专项学习《节能小屋》教学设计-科学六年级下册

专项学习节能小屋授课时间月日【教学目标】一、科学核心素养目标​1.科学观念​形成对可再生能源（太阳能、风能等）及节能措施（保温、采光、通风等）的科学认识，理解其在房屋设计中应用的原理，能解释节能小屋中各种节能装置与设计的作用机制。​建立能量转化与守恒的观念，认识到在节能小屋中能源如何收集、转化与利用，理解合理设计可提高能源利用效率。​2.科学思维​学会运用逻辑思维分析节能问题，如通过对比不同节能方案的优缺点，推理出最适合小屋设计的方案。​培养创造性思维，在节能小屋设计与制作过程中，鼓励学生突破常规，提出新颖的节能创意与设计思路。​3.探究实践​经历从提出节能小屋设计问题，到收集资料、设计方案、制作模型、测试优化的完整探究过程，提高问题解决与实践操作能力。​熟练使用各类工具与材料进行节能小屋模型制作，掌握基本的手工与电子元件安装技能，在实践中尝试不同材料与技术的应用。​4.态度责任​增强环保与节能意识，认识到个人行为对环境的影响，树立在日常生活中践行节能理念的责任感。​培养学生在团队合作中的责任感，积极承担小组分配的任务，共同为实现项目目标努力。二、跨学科目标​1.数学学科​运用数学知识进行房屋尺寸精确计算，根据材料规格进行合理裁剪与布局，提高空间几何与计算能力。​通过材料用量估算与成本核算，理解数学在实际项目中的经济应用，培养数学建模思维。​2.语文学科​提高信息收集与整理能力，能够从科普文章、网络资料中提取关键信息，并通过撰写项目报告、汇报演讲等形式清晰表达项目成果与思路，提升语言表达与写作能力。​3.艺术学科​在节能小屋外观设计与装饰环节，培养学生的审美能力，运用色彩、造型等艺术元素，提升艺术素养与创意表达。【教学重点】1.理解并运用节能原理设计节能小屋，包括合理利用可再生能源和采取有效的节能措施。​2.掌握节能小屋模型制作的方法和技巧，确保小屋的结构稳固、功能实现。3.学会在小组中有效地分工合作，共同推进项目进展。【教学难点】1.如何将抽象的节能原理转化为具体可行的设计方案，并在小屋模型中实现。2.解决在制作过程中出现的技术问题，如能源系统的安装调试、小屋的防水防风等。​3.引导学生在团队合作中协调不同意见，充分发挥每个成员的优势。【教学方法】项目驱动法：以设计和制作节能小屋为项目任务，驱动学生主动学习和探索相关知识与技能。​小组合作法：组织学生分组合作，共同完成项目的各个环节，培养团队协作能力。​探究学习法：鼓励学生自主探究节能原理、材料特性等，在探究过程中发现问题、解决问题。​实践操作法：通过实际动手制作节能小屋模型，让学生将理论知识应用于实践，提高动手能力。【教具准备】材料类：各种建筑材料，如卡纸、木板、塑料板、泡沫板等；能源收集与转换材料，如太阳能板、小型风力发电机、电池、电线等；装饰材料，如彩纸、贴纸等。​工具类：剪刀、美工刀、胶水、热熔胶枪、尺子、圆规、电钻（教师操作）、螺丝刀等。​其他：多媒体设备，用于展示图片、视频等资料；实验器材，如温度计、光照传感器等，用于测试节能效果。【课时安排】第一课时：项目启动与知识探究​第二课时：设计方案制定​第三课时：模型制作​第四课时：展示评价与总结拓展【教学思路】本项目式学习以学生为中心，围绕节能小屋的设计与制作展开。首先通过项目启动，激发学生兴趣，引导学生探究节能相关知识。然后在设计方案制定阶段，学生运用所学知识，结合小组讨论，设计出具有可行性的节能小屋方案。在模型制作过程中，学生按照设计方案动手操作，将方案转化为实际模型。最后通过展示评价，学生分享成果，反思项目过程中的问题与收获，并进行拓展延伸，进一步深化对节能的理解和应用。【教学过程】第一课时：项目启动与知识探究​一、课程导入（5分钟）​1.展示一些现代节能建筑的图片和视频，引导学生观察这些建筑在外观、结构和设施上的特点。​20.提问：“这些建筑为什么被称为节能建筑？它们是如何实现节能的？”引发学生思考，导入本节课主题——节能小屋的设计与制作。​设计意图：通过展示现代节能建筑的图片和视频，直观呈现节能建筑的外在特征，引发学生对节能建筑内部原理的好奇，从生活实际场景引入课程，激发学生的学习兴趣与探究欲望，为后续学习奠定基础。​二、项目发布（10分钟）​1.详细介绍本次STEM项目的任务：设计并制作一个节能小屋模型，要求能够体现至少两种节能原理，且外观美观、结构稳固。