专项学习《像工程师那样》课件-2026-2027学年科学六年级上册苏教版

该小学科学课件以“像工程师那样”为主题，核心围绕被动式节能屋的工程设计与迭代过程，通过德国工程师菲斯特的节能屋案例导入，从问题发现（冬季保暖与能源消耗矛盾）到技术创新（保温层、三层窗户等），再引导学生设计制作节能小屋模型，形成“案例学习—实践应用—迭代改进”的知识脉络，提供工程笔记、问题清单等学习支架辅助探究。 其亮点在于以真实工程案例为载体，融合科学观念（能量与结构功能关系）、科学思维（模型建构与创新思维）和探究实践（技术与工程实践能力），通过明确问题、设计方案、检验改进等环节，让学生在制作符合尺寸（21cm×21cm基底等）和保温标准（温度下降值测试）的小屋模型中，培养严谨求实的科学态度。学生能提升动手与问题解决能力，教师可依托结构化流程高效开展实践教学。

封面--字小魂萌趣 140 尔雅趣宋 60 工程师这样做 寒冷的冬天，谁都想家里暖暖和和的。空调、暖气帮人们实现 了这个愿望，但要消耗很多能源。 工程师这样做 德国工程师菲斯特想：能不能建一座不用暖气也能保暖的房子？经过研究，他采用四项关键技术来实现 节能的功效：给墙和屋顶加保温层，用三层窗户，把所有的缝隙封严 实，安装能回收热量的“新风系统”——把排出去的热空气中的热量 传给进来的新鲜空气。 工程师这样做 工程师这样做 基于菲斯特的理念，1991 年，第一 栋不需要空调、暖气的被动式节能屋建成了。 菲斯特的被动式节能屋 工程师这样做 菲斯特又想：如何让更多的人复制自己的成功经验，也能造出节 能屋呢？菲斯特的做法是制定一套严格的认证标准，如：房屋一年中 每平方米的采暖能耗必须小于或等于15 千瓦时，这远低于普通建筑； 新风系统的热回收效率大于或等于75%……人们按照菲斯特的标准又 建成了几十栋被动式节能屋。 工程师这样做 你知道按照这个标准建造房屋，最初需要增加多少费用吗？平均 每户要增加50000 欧元！这对普通人来说，还是挺贵的。除了费用， 还有对不同气候的适应性问题。于是“降成本、规模化、跨气候”等 问题成为被动式节能屋要解决的新难题。 经过工程师们的努力，建房 的额外费用大幅降低，有些项目 甚至只需增加约6000 欧元。随着 技术和理念的不断创新，气候适 应性难题也被攻克。如今，被动 式节能屋已遍布全球。 像 工 程 师 那 样， 设 计 — 制造—测试发现问题—分析问 题—再设计，就是迭代的过程。 迭代是工程设计的核心方法， 是在循环中不断完善的过程。 工程师这样做 现在，节能屋还在沿着智能化、本土化的方向继续发展。 学做工程师 节能屋技术并非一蹴而就。从最初设计到实际使用中发现新问 题，再到技术攻关解决新问题，然后改进设计的过程，正是工程实践 中至关重要的方法——迭代。现在轮到你了。你需要设计并制作一个 被动式节能小屋模型，然后测试它的保温效果，找出问题，改进设 计，再测试。你的一代小屋可能保温效果一般，但没关系，菲斯特的 第一代也不够好。关键是，你能不能通过迭代，让你的二代、三代小 屋越来越好！ 学做工程师 学做工程师 节 能 小 屋 模 型 需 要满足以下技术指标： 本 次 任 务 的 最 终 目标是：在限定的材料 和规定的尺寸内，尽可 能提升节能小屋的保温 性能，并通过不断优化 设计，最终让它的保温效果在50%以上。 明确问题 明确问题时—— ● 先要分析任务中材料、时间、 成本等限制条件。 ● 然后明确验收标准——想清楚 “做成什么样才算成功”。 ● 最后把任务分解成要解决的具 体问题，并列成清单。 明确问题 任务要求前后都有窗户。窗户是 光线进来的通道，但也是热量流失的 地方——窗户越大，光线越好，但保 温 越 差 。 这 和 菲 斯 特 遇 到 的 矛 盾 一 样。围绕这个矛盾和任务要求： 1  想一想它对你的设计意味着什么。 2 把需要研究的问题列成清单，为下 一步调研做准备。 明确问题 明确问题 设计方案 设计方案前—— ● 先围绕问题清单开展前期调研，找齐做决定需要的关键信息。 ● 还要盘点已学过的知识，看哪些能用上。 ● 调研完成后，确定设计思路。 在这个任务中，设计方案重点考虑三 件事： 1 确定节能技术——盘点学过的热学、光 学、材料等知识，选择适合的节能技术。 2 确定各部件的材料——墙体、屋顶、窗 户分别用什么材料？ 3 画出设计图——标注尺寸、材料和节能 技术的位置。     如果有多种方案可选，可以用四、五 年级学过的评估表来帮助比较。 设计方案 实施计划 实施计划时—— ● 先把要做的事情按顺序写清楚，再把每一步的负责人和完成时间标出 来，让计划变得具体、可执行。 ● 还要预估可能遇到的困难，提前想 好应对方法。 1 对照设计图，列出需要的材料和工具。 2 把制作过程分成“制作墙体—安装窗 户—搭建屋顶—整体组装”几个步骤，每 一步对照设计图，确保尺寸准确。 3 在计划表里写清每一步谁负责、什么时 间完成。 4 建造过程中发现问题，要及时调整，并 在工程笔记中记录调整了什么、为什么这 样调整。 实施计划 实施计划 检验作品 检验作品时—— ● 对照验收标准，确定检验方法，并进行多次测试。 ● 记录每次测试数据，标明哪里达标，哪里有不足之处。 对节能小屋进行验收时，重点检查五件事： 1 小屋尺寸是否符合标准。 2 墙体厚度是否不超过2厘米。 3 南面和北面是否都有窗户。 4 保温测试——30分钟温度下降了多少？ 5 是否在规定时间内完成制作。 检验作品 改进完善 改进完善时—— ● 看数据找问题。 ● 想原因定方案。 ● 改一点测一次——每次只改一处，用数据证明是否 有效。 保温效果不好，先确定原因：是墙体 材料导热太快，还是窗户缝隙漏热，还是 屋顶太薄？原因不同，改法不同。 1 每次只改一个地方——这样你才能知道 是哪个改动让保温效果变好了。 2 改完一定要重新测试，用和第一次完全 一样的方法。 3 记录每一次变更——你的工程笔记就是 你的“迭代日志”。 改进完善 改进完善 “迭代”不是全部 推倒重来，而是每次只 改进一个关键问题。 测试数据说 明 保 温 效 果 如 何？一代到三代 提升了多少？ 制作过程中遇到的最大困难是什 么？怎么解决的？ 如果再做 一次迭代，哪 里会改进？ 你们的小屋是 第几代？先后解决 了哪些问题？ 发布成果 发布成果时—— ● 工程报告书是成果的重要部分。工程报告书包括设计步骤、草图、解释和 说明、制作过程、测试结果和改进过 程等。 ● 把你的设计亮点和改进过程讲清楚， 并用数据或记录作为证据。 ● 要让别人不仅知道你做了什么，还能判 断你的方法是否合理、结论是否可靠。 1 展示节能小屋模型，将工程笔记整 理成工程报告书，作为完整的项目 档案。 2 介绍你的节能小屋：运用了哪些节 能技术？为什么选择这些技术？ 3 说明设计、测试和改进的过程。 4 用测试数据和改进记录展示节能效 果——这一代比上一代好了多少？ 发布成果 发布成果 整理所有的工程 笔记，装订起来就是 一份工程档案。 说一说，这节课你都学到了哪些知识？ $