苏教版（2020新版）科学四年级上册 《像工程师那样——做一个LED手环》教学设计

像工程师那样做一个LED手环教学设计一、教材分析本册的工程实践专项活动主题通过提出“做一个LED手环”的任务，提出“能发光，有个性”的任务要求，让学生明确自己要解决的问题。聚焦“怎样让LED亮起来”、“怎么加入开关”、“可以选用哪些材料做装饰”等问题，进行前期研究。在此基础上按步骤设计解决问题的方案，在完成制作的过程中强调按图纸进行，按步骤进行测试改进，最后向同学们介绍作品并演示。本学习活动主要由前后相连的两个部分组成。第一部分，介绍不同职业类型的工程师具备了哪些共同的素养，所有的工程项目都和人的需求有关，因此，工程师还需要懂一些心理学、社会学、美学、艺术等方面的知识；第二部分，为了解决想要一个LED手环的问题，提出做一个能发光、有个性的LED手环的工程任务，通过前期研究、设计方案、制作模型、测试改进，最终向同学们展示交流自己的作品，像工程师一样，经历“明确问题前期研究设计方案制作模型测试改进展示交流”这样一个完整的工程活动过程，学做小小工程师。在这两部分中，第二部分是第一部分的延续，是主体活动。从工程实践能力培养的角度来看，本册的活动是螺旋上升的第二阶段，抓住工程活动的六个主要环节明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流，体验工程的核心在于设计。二、学习目标l 能动手动脑，选择合适的材料，制定设计方案，制作出满足需求的LED手环，经过测试改进，最终向同学展示，互相评价；l 在实践中经历工程活动的六个基本环节：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流，体验像工程师那样工作；l 通过设计制作LED手环和了解工程师具备的素养，进一步激发学生发明创造的愿望。三、重点与难点重点：设计并制作满足需求的LED手环。难点：按照前期研究、制作模型和展示交流的环节要求完成整个工程实践的过程。 四、教学准备：教师材料：介绍工程师素养的图片和视频。学生分组材料：导电胶布、发光二极管、纽扣电池、电路开关、剪刀、双面胶、彩色胶带、彩色细绳、彩色丝带等。五、教学过程（一）工程师会干什么？1. 不同职业类型的工程师从事不同的工作，但他们具有某些共同的素养。你知道是什么吗？可以举例说明。教师出示课件，介绍工程师具备的共同素养。2. 所有的工程项目都和人的需求有关，因此，工程师除了上述素养之外，还需要积累哪些知识和技能？可以举例说明。教师出示课件：工程师还需要懂一些心理学、社会学、美学、艺术等方面的知识。3工程师可真伟大，你有没有想过成为哪个种类的工程师呢？4这节课我们就来当小小工程师，模仿工程师设计一个作品。【意图解析】引导学生从现实中发现问题，引起学生的探究兴趣，使学生主动参与到问题探究中。了解不同职业类型的工程师具备的共同素养，发现工程师需要具备很高的职业素养和综合能力，激发学生对工程师这个职业产生更加浓厚的兴趣。（二）做一个LED手环1. 明确问题（1）很多同学喜欢佩戴手环，甚至希望晚上戴时也能闪闪发光。于是，各种LED发光手环应运而生。教师出示课件，出示各种LED手环的图片。（2）我们也来尝试制作一个能发光、有个性的LED手环。教师出示课件，引导学生明确工程任务与要求。【意图解析】为了让学生理解工程师的工作方法，需要让学生经历一个完整的工程实践过程，重点对六个环节进行指导：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流。首先要明确问题。教师创设一个真实的生活情境，引导学生明确了工程任务做一个能发光、有个性的LED手环。在真实情境下提出的任务会让学生更加投入。2.前期研究（1）要会列出完成这个任务可能遇到的问题有哪些。怎样让LED亮起来？怎么加入开关？可以选用哪些材料做装饰？（2）会用多种方法查找有助于完成任务的相关知识，了解别人是怎么做的。（会使用搜索引擎和互联网搜索信息，会在图书馆查找资料，将信息和资料分类整理、保存。）教师出示纸电路作品的图片和相关材料，引导学生认识材料、动手尝试、提出初步想法。