​2.明确项目的时间安排、评价标准和小组分工要求。​3.将学生分成若干小组，每组45人，推选一名组长。​设计意图：清晰阐述项目任务、时间安排、评价标准及小组分工要求，让学生明确项目目标与规则，为后续小组合作学习提供方向，培养学生的任务意识与团队协作前的准备能力。​三、知识探究（20分钟）​1.发放相关学习资料，包括节能原理的科普文章、常见节能技术的介绍等。2.引导学生自主阅读资料，探究以下问题：​（1）常见的可再生能源有哪些？它们是如何被利用来为房屋提供能源的？​（2）房屋的哪些设计可以减少能源消耗，如保温、采光、通风等方面？​3.小组讨论交流，教师巡视指导，帮助学生解决疑问。​设计意图：发放学习资料并引导学生自主探究，培养学生自主学习能力与信息收集处理能力。通过小组讨论交流，促进学生思维碰撞，提高合作交流与问题解决能力，同时教师巡视指导可及时给予学生帮助，确保探究方向正确。四、总结归纳（5分钟）​1.请各小组代表分享小组讨论的结果。2.教师进行总结归纳，梳理出节能的主要原理和方法，如太阳能的光伏发电、太阳能热水器，风能发电，房屋的双层玻璃保温、合理的朝向采光等。​设计意图：各小组代表分享结果可锻炼学生的表达能力，教师总结归纳能帮助学生梳理知识体系，强化对节能原理和方法的理解，形成系统的科学观念。五、布置作业（5分钟）​让学生课后观察自己居住的房屋，记录下在节能方面的优点和不足之处，并思考如何改进。设计意图：让学生课后观察自己居住的房屋，将课堂知识与生活实际紧密联系，培养学生观察生活中的科学现象的习惯，进一步加深对节能知识的理解与应用，同时为后续设计节能小屋积累生活经验。​第二课时：设计方案制定一、回顾导入（5分钟）​1.回顾上节课学习的节能知识，提问学生常见的节能原理和方法有哪些。​2.引导学生思考如何将这些节能原理应用到节能小屋的设计中。​设计意图：回顾上节课知识，强化记忆，通过提问引导学生思考知识应用，实现知识从理论到实践的过渡，为节能小屋设计方案制定做铺垫。​二、设计引导（10分钟）​1.展示一些节能小屋的设计案例，分析其在能源利用、结构设计、外观造型等方面的特点和优点。​2.提出设计要求：​(1)节能小屋的功能需求，如居住空间、能源供应系统、采光通风系统等。(2)尺寸限制，根据提供的材料和场地，确定小屋模型的大致尺寸。​(3)材料选择，考虑材料的性能、成本和可用性，选择合适的建筑和能源材料。​设计意图：展示节能小屋设计案例，为学生提供直观参考，分析案例特点优点可启发学生思维，明确设计要求能让学生在设计时有清晰的方向，培养学生在设计中的科学思维与问题解决能力。​三、小组设计（20分钟）​1.各小组根据设计要求，进行头脑风暴，讨论节能小屋的设计方案。​2.组长负责组织讨论，记录员记录讨论过程和初步设计想法。​3.运用绘图工具，绘制节能小屋的设计草图，标注尺寸、材料和节能措施。4.教师巡视各小组，提供必要的指导和建议，如帮助解决设计中的技术难题、引导小组达成共识等。​设计意图：小组头脑风暴培养学生创造性思维与团队协作能力，组长组织、记录员记录有助于小组有序开展讨论，绘制设计草图可将抽象思维转化为具体可视化成果，教师巡视指导解决技术难题与引导达成共识，保障设计方案的科学性与可行性。​四、方案展示与交流（10分钟）​1.各小组展示设计草图，介绍设计思路和所采用的节能措施。​2.其他小组进行提问和评价，提出改进建议。​3.展示小组根据其他小组的建议，对设计方案进行进一步完善和优化。​设计意图：小组展示设计草图与思路培养学生表达能力，其他小组提问评价促进思维碰撞，展示小组根据建议完善方案，培养学生批判性思维与自我完善能力，优化设计方案。​第三课时：模型制作​一、材料工具介绍（5分钟）​1.展示本节课所需的各种材料和工具，详细介绍其名称、用途和使用方法。2.强调安全注意事项，如使用剪刀、美工刀时不要伤到自己和他人，热熔胶枪使用后要及时关闭电源等。​设计意图：详细介绍材料工具名称、用途及使用方法，强调安全注意事项，保障学生在模型制作过程中能正确、安全使用工具材料，提高实践操作能力，为顺利制作模型奠定基础。​二、制作前准备（10分钟）​1.根据设计方案，各小组确定所需材料的种类和数量，进行材料领取和分工。2.对材料进行预处理，如裁剪卡纸、切割木板等。