《不倒翁》大朗镇中心小学张慧敏

《不倒翁》【教学内容】粤教科技版《义务教育课程标准实验教科书·科学》二年级下册第三单元第八课第20-21页。【教材分析】《不倒翁》一课的课程标准依据是技术与工程领域的核心概念：“工程的关键是设计、工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。课标中对这个内容的界定如下：课程标准的活动建议为：教师应指导学生，通过设计和制作一件作品或产品，了解设计作品、完成项目的基本过程；体会科技产品给生活带来的方便和舒适；认同创意设计能够改善生活质量；知道技术应用会带来某些不良的影响，如环境污染等问题。

从课程标准中可以看出，在教学中要达到“选择身边合适的材料和工具设计与制作产品，体会科学技术的应用给人们生活带来的便利”的教学目标，必须要通过一个载体让学生观察、了解、设计与制作。《不倒翁》是粤教版小学科学二年级下册“动手做玩具”单元的第1课，重在引导学生学会观察周围简单玩具的结构特点，并尝试利用身边的材料进行模仿自制玩具，为后续各课自制其他玩具打下基础。本课包括三个部分。第一部分是情境创设，通过创设学生玩不倒翁的情境激发学生探究不倒翁不倒的科学问题。第二部分是探究“不倒”的秘密，围绕不倒翁不倒的问题，引导学生观察不倒翁的外形特征和内部结构，并猜测“不倒”的秘密。第三部分是做个不倒翁，在观察不倒翁结构的基础上，指导学生模仿不倒翁的结构特点，利用身边的材料制作一个不倒翁玩具。【学情分析】不倒翁被扳倒后总能自行恢复直立，对于学生来说，这种现象非常有趣、神奇，他们很想通过探究找到答案。但是，二年级学生的动手能力有限，学生的思维又比较依赖感性认识。因此，学生可能无法在日常生活中发现不倒翁不倒的科学原理。教师要引导学生通过玩不倒翁进行感受，还要引导学生不但要关注不倒翁的外形，还要从内外结构上对不倒的原因进行思考，为制作过程中的有效选材和动手操作打好基础。使用双面胶、橡皮泥粘贴等制作过程，对二年级学生来讲可以做到。【设计理念】一、基于《中国学生发展核心素养》设计教学2022年颁布的《中国学生发展核心素养》，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为三个维度六大素养，其中有两个素养和科学有关：科学精神和实践创新。科学精神主要是学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方画所形成的价值标准、思维方式和行为表现。具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点。实践创新主要是学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面所形成的实践能力、创新意识和行为表现。具体包括劳动意识、问题解决、技术应用等基本要点。创新精神和实践能力是在模仿和改进中逐步发展的，具体到《不到翁》一课，如何培养学生的创新精神和实践能力呢？首先，教师先创设情境聚焦不倒翁不倒的奥秘是什么？接着，通过对比观察不同不倒翁的结构找到它们的共同点，知道不倒翁不倒的奥秘和上轻下重，底部是圆弧形的结构有关。帮助学生建构了正确的科学概念后，在以此概念为基点，通过技术设计、技术制作从而在教学活动中进一步发展学生运用科学概念为目标的教学活动。在多次的导、仿中打实基础，开展有目的的创造实践活动，由制作向创作方向发展。二、基于STEAM理念设计教学STEAM教育是当下国际教育界高度关注的热点议题，它以项目式学习(PBL）为出发点，以问题解决为导向的课程组织方式，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新精神和实践能力的培养。2022年，新颁布的《小学科学课程标准》将“技术与工程”列为与物质科学、生命科学、地球与宇宙科学并列为一个专门的领域，这是我国首次将“技术与工程”纳入小学科学课程标准。科学教育的重要目标是培养具有科学素养、适应社会发展的未来公民，使其具备一定的创新能力和实践能力。为达到这一目标，倡导跨学科学习方式，关注科学、技术、工程和数学教育的交叉融合，提出以整合的教学方式使学生掌握知识和技术，并能进行灵活迁移应用，解决现实问题。《不倒翁》一课可以设计为一个STEAM项目，涵盖科学、技术、工程、数学、艺术等要素。不到翁不倒的奥秘是什么？这是一个科学问题。需要学生观察结构，弄清楚原理。接着让学生模仿不倒翁的结构，设计制作一个不倒翁，这是一个工程问题，需要同学们系统性思考，在实践中去体会。选择那些材料来制作不倒翁？怎样让它推倒后能恢复直立？这里涉及到了技术问题。在设计制作不倒翁的过程中，还需要测量一些数据来辅助设计，这里需要用到数学知识。不倒翁设计制作好后还需要对它进行美化和创意设计，这里又涉及到了艺术。所以该课例是一个很好的STEAM项目。实施本课程最主要的目的，让学生经历问题—探究—设计—制作—测试—改进—创造等一系列工程实践过程，学习跨学科的知识，培养学生的分析性思维、批判性思维、设计思维等高阶思维能力，从而提高学生的创新精神和实践能力。同时，提高他们利用跨学科知识解决问题的能力。本课的设计依据《中国学生发展核心素养》和STEAM理念，经过多次教学实践活动，不断进行更新、整合，逐步形成、以下几个部分的教学。进入情境进入情境提出问题观察结构科学探究工程技术设计制作性能测试反思评价拓展延展创意设计【教法学法】1.从教的方面来说，采用探究教学法，通过设计结构式探究活动，引导学生认识到不倒翁“不倒”的原因与底部有重物、底部为圆弧形的结构有关系，建构相关科学概念。（1）通过设置问题情景，激发学生兴趣，产生探究问题。（2）通过猜想、验证、归纳、概括的学习活动，认识不倒翁“不倒”的原因与底部有重物、底部为圆弧形的结构有关系。（3）通过能模仿不倒翁的结构特点，选择身边合适的材料和工具设计与制作不倒翁，提高学生解决问题的能力，深化学生对概念的理解和认识。2.从学的方面来说，采用任务驱动的方式，引导学生进行自主探究。（1）利用有效问题充分调动学生学习的积极性，使之成为探究的主体。（2）在教师的指导下，学生带着问题参与观察活动，在活动中寻求发现，完成探究任务。（3）提供多元化的探究材料，丰富学生的感官感受，为学生的主动学习创设良好的氛围。