可组织学生查阅电路、纸电路、安全用电的相关资料。怎样让LED亮起来？电路怎么连接？（像前面学过的简单电路一样，做实验来探究正确的连接方法；初步设计电路，画电路图，按照电路图进行连接）怎么加入开关？开关、导电胶布和电池怎样连接才能既美观又安全可靠？（尝试几种不同的连接方式，同时注意电路安全；查查资料，看看有什么材料可以代替导线和开关。）可以选用哪些材料做装饰？选择装饰材料时应注意什么？（注意不要选择具有导电性的装饰材料。佩戴手环有哪些习惯？尽可能让佩戴者舒适、方便。到商店里看看，那些商品是用什么方法装饰手环的）（3）想一想这些学习对自己有什么启示。教师出示课件，引导学生思考问题、提出初步想法。【意图解析】聚焦“怎样让LED亮起来”、“怎么加入开关”、“可以选用哪些材料做装饰”等问题，进行前期研究。3.设计方案（1）我们可以利用以下材料和工具做一个LED手环。这些材料和工具分别是导电胶布、发光二极管、纽扣电池、电路开关、剪刀、双面胶、彩色胶带、彩色细绳、彩色丝带等。根据刚才的前期研究，选择其中几个材料和工具进行设计、制作。设计方案时，首先要经过头脑风暴，就是小组内成员要充分、自由地发表各自的想法。（注意：方案内容包括选择的材料名称和个数、制作步骤、注意事项、对LED 手环外形和功能的设计、电路图等）根据任务中的要求，选出最好的想法。用表格和画图的方式呈现设计方案。（注意：填写选择的材料名称和个数，根据佩戴者的喜好、个性要求和手腕粗细设计LED手环的尺寸、颜色、形状、装饰方式等，注意若装饰材料较多，对手环尺寸的把握就要考虑多个因素。以上内容在设计图上应进行详细标识，建议做一个使用说明书，内容包括使用方法、注意事项、安全提示等。）【意图解析】教师引导学生认识材料、选择材料、考虑所用材料和制作步骤，制定完整的设计方案，强调根据需求进行设计。在整个过程中强调小组合作，提升合作学习意识。4.制作模型总体要求制作的模型可以检测未来产品的实际效果。（1）准备材料和工具。（要选择合适的材料和工具，依据设计方案进行制作）（2）按设计方案进行连接。（根据任务的具体情况，确定模型的大小、应重点呈现的部分等）（3）测试时注意安全。【意图解析】 教师引导学生按照设计方案制作LED手环，在整个过程中强调小组合作，提升合作学习意识。5.测试改进注意安全，一定不能套在手上进行测试！（1）首先依据任务要求，共同商定一个测试方法。（LED手环是否能实现设计的功能、稳定性怎样、尺寸是否合适、外形设计是否美观大方且满足佩戴者的个性要求、脱卸是否方便）（2）然后进行反复多次的测试，根据测试得到的信息，判断是否满足任务要求。（3）对达不到要求的部分进行改进。【意图解析】 先制定测试方法，再进行反复多次的测试，对达不到要求的部分进行改进，进一步提升学生迭代的工程思想。6.展示交流现在请各小组依次展示自己的作品。在展示中需要： 可以采用PPT、模型、文字等多种形式展示成果。 交流的内容包括：完成任务的程序、实际制作的步骤、测试改进的过程等。 要解答他人的疑问，听取他人的意见和建议。（我们按什么标准来评价别人的作品？手环的功能、外形、创意、使用体验等）【意图解析】向全班同学演示产品并互相进行评价。“做一个LED手环”仅是专项学习的内容载体，重要的是让学生经历工程技术的全过程，对一些具体问题进行指导。切勿操之过急，影响活动的开放性。（三）总结全课1我们学着像工程师那样工作，经历了哪六个过程？每个过程中有哪些要求？2这次设计、制作LED手环，你有什么感受？3. 在学生活动手册上针对此次专项活动进行自评。【意图解析】 教师引导学生总结全课，巩固所学知识，回顾与梳理整节课的工程实践过程，加深学生对工程实践过程的认识。在学生活动手册上针对此次专项活动进行自评，了解自己在整个工程实践活动过程中在哪些环节和细节上还需注意，今后努力做到更好。七、板书设计像工程师那样做一个LED手环（课题）明确问题前期研究（可能的问题、别人怎么做的、对自己的启示）设计方案制作模型（选择材料工具、按照设计方案进行制作）测试改进展示交流（多种形式、程序步骤过程、解答和评价）