专项学习《像工程师那样》教学设计-2025-2026学年科学三年级上册苏教版

苏教版三年级上册专项学习《像工程师那样》教学设计 核心概念 13.工程设计与物化 跨学科概念 1. 系统与模型 2. 结构与功能 3. 物质与能量 单元结构 学习内容 13.1工程需要定义和界定 13.2工程的关键是设计 13.3工程是设计方案物化的结果 内容要求 13.1描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件。 13.2借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路；根据需求和限制条件，比较多种可能性的解决方案，并初步判断其合理性。 13.3利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理；知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。 单元目标 1.科学观念 通过阅读工程师的故事，认识到需要对照工程要求权衡利弊，确定最终设计方案。 2.科学思维 能够明确工程任务，经历工程实践活动明确问题、设计方案、实施计划和发布成果的过程，并重点领会利用评价表权衡不同设计方案的方法。 3.探究实践 动手动脑，设计制作一个满足一定需求的鸡蛋紧急迫降器，并向同伴展示。 4.态度责任 在阅读工程师的故事和设计制作鸡蛋紧急迫降器的过程中，能够对创新创造产生积极的情感。 学情分析 三年级学生处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡阶段，对直观、有趣的实践活动充满热情，动手能力逐步发展，但精细操作和复杂思维能力有限 。在知识储备上，对工程概念认知浅显，不过好奇心强，乐于探索新事物，只是在规划设计、权衡利弊等思维层面，需要引导和支架辅助。 学业要求 能提出满足一定限制条件的简单设计问题和多种设计方案。 能用多种方式说明设计思路，选择适当的方案。 能完成实物模型的制作，发现实物模型的不足并进行改进。 具有技术与工程方面的操作兴趣，愿意动手尝试。 教学策略 任务情境——“鸡蛋救援行动” 设定情境：学校农场的鸡蛋运输通道突发故障，鸡蛋需从高处安全“迫降”，孩子们作为“小小工程师”，要设计制作紧急迫降器完成救援任务 。借助情境激发责任感与探索欲，让抽象工程任务变得具象、有趣。 学习评价 1.在设计方案时，用“工程师方案权衡卡”主要是为了（ ） A. 选好看的材料 B. 对照工程需求，权衡不同方案的利弊 C. 记录小组同学名字 2.以下属于鸡蛋紧急迫降器设计关键需求的是（ ）（多选） A. 让鸡蛋下落速度尽可能慢 B. 保护鸡蛋不破损 C. 让迫降器颜色特别鲜艳 D. 材料越贵越好 3.制作迫降器试飞后发现鸡蛋破损了，你会从哪些方面改进？写出至少 2 条改进思路。 课时安排 1课时 《像工程师那样》教学设计 第1课时 核心概念：13.工程设计与物化 跨学科概念：结构与功能，系统与模型，物质与能量 内容要求： 13.1描述简单的设计问题，包括材料、时间或成本等限制条件。 13.2借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路；根据需求和限制条件，比较多种可能的解决方案,并初步判断其合理性。 13.3利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理；知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。 教材分析： 本节是苏教版三年级科学上册的专项学习，以“火星探测器着陆”为情境，引出工程师解决问题的流程，再通过“鸡蛋紧急迫降器”实践活动让学生模拟工程师的工作。 本节教学内容包括两个模块的活动：模块1：工程师这样做，讲述工程师权衡利弊确定火星车登陆方案的故事，阅读故事，了解为了解决问题，工程师往往会想出多个方案，然后对照工程要求，选择一个最佳方案。