图。.在设计讨论活动中，能倾听他人的想法，并与之交流。.能对自己的想法和结果进行反思，做出自我评价和调整。科学态度目标.发展对工程设计和动手制作的兴趣，激发创新精神。.能够接纳他人的观点，不断完善自己的设计制作。科学、技术、社会与环境目标.体会到制作的关键在于设计。.人们不断改进设计以满足不断增加的需求。.意识到科学技术的发展会给人类和社会发展带来好处。【教学重难点】重点：设计一辆具有动力的小车来完成任务。难点：运用给定的材料，绘制出小车的设计图。【教学准备】教师：PPT,展板，点赞卡。学生：硬纸盒、橡皮

4、筋、气球、轮子、连接轴、粗吸管、细吸管，项目书【教学过程】一、复习导入，引入主题（5分钟）.出示小车：本单元中，我们是用哪些动力让小车运动起来的？（弹力、拉 力、重力、反冲力等）.想不想自己来设计制作一辆小车呢？一一板贴课题。.了解车的构造：车是由哪几个部分组成的？板贴：车架、车身、车轴和轮 子。二、明确问题，设计方案（23分钟）1.了解工程设计的四个步骤汽车工程师在造车过程中，一般要经历四个阶段：明确问题一一制定方案一一实施方案一实施方案一一评估与改进。2.明确任务来看看我们今天造车的任务，板贴：话 内将两块橡皮运输至少1米远。具体的要求：PPT（1）车身长度不超过25厘米（2）用气球或橡皮

5、筋作动力（3）只能利用提供的材料3.头脑风暴t计一辆有动力的小车，要求能在5秒专硬纸盒气球橡皮筋/ 4轮子连接轴粗吸管一实施方案一一评估与改进。一实施方案一一评估与改进。2.明确任务来看看我们今天造车的任务，板贴：话 内将两块橡皮运输至少1米远。具体的要求：PPT（1）车身长度不超过25厘米（2）用气球或橡皮筋作动力（3）只能利用提供的材料3.头脑风暴t计一辆有动力的小车，要求能在5秒专硬纸盒气球橡皮筋/ 4轮子连接轴粗吸管造这样的一辆小车，我们应该考虑哪些问题？（动力大、要有货厢、怎样安 装动力、怎样安装轮子？）你是怎么想的？你的理由是什么？.温馨提示PPT重点讲解三视图的画法：把不同角度看

6、到的小车的样子尽量地画出来。小车设计图目的:请利用生活中的材料制作一辆具有动力的小车,使它能把两块橡皮运愉1米远（直线距离）。要求:L车身长75超过25厘米；2.用橡皮筋或气球作为动力；3,只能利用提供的材料。书 橡皮筋口成本控制区材料 数量纸盒气球橡皮筋轮子连接轴粗吸管细吸管.活动要求计时间15分钟，完成设计图后，准备发言稿。发言提示我们的设计有一个亮点。第一点，我们设计了，这是因为。第二点，我们设计了,这是因为 O除此之外，我们还设计了一。6.学生设计，绘制图纸三、展示方案、交流评价. 一组示范讲解设计图工程师在设计图纸后，会和其他设计团队进行分享交流，从而获得更多的建 议。所以，先请XX

7、小组，请根据交流提示进行介绍。大家认真倾听，重点关注 他们组设计的小车是否能完成任务，图纸是否画得清晰，讲解是否简练、清楚。.展示各组的设计图各组将设计图张贴在展板上，由本组的讲解员负责讲解设计意图，其他同学 认真倾听后，给各组的设计进行点赞。.点赞活动。.大家看一下，哪一组点赞较多，请点赞的同学来说说点赞理由。这个小组点赞比较少，来说说没给点赞的理由。四、完成自评.根据评价量表完成自评。小乍设计制作评价ht衣2.拓展：课后以小组为单位，共同完成设计图的改进。项目评价内容H当自评1表示不满意2表示比较满意3表示非常满意小车设计区动力方式明确回合理选择材料它标注了小车的尺寸已有国出两个角度以上的

8、设计图团队分工 合作回设计小车前,每位组员都充分发表了自己的意见 团团队有合理的分工，协作顺畅展示讲解区对设计和制作过程讲解清晰，声音洪壳，思路开阔【教学反思】设计制作小车是运动和力单元的技术与工程课，本课的设计突出这 类课程的特点：以“项目学习”为核心，让学生经历一个完整的工程设计实践活 动，体会工程设计不是一次就能成功的，而是在一次次的迭代改进中逐步完善。.引导“头脑风暴”，明确设计目的本课针对的是中年级学生，根据技术与工程的教学目标，本课的要求是在给 定材料的基础上，要求学生设计一辆能完成任务的小车。要完成这一任务，对四 年级来说是有一定挑战性的。因此，在明确具体的任务后，引导小组头脑风

9、暴, “造这样的一辆小车，我们应该考虑哪些问题？ ”（用什么作动力？怎样安装动 力？怎样安装轮子？等）使学生在动手之前先动脑，充分发挥全组学生的创造力, 尽可能地考虑到更多细节，使设计更有目的。.搭建“思维支架”，促进有效绘图本册教材中的技术与工程学习，都要求学生绘制设计图。在本课中，不仅要 求学生画出小车的设计图，而且鼓励学生从前、后、左、右、上方等角度画出更 多的结构图，并尽量标注清楚各部分的尺寸，还要求确定制作所需的材料、数量 及其工具，这需要学生根据任务进行整体思考。因此，学生绘制图纸前，先学习 多视图的绘制方法，提供给学生材料参考，提供规范的设计图和自我评价量表, 这些都给学生的绘图提供了参考。.关注全员展示，引发互动学习本课的展示环节，先让一组优秀团队先行示范讲解,其他同学带着任务倾听, 促进有效评价的开展。接着，让所有小组的设计展示在展板上，所有成员去各组 参观、学习，去倾听各组讲解员的介绍，并根据自己所看、所听，给自己认为优 秀的设计点赞，并要求说出点赞的理由。在这样的展示交流平台中，全员参与, 引发各组间的互动学习。学生经过观察、思考，针对他人的优点和他人的建议, 对