第22课机器模型大比拼（一）教案（表格式）

五年级教学设计
年 级 五年级 学 科 科学 备课时间 5.15
课 题 机器模型大比拼（一） 主备教师 审核教师
单元主题 科学擂台——机器模型
单元 解读 “科学擂台﹣﹣机器模型”是本册的STEAM综合课程单元，属于技术与工程领域的内容。本单元是在学生学习了“简单机械”等单元内容之后，以工程实践为主线，引领学生经历"任务—调研—设计—制作—测试—展示——改进"等工程实践的过程。 本单元通过创设“校园STEAM创客大赛”的情境，引领学生明确活动任务和要求，通过选择材料和工具、绘制图样、制作组装机器模型、测试和改进、展示、交流、评价，完成整个工程实践过程，体现科学、技术、工程、艺术、数学的整合。 通过本单元学习，培养学生提出问题、搜集信息、设计方案、加工制作、沟通交流、反思评价等科学探究能力；激发学生尝试采用新的思路、新的材料、新的方法设计制作机器模型的兴趣；帮助学生树立能接受他人批评意见，反思、调整自己的研究方案，能与他人合作学习、沟通交流，形成集体观点的科学态度；引导学生关注机械技术的发展和应用影响着人类社会的发展。
课 标 要 求 本单元对应的课标知识内容是： 17.3 工具是一种物化的技术。 · 知道完成某些任务需要特定的工具。 ·使用杠杆、滑轮、轮轴、斜面等简单机械解决生活中的实际问题。 18.2 工程的关键是设计。 · 利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。 ·将自己简单的创意转化为模型或实物。 ·根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。 18.3 工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。 · 根据设计意图，分析可利用的资源。 · 简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。 ·从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。
教 材 分 析 本课以工程实践过程为主线设计了三个活动。"任务"的目的是通过创设"校园STEAM创客大赛"的情境，引导学生明确活动任务和要求，选择合适的活动项目，并提出需要研究的主要问题和具体问题，认识工程实践的项目流程，为后面的实践活动奠定基础。"调研"的目的是通过调查、查阅书籍、网络等途径，指导学生了解生活中各种提升重物机器的结构、工作原理以及它们的优缺点，为后续的机器模型设计提供依据。"设计"的目的是通过设计分析、方案构思和方案呈现等活动，指导学生完成设计、筛选机器模型制作方案，并用草图呈现出来，为第二课制作机器模型提供基础。通过本课学习，培养学生明确任务、确定主题、获取信息、设计方案、表达交流、反思评价等科学探究能力；激发学生利用新的思路、新的材料、新的方法设计制作机器模型方案的兴趣 帮助学生树立能与他人合作学习、沟通交流，综合大家意识、形成集体观点的科学态度。 本课的重点是设计机器模型制作方案。
学 情 分 析 设计制作方案一般包括以下步骤：一是收集信息，如用户调查、专家咨询、查阅资料、收听广播、收看电视、浏览互联网等二是可行性分析，为了找到最好的解决方法，应该提出尽可能多的设想，以利于权衡利弊，做出选择 三是方案构思，把明确问题时提出的设计要求，具体落实到产品的结构和工作原理上，呈现出产品的具体形象，是设计思想、设计原则的具体体现，也是设计者设计风格和设计水平的展现：四是方案呈现，即把模糊设计、草图具体化；五是方案筛选，即依据一定的原则对多个方案进行筛选。 机器在日常生活中很常见，如挖掘机、推土机、起重机、压路机、打桩机、搅拌机、电梯、机器人等。机器作为一种现代常用工具，已经与当今人们的生活密不可分。学生普遍从小喜欢各种各样的机器，五年级学生更是对各类机器的结构充满兴趣，但他们缺乏对各类机器，特别是能够提升重物的机器进行有目的的深入研究和思考，不清楚这类机器的结构与其工作原理和过程。本学期，学生已经学习了各种简单机械与机器的组成等相关科学知识，熟悉了工程设计的基本过程，并且已经掌握了常用工具的使用方法，这些都为他们学习本课奠定了基础。
教 学 目 标 知道工程的核心是建造，提升方法和工艺。 通过绘图，对模型有更直观的认识。 可以根据绘图手动完成制作。
重难点 分析 【学习重点】通过讨论、绘图等一系列操作能熟练掌握机器模型的构造。 【学习难点】可以将自己所学与他人分享的同时，学到更多的新知识。
预 学 任 务 单 预习课本，收集生活中机器模型图片。 准备《科学学生活动手册》、绘图工具、笔等。