模块2：学做工程师，进行工程实践活动，设计制作鸡蛋紧急迫降器，让鸡蛋从一层楼高的地方(约3米)自由下落，保证鸡蛋落地后不破碎。 学情分析： 认知基础：三年级学生对“工程师”“火星探测”等话题充满好奇，具备简单的观察和动手能力，但对“工程流程”“方案优化”等概念陌生。 能力特点：喜欢动手操作，团队协作意识初步形成，但设计方案时易忽略合理性（如材料浪费、结构不稳），测试后难以精准分析失败原因。 学习难点：难以将测试结果转化为具体的改进方法（如鸡蛋破碎后，不知道增加缓冲材料还是加固固定方式）。 学习目标： 1. 科学观念 （1）知道技术产品包含科学概念、原理，知道简单的设计问题存在限制条件，并有多种设计方案。 （2）能说出工程师解决问题的6个基本流程（明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果）。 （3）能利用给定材料设计并制作鸡蛋紧急迫降器，说明装置的缓冲或减速原理。 2. 科学思维 （1）初步掌握重组思维、发散思维突破定势等创造性思维的基本方法。 （2）能基于具体事物外在特征展开想象，突破生活中常见问题的思维定势，提出有一定新颖性和合理性的观点，针对事物的外在特征进行设计，并对方案进行初步的科学分析。 （3）在设计和改进迫降器时，能发现问题（如鸡蛋滚动、缓冲不足）并提出调整方法，发展灵活思考和创新能力。 3. 探究实践 （1）掌握常见工具的使用方法；能制作某种产品的简化实物模型并反映其中的部分科学原理；能发现作品的不足并进行改进。 （2）初步具有参与技术与工程实践的意识及使用常见工具的技能。 4. 态度责任 （1）能有依据地质疑别人的观点，尝试运用不同思路和方法完成探究和实践。 （2）愿意分享自己的想法，乐于倾听他人观点，改进和完善探究活动。 重点与难点： 重点：理解工程师解决问题的流程，能按流程设计并制作鸡蛋紧急迫降器。 难点：根据测试结果（如鸡蛋破碎、滚动）有效改进作品；初步形成“多次尝试、持续优化”的工程思维。 教学准备： 1.教师准备：火星探测器图片/着陆视频、工程师工作流程图（板书用）、评价表示例、测试场地（3米高平台）。 2.学生材料（每组）：鸡蛋1个、纸筒、海绵、气泡膜、保鲜膜、透明胶带、剪刀、橡皮筋、测试记录表（含高度和鸡蛋状态）。 教学过程： 教学环节 教学活动 设计意图 创设情景 活动一：导入火星探测的“难题” 1. 展示火星图片和探测器着陆视频片段，提问：“探测器要在火星安全着陆，可能遇到什么危险？”（引导学生说出“速度快会破碎、摩擦会烧毁、侧翻”等） 2. 引出主题：“这些问题都需要工程师来解决。今天我们就来学习‘像工程师那样’思考和做事。” 创设情景，引导学生要像工程师那样思考做事情 科学猜想 活动二：工程师这样做 1. 分析火星探测器着陆案例： 出示教材中A（气囊包裹）、B（机械腿）、C（空中起重机）三种方案，讲解每种方案的原理和优缺点（如A方案怕超重破损，B方案怕斜坡侧翻）。 小组讨论：“如果是你，会选哪种方案？为什么？”（引导学生从“安全、稳定”等角度分析） 2. 总结流程：结合案例板书工程师解决问题的6个环节——明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果。 通过工程师权衡利弊确定火星登陆方案的故事，总结工程师解决问题的6个环节 课堂实践 活动三：学做工程师(实践制作“鸡蛋紧急迫降器”) 1. 明确问题： 任务：用给定材料制作装置，让鸡蛋从3米高处下落不破碎。 提问：“关键要解决什么问题？”（缓冲撞击、固定鸡蛋、保持稳定） 2. 设计方案： 小组讨论，用简单画图记录方案（如“海绵包裹鸡蛋+纸筒支架”“气泡膜做气囊+橡皮筋固定”）。 出示评价表（标准：结实、稳定、易做），引导学生用星级给自己的方案打分，完善设计。 3. 实施计划： 学生分组制作，教师巡视指导（如胶带固定方法、材料搭配建议），提醒安全使用剪刀。 4. 检验作品： 到测试场地，从1米、2米到3米依次测试，每组记录3次结果（完好/裂纹/破碎）。 