【教学目标】1.科学概念知道不倒翁“不倒”的原因与底部有重物、底部为圆弧形的结构有关系。2.科学探究在教师指导下，能模仿不倒翁的结构特点，选择身边合适的材料和工具设计与制作不倒翁。3.科学态度（1）在完成作品的过程中能对自己和他人的作品提出改进意见。（2）乐于小组合作探究学习，能主动参与合作学习活动。4.科学、技术、社会与环境体会科学技术的应用给人们生活带来的便利。【教学重点】在尝试制作不倒翁的过程中，发现不倒翁“不倒”的秘密：1.上轻下重；2.底部是圆弧形。【教学难点】能模仿不倒翁的结构特点，选择身边合适的材料和工具，设计并制作不倒翁。【教学准备】教师准备：课件、板贴、几个大小不同的不倒翁；小组准备：螺帽、橡皮泥、弹珠、双面胶、乒乓球壳、塑料蛋壳、方形盒子、纸杯、活动记录单（剪刀、彩笔）【教学过程】创设情境，提出问题1.情景：今天老师今天带来了一个（出示一个充气不倒翁）特别好玩的玩具，认识它是什么吗？2.展示不倒翁玩具，并请学生上台玩不倒翁。3.交流：学生汇报自己的想法和发现。4.小结：不论我们怎么推，使多大的劲，把它扳倒后总能恢复直立。（板书课题“不倒翁”）5.聚焦问题：为什么不倒翁被扳倒后总能自行恢复直立？(设计意图：通过玩不到翁设计有趣的问题情景，一方面了解学生前概念，另一方面激发学生探究的欲望与兴趣。)观察结构，猜想假设1.提出问题：不倒翁“不倒”的秘密在哪里？2.交流：学生根据生活经验进行表达。3.任务：出示不同的不倒翁，让学生观察不倒翁的外形和内部结构。在观察的基础上进行推测。活动要求：活动要求：(1)观察不倒翁的外形和内部结构有什么特点。(2)把内部的东西拿出来，再推不倒翁，观察它又会发生什么变化。(3)猜猜不倒翁不倒的原因是什么。4.活动：学生分组观察不倒翁玩具的外形和内部结构，猜测不倒翁不倒与哪些因素有关。5.交流：你有什么发现？你认为不倒翁能够恢复直立和什么有关？小组汇报观察发现。6.小结：不倒翁的底部为圆弧形，底部内部有重物，我们猜测这些结构可能与不倒翁能恢复直立有关系。(设计意图：技术与工程领域的教学内容是以一定的科学概念为基点，通过技术设计、技术制作从而在教学活动中进一步发展学生运用科学概念为目标的教学活动。本环节先让用对比实验的方法学生观察不倒翁的结构，探究出不倒翁不倒的奥秘究竟在哪里，接着，再让学生模仿制作，解决一些简单的实际问题，这样有利于学生学科学用科学；动手动脑，也符合学生的认知规律。）三、工程技术，设计制作1.问题：我们能模仿不倒翁的结构特点制作一个不倒翁吗？2.交流：引导学生从选择材料和制作方法两方面发表自己的看法。3.介绍：出示各种日常材料（乒乓球、塑料鸡蛋、纸杯、螺母、玻璃珠、橡皮泥）。哪些材料适合制作不倒翁？（设计意图：技术与工程方面的内容教学，材料是一个关键因素，它与生命科学、物质科学、地球与宇宙科学的教学一样，都需要准备有结构典型材料。对技术与工程内容来说，材料的要求还需要多样性，以利于学生的创新能力的培养。本节课提供可以制作成功的材料和不能制作成功的材料，底部材料有圆形的，也有平的；重物有轻的，也有重的；重物有可以固定在底部，也有不能固定在底部。因为多样性的材料，既给予学生选择的余地，又为学生的设计打开了思路，可诱发学生有更多的思路，制作出不同的有新意的作品从而培养学生的元认知）4.活动要求（1）根据提供的材料，小组讨论选择哪些材料适合制作不倒翁，并画出最简单的设计图，完成科学实践记录单。（注意：教师在设计时要引导学生想清楚每种材料作为不倒翁的哪个部分。）（2）设计完成后领取材料开始制作。（3）思考：怎样判断不倒翁制作是否成功？5.教师出示评价标准。评价指标权值备注外形美观造型独特美观，有创意，有实用性15测试效果将不倒翁推到后能恢复直立60设计方案原理科学材料多样图文并茂15成本预算不能选择成本太高的材料10小组合作，先进行设计，让根据设计的模型进行制作，教师巡视指导。（设计意图：设计是工程设计中非常重要的一个环节，建立和使用相应的评价工具，这些评价工具将帮助学生更好地建模、验证模型、评估模型以及修正模型。我们改变以往先有学生作品后有教师的评价标准的情况，将评价标准前置，用评价工具来导航。）四、展示交流，性能测试1．展示交流：请小组上台展示不倒翁，并引导其围绕着以下几方面展开汇报：（1）你选择了那些材料，我们选择这些材料来制作不倒翁的依据是什么？（2）你是怎么做的，在制作的过程中遇到什么问题？你又是如何解决的？（3）重物粘贴在什么位置？为什么固定在中间位置？2．学生汇报，教师引导（尽量选择不同形状的不倒翁进行展示，展示时其它小组给出点评意见）3．活动小结：看来我们要想做成不倒翁，不仅要底部选择半球形的物体，还需要给它加重，重物必须固定底部中间的位置，让不倒翁上轻下重。（板书）4、思考：有选择一次性的纸杯做不倒翁的吗？一次性纸杯可以做不倒翁吗？（设计意图：在展示与交流的过程中，一要介绍作品的科学原理，二要介绍作品的特色，并对照作品评价量规进行现场检验，是否达到了预设目标，尤其要引导学生进行自我反思。如把成功的和失败的作品挑选出来，在对比中就不难发现原因的所在，为修正模型奠定基础，同时进一步深化科学概念）五、拓展延伸，创意设计1．过渡：大多数同学成功地做出了不倒翁，了解了不倒翁不倒的奥秘，你们可真棒，但仅仅做出不倒翁模型是不够的，要使自制的不倒翁受到他人的喜爱，除了要有不倒的特点外，还要把外形制作的美观一些，怎样让自己的作品更美观一些呢？2．媒体：展示各种有趣不倒翁美化方案，介绍帽子的制作方法。3．拓展：生活中的很多利用不倒翁的原理设计制作的发明作品，你了解吗？4、媒体展示一些有趣的不倒翁的发明。5、课外作业：对不倒翁进行美化和创意设计。（设计意图：通过测试和改进，学生对不倒翁不倒原因的猜测得到了验证，对“不倒翁为什么不倒”有了比较深刻的感知，但这样做出来的不倒翁很不美观。学生会自发地想要给不倒翁进行装饰。教师呈现一些装饰方法以及利用不倒翁原理进行的一些创意设计，激发学生创造的欲望，培养学生的创新精神和解决问题的能力。）