教 学 过 程 第一课时 （一）明确任务 1．导入：学校要举行“校园STEAM创客大赛”，让我们一起参与吧！（出示任务及要求课件）我们比赛的任务是设计、制作一台能够提升重物的机器模型，用尽可能小的力，将500克重物提升到30厘米高的平台。要求：轻松省力，操作方便；结构简单，稳固可靠；材料环保，方便制作；成本低廉，外形美观。 2．提问：能够提升重物的机器模型有哪些？根据兴趣和需求，我们选择哪个具体项目呢？同时，根据任务和要求，我们面临的主要问题和具体问题又是什么呢？ 3．交流：小组交流，将小组选择的项目名称记录在《科学学生活动手册》第27页中。 4．汇报：组织学生汇报面临的主要问题和具体问题。 （二）获取信息 1．引导：其实，生活中有很多提升重物的机器，这些机器极大地方便了我们的日常生活。课前，我们已经通过查阅书籍、浏览网络、咨询专家、用户调查等方式获取了大量机器的信息。现在，我们对搜集的信息进行整理，并通过调研报告呈现出来。调研报告需要概括出机器的结构、工作过程以及优缺点等关键信息。 2．整理信息：小组合作整理信息，完成调研报告，并记录在《科学学生活动手册》第27页中。教师巡视指导。 （三）交流总结 1．讨论：这些提升重物的机器使用了哪些简单机械？这些机器能够省力吗？为了省力以及提高工作效率，还可以怎样进行改进和创新？ 2．汇报：指定小组代表汇报讨论结果。 3．总结：教师对学生活动进行总结。 第二课时 （一）思维发散，技术分析 1．引导：工程的关键是设计，而机器模型设计的重点是省力、结构更稳固和选择材料。我们可以采用概念图的方法，分析机器在省力、结构与材料等主要问题上的多种可行性解决方案。 2．分析：小组合作利用概念图的形式进行设计分析，提出尽可能多的解决方法。教师巡视指导。 （二）聚合思维，构思方案 1．讲解：我们可以采用组合法构思机器模型。从省力、材料、结构等设计的几个内容中，各选择一项进行组合，比如动滑轮、定滑轮、长方形框架、插接方式、电动机、轮轴、皮带传动、平台、开关、废旧木质材料等，将各项组合在一起，就可以想象出一个提起重物的机器模型。这样的组合选项很多，因此我们可以设计出很多制作模型的方案。 2．设计：小组合作按组合法自由选择，组合成若干个提起重物的机器模型。 （三）绘制草图，方案呈现 1．绘制：学生分别将自己的设计方案画下来，并从中选择最具特色的方案画在《科学学生活动手册》第28页中。 2．展示：组织学生展示各自设计的方案，并预测其使用效果。 （四）筛选方案，修改完善 1．筛选：小组合作，按照标准筛选设计方案。 2．展示：指定小组代表展示自己的终选方案，引导其他学生提出修改意见和建议。 3．改进：根据大家的意见和建议，先修改完善自己的终选方案，然后绘制在《科学学生活动手册》第28页中，并对终选方案进行星级评价。 4．评价：教师对小组或学生的学习情况进行综合评价，对表现好的小组或个人进行表扬。
板书 设计 机器模型大比拼（一） 任务 调研 设计
教学 反思 既要注重理论知识的传授，也要学生动手实践能力的培养，教学中要加强实践教学的比重，引入更多互动环节，让学生能亲手制作模型，并在过程中理解和掌握科学原理。同时，也要重视学生的反馈，不断调整教学策略，使之更符合学生的学习需求。
附：课后作业设计
“双减”背景下的作业设计 （项目化作业、实践性作业、能力提升作业、基础作业等）
分层布置 作业内容 设计意图 时长
基 础 性 作 业 精彩补白，正确掌握课本 1．在日常生活中，由（ ）组成的复杂机器可以帮助人们解决许多问题。 2．在分析起重机模型的时候，要关注机器的（ )、( ）与材料等主要问题。 3．机器一般由（ )、( )、( ）和控制部分四个部分组成。 4．机器常用到（ )、( )、( ）和斜面等简单机械进行综合使用。 5．明确任务之后，进行（ )，能够让我们了解更多的信息。 巩固基础知识，奠定基础。 8分
拓 展 性 作 业 择优录取，加深对课本内容的理解 1．设计调研的方法有（ )。 ②实地调查 ②上网搜集 ③查阅资料 ④询问他人 A. ①②③④ B. ②①③④ C.④②①②③ D. ③④①②③④ 2．下列材料中比较适合用来制作起重机器模型的有（ )。 A．玻璃板；木板 B．木板；塑料板 C. 泡沫板；玻璃板 D.塑料板；泡沫板 3．机器模型设计过程中不是必须兼顾的是（ )。 A．省力 B．制作简便 C．造型独特 D．稳固可靠 4．如果设计一台洗衣机，应最注重的是要有（ )。 A. 冷冻功能 B. 洗衣功能 C．照明功能 D．发电功能 5．科学小组要设计一台简单的机器，以下部分不用考虑的是（ )。 A．动力部分 B．传动部分 C．工作部分 D．取暖部分 开拓学生思维，灵活掌握所学知识。 10分