《像工程师那样》作业设计方案

《像工程师那样》作业设计方案一、单元分析（一）教材分析本单元“像工程师那样”旨在让学生体验工程的基本过程，通过一系列的活动，如明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进等环节，培养学生像工程师一样思考和解决问题的能力。教材通过具体的工程案例和实践活动，引导学生将科学知识应用到实际的工程情境中，提高学生的综合实践能力和创新思维。（二）学情分析六年级的学生已经具备了一定的科学知识基础和动手能力，但对于工程设计的系统思维还比较缺乏。他们在日常生活中接触过各种工程产品，但对于这些产品背后的设计和制作过程了解较少。本单元的学习将引导学生从使用者转变为设计者，对学生来说是一种新的挑战和体验。二、作业目标1、巩固学生对工程设计基本步骤（明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进）的理解和记忆。2、能够根据给定的工程问题，运用所学的科学知识进行初步的设计方案构思。3、在模拟工程实践活动中，提高学生的团队协作能力、动手能力以及解决实际问题的能力。4、培养学生创新思维，鼓励学生提出独特的设计想法和改进建议。三、作业设计思路以一个模拟的校园工程问题为背景，设计一系列难度逐步递进的作业任务。从让学生回顾工程设计的基本步骤开始，到针对具体问题进行设计方案的制定，再到制作简易模型并进行测试改进，逐步引导学生像工程师一样完成整个工程实践过程。四、单元作业设计任务一：工程设计步骤我知道1、填一填请回忆工程设计的基本步骤，将下面的步骤按照正确顺序填写在横线上。前期研究、明确问题、制作模型、测试改进、设计方案＿___________答案：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进2、说一说选择其中一个步骤，用自己的话简单说说这个步骤在工程设计中的重要性。答案：例如选择“明确问题”，在工程设计中明确问题是非常关键的第一步。就好像我们要出发去一个地方，首先得知道目的地在哪里。如果问题不明确，后面的所有努力可能都是白费的。比如要设计一个校园里的新型垃圾桶，如果不清楚是要解决垃圾容量小的问题，还是垃圾异味散发的问题，那后面的设计就没有方向，可能设计出来的垃圾桶根本无法满足校园的实际需求。任务二：校园工程问题初思考1、校园里有一片小操场，没有遮雨设施，下雨天同学们无法在那里活动。现在请你作为小工程师，来初步构思一个遮雨设施的设计方案。（1）在构思方案之前，你需要进行哪些前期研究呢？（至少列出三项）答案：例如需要研究小操场的面积大小、形状；了解当地的降雨情况，像降雨量大小、降雨方向；调查学校现有的建筑材料资源有哪些；了解学校的预算情况等。（2）根据你的前期研究，简单描述一下你的设计方案（包括遮雨设施的形状、结构、使用的材料等）。答案：我设计的遮雨设施是拱形的，像一个长长的隧道一样覆盖在小操场上。它的结构是用钢结构搭建框架，因为钢结构比较坚固，能够承受一定的重量和风雨压力。顶部使用透明的聚碳酸酯板，这种材料透光性好，同学们在下面活动还能有充足的光线，而且它比较轻便，容易安装。在两边的支撑柱底部，会用混凝土固定，确保整个设施的稳定性。任务三：模型制作与测试1、做一做根据你之前设计的遮雨设施方案，利用身边可以找到的简易材料（如纸张、吸管、胶带等）制作一个简易的模型。2、测一测（1）在模拟降雨（可以用喷水壶喷水）的情况下，观察你的模型存在哪些问题？（至少列出两项）答案：例如可能发现模型的遮雨效果不好，有些地方会漏水；模型的稳定性不够，在喷水的时候容易晃动；或者发现材料的透光性没有想象中的好等。（2）针对你发现的问题，提出改进的建议。答案：如果是遮雨效果不好，可以调整纸张的覆盖方式或者增加一些遮挡的“小部件”，像用胶带多贴几层边缘；如果是稳定性不够，可以增加支撑结构，比如在底部多粘几根吸管；如果透光性不好，可以尝试换一种更薄的纸张或者在顶部剪出一些小窗口。任务四：创新思维大挑战1、想一想在之前设计的遮雨设施基础上，如何增加一些创新的功能呢？（至少提出一个创新功能）答案：可以在遮雨设施的顶部安装太阳能板，利用太阳能发电，为小