板书设计不倒翁不倒翁圆弧形圆弧形上轻下重EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(kē),科)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(xué),学)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(shí),实)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(jiàn),践)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(jì),记)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(lù),录)EQ\*jc0\*"Font:华文行楷"\*hps22\o\ad(\s\up21(dān),单)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(kè),课)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(tí),题)：EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(bù),不)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(dǎo),倒)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(wēnɡ),翁)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(bān),班)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(jí),级)：EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(xiǎo),小)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(zǔ),组)：EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(rì),日)EQ\*jc0\*"Font:宋体"\*hps14\o\ad(\s\up13(qī),期)：1、EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(nǎxiē),哪些)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(cáiliào),材料)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(shìhé),适合)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(zuò),做)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(bùdǎowēng),不倒翁)，EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(qǐng),请)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(zài),在)“□”EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(zhōng),中)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(dǎ),打)“√”EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(zhǐ),纸)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(bēi),杯)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(fāng),方)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(xíng),形)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(hé),盒)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(pīng),乒)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(pāng),乓)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(qiú),球)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(sù),塑)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(liào),料)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(dàn),蛋)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(ké),壳)□EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(luó),螺)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(mào),帽)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(bō),玻)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(lí),璃)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(zhū),珠)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(xiàng),橡)EQ\*jc2\*hps14\o\ad(\s\up13(