提问：“鸡蛋破碎了？可能是哪里没做好？”（如缓冲材料不够、鸡蛋没固定紧） 5. 改进完善与发布成果： 小组根据测试结果调整作品（如增加海绵厚度、加固鸡蛋位置），再次测试。 选2-3组展示作品，介绍设计思路和测试数据（如“3米测试3次都完好，因为我们用了双层气泡膜缓冲”）。 通过具体的实践过程，使学生学会像工程师那样权衡利弊选择最佳方案去解决问题。 课时作业 1. 填空题： 工程师解决问题的第一步是_______，最后一步是_______。 2. 选择题： 制作鸡蛋迫降器时，最适合缓冲撞击的材料是（ ） A. 硬纸板 B. 海绵 C. 塑料片 3. 实践题： 回家后用家里的材料（如旧报纸、棉花）再做一个鸡蛋迫降器，和家人一起测试，并记录3米高度的结果。 板书设计 像工程师那样 1. 流程：明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果 2. 案例：火星探测器着陆 A. 气囊包裹 B. 机械腿 C. 空中起重机 3. 任务：鸡蛋紧急迫降器 材料：海绵、纸筒、气泡膜等 要求：3米下落，鸡蛋不破碎 教学反思 专项学习《像工程师那样》作业设计 一、选一选 1.工程师为让火星车安全着陆，想到的灵感来源是（ ） A.飞机飞行 B.甲虫翻身 C.火箭发射 2.火星车着陆时，以下不属于要解决的关键问题是（ ） A.如何减速 B.如何让火星车颜色好看 C.如何让探测器平稳着陆 3.工程师设计火星车着陆方案时，会（ ）后选择最佳方案。 A.只看材料是否便宜 B.对照工程要求，权衡多个方案利弊 C.选最复杂的方案 4.制作鸡蛋紧急迫降器，目的是（ ） A.让鸡蛋从高处落下不破损 B.比赛谁做的最漂亮 C.消耗多余材料 5.设计鸡蛋紧急迫降器时，参考火星车着陆方案，下列思路合理的是（ ）（多选） A.用降落伞帮助鸡蛋减速 B.给鸡蛋做缓冲装置防破损 C.只选一种材料制作 D.不管鸡蛋是否破损，完成制作就行 二、判一判 1.工程师设计火星车着陆方案，只用了一种方法就成功了。（ ） 2.制作鸡蛋紧急迫降器，不需要考虑材料是否容易获取。（ ） 3.火星车着陆遇到的问题，和鸡蛋从高处落下要解决的“安全着陆”问题有相似之处。（ ） 4.设计方案时，不用权衡利弊，随便选一个做就行。（ ） 三、实验探究 下面是科学小组在设计鸡蛋紧急迫降器时的研究过程，请你跟他们一起完成这次设计 1.明确问题 如何让鸡蛋从约3米高的地方自由下落而不破碎？ 2.设计方案 （1）根据我们设计需要完成的主要问题，经过思考，我们可以从哪些方面解决呢？（ ）（多选） A.在鸡蛋落地前，设计一个减速装置让鸡蛋减速 B.给装置设计一个好看的颜色 C.给鸡蛋外面包上海绵，减少地面的冲击 D.将鸡蛋固定好，防止鸡蛋脱离装置 （2） 经过同学们的热烈讨论，确定了设计方案，在选择设计方案时，以下哪些问题需要考虑？（ ）（多选） A.减速效果 B.材料获取难易程度 C.制作便捷度 D.材料颜色 F.材料危险性 3.科学小组的同学完成了装置的制作并且完成了实验，并且详细记录了实验过程 4..检验作品 在多次检测不同装置的效果后，发现某装置中的鸡蛋破损了，你觉得可能是什么原因呢？（至少写出一条） _____________________________________________________ 5..改进完善 根据你分析的破损原因，你可以怎样改进？ _____________________________________________________ 6..发布成果 聪明的你完成了鸡蛋紧急迫降装置，快去给朋友们介绍下你的装置吧！ 参考答案 一、选一选 1.B 2.C 3.B 4.A 5.AB 二、判一判 1.× 2.× 3.√ 4.× 三、实验探究 2.（1）ACD （2）ABCE 4.（答案合理即可）①减速效果不好，鸡蛋落地速度太快 ②缓冲装置太薄，地面冲击太大 5. （答案合理即可）改进方面1：增大降落伞面积 。 改进方面2：加厚缓冲材料 1 学科网（北京）股份有限公司 $