专项学习 像工程师那样 教学设计-2026-2027学年科学二年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦“工程设计与物化”核心概念，通过工程师解决排污管问题的故事导入，承接工具使用单元知识，以“头脑风暴”和设计图绘制为支架，引导学生经历“明确问题—设计方案”的工程实践流程。 以“设计雨水收集装置”为项目任务，通过“头脑风暴”激发创新思维，设计图绘制培养模型建构能力，课后利用废旧材料制作并改进模型延伸探究实践。学生在体验中提升科学思维与动手能力，教师可直接应用流程化策略，高效落实课标要求。

专项课 像工程师那样 专项学习 【课标落实】 1.对应核心概念的内容要求和学业要求: 学科核心概念 2年级学习内容 2年级学习内容要求 22年级学业要求 13. 工程设计与物化 13.1 工程需要定义和界定 ① 通过观察,提出并描述简单的制作问题。 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。 13. 工程设计与物化 13.2 工程的关键是设计 ② 学会使用简单的草图,说出自己的思路。 能用多种方式说明设计思路,选择适当的方案。 13. 工程设计与物化 13.3 工程是设计方案物化的结果 ③ 学会使用简单的工具,对生活中常见的材料进行简单的加工处理。 ④ 制作简单的实物模型并展示,尝试通过观察发现作品中存在的问题并提出改进方案。 能完成实物模型制作,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。 2.指向的跨学科概念  结构与功能：一个装置的结构（如集水盘的大小、形状、位置）决定了其功能（收集雨水的效率）。 系统与模型：雨水收集装置是一个由多个部分（集水盘、水管、储水桶）组成的简单系统，学生制作的模型是这个系统的简化版。 【教材分析】 本课是专项学习《像工程师那样》，在二年级上册教材中起着承上启下的作用。它是在学生经历了“打开工具箱”单元，初步掌握了几种常用工具的使用方法后，进一步引导学生像工程师一样，经历一个完整的“明确问题—设计方案—实施计划—检验作品—改进完善—发布成果”的工程实践过程。本课以“设计一个雨水收集装置”为项目任务，旨在让学生在实践中初步体验“头脑风暴”这一创造性解决问题的思维方式，理解工程的核心是“设计”和“建造”，并感受工具（如剪刀、胶带等）在“物化”过程中的重要作用。通过本课学习，学生将初步建立“工程”的概念，培养创新思维、动手能力和解决问题的能力。 【学情分析】 1.认知分析  二年级学生已经具备了一定的生活经验，知道下雨天雨水会从屋檐、雨伞上流下来，也见过或听说过雨水的收集和利用（如浇花、冲厕所等）。在前面的学习中，他们认识了常见材料，并亲手使用锤子、螺丝刀、打孔器等工具制作了“玩具小象”和“穿绳板”。他们对“工具”和“制作”已经不陌生，但“工程”这一概念对他们来说还很抽象。他们知道要“做”一个东西，但对“设计”的重要性认识不足，往往“想到就做”，缺乏系统思考和规划的意识。 2.探究能力分析： 学生具备基本的观察、比较和动手操作能力。在“打开工具箱”单元，他们已经学会了使用羊角锤钉钉子、用螺丝刀拧螺丝、用尖嘴钳剪铁丝、用打孔器打孔等技能。然而，学生的精细动作和手眼协调能力仍在发展中，在制作过程中可能会出现操作不规范、不精细的问题。在“设计”环节，他们能进行简单的想象，但将想法转化为清晰、可行的设计图，并严格按照设计图执行，对他们来说是一个挑战。 3.兴趣分析： 学生天生对“动手做”和“创造”有着浓厚的兴趣。本课以“设计一个雨水收集装置”为任务，贴近生活，具有实际意义，能极大地激发学生的好奇心和探究欲。他们乐于扮演“工程师”的角色，进行“头脑风暴”和“设计”活动。成功的作品会带给他们强烈的成就感。 【教学目标】 科学观念 1.知道工程师的工作需要经历“明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果”等过程。 2.知道“头脑风暴”是一种集思广益、寻找问题解决方案的好方法。 3.知道一个简单装置（如雨水收集器）的结构会影响其功能。 科学思维 1.能围绕“如何收集雨水”这一实际问题，进行简单的“头脑风暴”，提出多种想法。 2.能通过观察和分析，比较不同设计方案的优缺点，并选择或优化方案。 探究实践 1.能在教师指导下，参与“头脑风暴”活动，并清晰地表达自己的想法。 2.能尝试画出简单、清晰的雨水收集装置设计图。 3.能在课后利用家庭常见材料，按照自己的设计图，制作一个简单的雨水收集装置模型。。 态度责任 1.对“工程师”的工作和“工程设计”产生浓厚的兴趣，乐于参与设计和制作活动。 2.在“头脑风暴”中，能耐心倾听他人的想法，不随意批评别人的创意，乐于分享自己的观点。 【教学重难点】 重点 经历“明确问题”和“设计方案”两个工程环节，理解“头脑风暴”和“设计图”的意义。 难点 将抽象的“解决问题”的想法，转化为清晰、具体、可行的设计图。 【教学策略】 1.