​设计意图：小组确定材料种类数量并领取分工，培养团队协作与任务分配能力，材料预处理锻炼学生动手操作与数学应用能力（如尺寸裁剪计算），为模型制作做好前期准备。​三、模型制作（20分钟）​1.各小组按照设计方案和分工，开始制作节能小屋模型。​2.先搭建房屋框架，确保结构稳固，再安装墙体、屋顶等部件。​3.逐步安装能源收集和转换系统，如太阳能板、风力发电机等，并连接电路。4.进行采光和通风设计的实施，如开设窗户、安装通风口等。​5.教师在各小组间巡视，指导学生正确使用工具，解决制作过程中出现的技术问题，如部件连接不牢固、电路短路等。​设计意图：学生按设计方案分工制作，将理论设计转化为实践成果，提高动手实践与问题解决能力。搭建框架、安装部件、实施采光通风设计等环节培养学生空间构建与科学实践能力，教师巡视指导解决技术问题保障模型制作顺利进行。​四、装饰与完善（5分钟）​1.各小组对制作好的节能小屋模型进行装饰，使其外观更加美观。​2.检查模型的整体效果，对存在的问题进行最后的调整和完善。​设计意图：对模型进行装饰完善，培养学生审美能力与艺术素养，检查调整培养学生严谨的科学态度与问题解决能力，提升模型整体质量。​第四课时：展示评价与总结拓展​一、展示与汇报（15分钟）​1.各小组依次展示制作好的节能小屋模型，并进行汇报。​2.汇报内容包括设计思路、所采用的节能措施、制作过程中遇到的问题及解决方法、小组分工合作情况等。​3.利用多媒体设备，展示小组在项目实施过程中的照片、视频等资料，增强汇报的生动性和直观性。​设计意图：小组依次展示汇报，锻炼学生表达能力与团队成果展示能力，利用多媒体展示项目过程资料，增强汇报生动性直观性，培养学生总结归纳与展示能力，强化对项目的整体认知。​二、评价与反馈（15分钟）​​1.制定评价标准，从节能效果、设计合理性、模型制作工艺、小组合作等方面进行评价。​2.组织学生进行小组间互评，每个小组根据评价标准对其他小组的作品进行打分，并给出评价意见。​3.教师进行总结评价，肯定各小组的优点和创新之处，同时指出存在的不足之处，提出改进建议。​设计意图：制定评价标准从多方面评价，培养学生批判性思维与科学评价能力。小组间互评促进学生相互学习交流，教师总结评价肯定优点指出不足，提出改进建议，帮助学生全面认识项目成果，提升综合素养。三、总结与拓展（10分钟）​1.引导学生回顾整个项目过程，总结在知识、技能、团队合作等方面的收获和体会。​2.对节能小屋项目进行拓展延伸，提出一些思考问题，如如何进一步优化节能小屋的设计，使其更加节能环保；在实际生活中，如何将节能理念应用到更大规模的建筑设计中。​3.鼓励学生在课后继续探索节能相关的知识和技术，将节能行动落实到日常生活中。设计意图：引导学生回顾项目过程总结收获体会，培养学生反思总结能力，拓展延伸提出思考问题，激发学生进一步探索节能知识技术的兴趣，将节能理念从课堂拓展到生活实际，培养学生社会责任感与持续学习能力。​评价维度评价要点分值小组自评小组互评教师评价节能效果（30分）可再生能源利用：充分且合理利用太阳能、风能等可再生能源，能源转化效率高，得1015分；有一定利用但效率一般，得59分；利用不足或不合理，得14分15分节能措施有效性：保温、采光、通风等节能设计显著降低能源消耗，得1015分；有一定效果但存在部分问题，得59分；效果不明显，得14分15分设计合理（25分）功能布局合理：居住空间、能源供应系统、采光通风系统等功能区域划分科学，满足基本居住及节能需求，得812分；基本合理但存在少量不合理处，得47分；布局混乱，得13分12分尺寸与材料选择：小屋尺寸符合给定限制，材料选用兼顾性能、成本与可用性，得813分；尺寸或材料选择有少量瑕疵，得47分；尺寸不合理或材料选择不当，得13分13分模型制作（25分）结构稳固性：小屋框架搭建牢固，墙体、屋顶等部件连接紧密，无明显晃动或松散，得812分；结构基本稳固但存在轻微问题，得47分；结构不牢固，得13分12分制作精细度：部件裁剪整齐，安装工艺精细，能源系统安装规范、调试成功，得813分；制作存在一些粗糙之处，能源系统有小问题，得47分；制作粗糙，能源系统无法正常工作，得13分13分小组合作（20分）团队分工明确：小组内成员分工清晰，各司其职，积极参与项目各环节，得710分；分工基本合理但存在部分成员参与度不