情境创设法：通过讲述工程师解决排污管问题的故事，创设真实的问题情境，激发学生的探究兴趣，自然引入“工程师”和“工程”的概念。 2.活动体验法：通过组织“头脑风暴”活动，让学生亲身体验创造性解决问题的过程，感受团队协作和集思广益的力量。 3.图示法：引导学生用画设计图的方式将自己的想法外显化，将抽象的设计思路转化为具体的、可视化的草图，为后续的制作打下基础。 4.项目式学习：以“设计一个雨水收集装置”为项目，引导学生经历完整的工程流程，培养学生的综合能力。 【教学准备】 多媒体课件 【教学过程设计】 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 学习表现 一、导入新课 1.故事导入：播放课件或讲述故事。某小镇的排污管老化需要更换，但为了不破坏路面和植被，工程师们遇到了一个大难题。他们是怎么解决的呢？ 1.学生认真听讲，思考问题。 通过生动有趣的工程师故事，激发学生的学习兴趣，初步感知“工程”和“解决问题”的复杂性，引出“像工程师那样”学习的主题。 观察学生是否被故事吸引，是否表现出好奇和思考的神情。 二、讲授新课 1.明确问题： （1）提问：我们身边也有类似的问题，比如雨水。雨水是宝贵的资源，但有时会白白流走。我们的任务是：利用常见材料，设计并制作一个雨水收集装置。 （2）明确要求：这个装置要尽可能多地收集雨水，并且操作简单、安全可靠。 2.理解“头脑风暴”： （1）讲解：工程师们在一起讨论，集思广益，寻找解决问题方案的过程，就叫“头脑风暴”。 （2）组织活动：围绕“如何收集雨水”，开展班级“头脑风暴”。 规则：大胆提出想法，越多越好，不批评，不否定，可以相互启发。 记录：将学生的想法（如：用大桶接、用伞接、用漏斗、屋顶斜坡等）记录在白板上。 3.设计方案： （1）引导选择：从“头脑风暴”的众多想法中，选择一个你认为最可行、最有效的方案。 （2）指导画图： 提问：怎么把你的想法告诉别人？最好的办法是画下来。工程师用设计图来交流。 示范：展示一个简化的雨水收集装置设计图（如：集水盘、水管、水桶的示意图），并讲解每一部分的作用。 （3）学生画图：学生发挥想象，画出自己的雨水收集装置设计图。 1.学生明确本节课的任务和具体要求。 2.学生在教师引导下，积极参与“头脑风暴”活动，大胆说出自己的想法。 3.学生参考教师示范，构思自己的装置，并在纸上画出简单的设计图。 帮助学生明确任务，建立目标意识。 通过体验“头脑风暴”，让学生理解创造性思维的方法，打破思维定势。 通过画设计图，将抽象思维具象化，培养“设计”意识和用图表达的能力。 观察学生是否理解任务要求； 是否积极参与“头脑风暴”，提出合理想法； 是否能画出基本清晰的设计图，并标注各部分的名称或功能。 三、课堂小结 1.总结流程：今天我们像工程师一样，经历了“明确问题”和“设计方案”两个步骤。课后，我们还要继续完成“实施计划、检验作品、改进完善、发布成果”的环节。 2.强调安全：课后制作时，一定要注意安全，在家长或成人帮助下完成。 3.布置作业：请大家课后根据自己设计图，寻找家中的废旧材料（如塑料瓶、纸盒、胶带等），制作一个雨水收集装置模型，并尝试测试它是否能收集到水。 1.学生回顾本课学习的内容，了解工程师的工作流程。 2.学生明确课后任务。 总结本课的核心内容，帮助学生构建完整的工程流程概念。 将制作环节布置为课后作业，既保证了课堂时间的高效利用，又鼓励了学生将课堂所学应用到家庭实践中，培养了持续探究的兴趣。 观察学生是否能简要复述工程师的工作流程，是否对课后制作充满期待。 【课堂小练习设计】 练习一 请同学们互看同桌的设计图。你来当“小工程师”，看一看他的设计图，有没有把“用什么装水”、“水从哪里流进去”、“水从哪里流出来”这几个关键部分画清楚？如果看懂了，就给他竖一个大拇指；如果没看懂，可以小声问问他，或者帮他提个建议。 练习二 请一位同学拿着自己的设计图，勇敢地站到讲台前，向大家介绍一下：“我叫XXX，我设计的雨水收集装置是这样的，它用______做集水盘，用______做水管，水会流到______里。” 比比看，谁介绍得最清楚。 【作业设计】 1.基础性作业 请向爸爸妈妈口述一下，今天在课堂上，我们学习了工程师的哪几个工作步骤？（明确问题、设计方案） 2.实践性作业：小小工程师在行动 任务：根据你课堂上设计的“雨水收集装置”设计图，利用家里的废旧材料（如：大可乐瓶、小水桶、硬纸板、胶带、吸管等），在家长的指导和帮助下，制作一个模型。 要求： （1）安全第一，使用剪刀等工具要小心。 （2）尽量按照设计图来制作。 （3）制作完成后，可以试试用花洒或水龙头模拟下雨，测试一下你的装置能否收集到水，并观察水流是否顺畅。 （4）把你的作品拍下来，下次课上带来和同学们分享。 3.弹性作业：小小改进家 如果你在测试过程中，发现你的装置有一些缺点（比如：水桶太小，很快就满了；或者水老是流到外面去），想一想，可以怎么改进它？把你的改进想法画在原来的设计图旁边，或者做一个新的改进版设计图。 学科网（北京）股份有限公司 $