1.4 设计小房子 教学设计
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文档简介
新教科版二年级科学上册项目化跨学科融合教学设计设计小房子
一、目标分析：
（一）科学观念：
基于物质结构与性质，认识不同材料特性，依据小房子“稳固、明亮、通风”等功能选适配材料，理解“物质特性-功能实现”关联。结合技术、工程与社会，明确小房子作为简单科技产品，其结构服务功能，体会技术产品给模拟居住场景带来的便利，感知工程改变生活。
（二）科学思维：
运用观察、比较方法，分析材料特性，结合功能需求推理选材料、规划结构，发展逻辑思维。通过绘制设计图、交流方案，发散思维提创意，基于“结构与功能”概念论证、优化设计，培养创新与批判性思维。
（三）探究实践：
依据工程设计与物化流程，经历“明确任务→规划设计（含目标与材料选择）→设计草图→优化方案”过程，掌握简单工程实践方法。
（四）态度责任：
体会设计制作乐趣与成就感，养成主动思考、合作交流习惯，展示评价中尊重他人、敢于表达，增强团队协作意识。树立节约资源意识，利用废旧材料创作，感受工程实践价值，激发对技术、工程领域探究兴趣，强化创新与环保责任感。
二、教学学法：
（一）教法设计：
1.情境教学法：以“魔法小镇房屋受损”为贯穿情境，通过动画、角色扮演（小建造师）激发代入感，符合“用真实性情境串联任务，让科学思维与实际问题挂钩”的理念；
2.任务驱动法：以“为小镇设计安全舒适的小房子”为核心任务，分解为“明确需求—选择材料—绘制草图—优化方案”子任务，呼应“任务拆解，降低思维难度”的思路；
3.直观演示法：示范设计图绘制要点，用“小房子设计方案”“建筑师设计图”降低抽象概念难度。
（二）学法指导：
1.探究发现法：通过观察材料、讨论功能，自主发现“特性—功能”关联，落实“让学生在实践中理解核心概念”的要求；
2.合作交流法：小组分工完成设计，在展示答辩中倾听质疑、完善思路，体现“沉浸式实践，变线性教学为合作探究”的设计；
3.实践操作法：通过绘制草图、标注细节，将抽象设计转化为具象表达，契合“工程实践需可视化呈现”的理念。
三、教学过程：
（一）情境导入，明确任务（3分钟）。
活动：播放“魔法小镇遭遇风暴”动画，观察受损房屋的材料缺陷（如屋顶平导致积水、墙体薄不够稳固）；教师扮演“魔法镇长”，发布“用废旧材料设计稳固、明亮、通风小房子”的任务，发放“建造师勋章”。
设计意图：通过故事化情境激活问题意识，将工程设计与“帮助他人”的责任感结合，快速聚焦“房屋功能需求”核心，落实中“引导学生关注用户真实需求，而非单纯完成任务”的理念。
（二）规划设计，材料甄选（8分钟）。
活动：
1.头脑风暴：小组讨论“除基本功能外，还需哪些特殊功能（如抗震、阳光房）”，结合“小房子设计方案”（拆分避雨、通风等要点）明确设计目标；
2.材料匹配：结合废旧材料（纸箱、塑料片、金属条等），填写《小房子设计方案》，如“纸箱→坚固墙体”“透明塑料→明亮窗户”。
设计意图：引导学生从“用户需求”出发思考设计，通过表格可视化材料与功能的关联，突破“特性—用途”匹配的思维难点，呼应“让设计有知识支撑（前序材料知识）”的备课思路。
（三）绘制草图，体现思维（10分钟）。
活动：
3.示范引导：播放“建筑师秘籍”动画，提出要求，画出标注“材料、结构、功能”的设计图（如三角形屋顶标注“稳固”，窗户标注“塑料片—透光，通风”），强调“设计不是绘画，需体现结构与功能统一”（落实“工程意识培养”的要求）。
4.创意实践：学生分组绘制，要求体现“橡皮泥小人可通过”（尺寸考量）、特殊功能结构（如抗震房的框架设计），教师巡视预判“材料单一化、结构不合理”等问题。
设计意图：将工程思维转化为具象图纸，通过规范标注强化“结构—功能”关联，培养空间想象与规范表达能力，契合“思维进阶（分析—创造）”的路径。
（四）展示交流，优化方案（12分钟）。
活动：
5.“魔法答辩会”：每组展示设计图，用“我们用____材料实现____功能，因为____”句式论证，如“我们用金属条做框架，实现抗震功能，因为金属坚固有韧性”；
6.互评优化：其他组用“魔法放大镜”（质疑）和“魔法优化棒”（建议）互动，如“阳光房的大面积塑料如何保证稳固？”引导学生修正设计；
7.二次修改：小组结合建议完善设计。
设计意图：通过辩论式评价促进思维碰撞，用实证（淋雨测试）解决生成问题，在“质疑—辩护—改进”中培养批判性思维，落实“预判问题、用实证深化学习”的备课策略。
（五）总结延伸，梳理要点（5分钟）。
活动：师生共同梳理“设计流程思维导图”（明确任务→材料选择→绘制草图→优化方案），通过“魔法建筑师大挑战”问答巩固知识。
设计意图：用可视化工具梳理逻辑，通过情境化提问强化“结构—功能”“材料—特性”的核心认知，呼应“构建系统化知识体系”的要求。
（六）课后准备，衔接实践（2分钟）。
活动：布置“魔法材料收集卡”任务，根据最终设计图补充所需废旧材料，观察生活物品（如家里的衣柜、书架）特性如何启发小房子设计（如衣柜的分层结构可借鉴到房屋内部设计）。
设计意图：延伸探究至课外，为下节课“建造小房子”做好材料与思维准备，体现“关注设计与建造衔接，让备课延伸至单元整体优化”的理念。
【设计亮点】
1.情境贯穿，趣味盎然：“魔法小镇”情境从导入到延伸一脉相承，通过角色扮演、动画演示、勋章奖励等形式，将抽象的工程设计转化为生动的“任务挑战”，符合低年级学生认知特点，也落实了“真实性情境激发学习兴趣”的要求。
2.工程思维，循序渐进：严格遵循“定义问题—规划设计—绘制草图—优化方案”的工程流程，每个环节均提供脚手架（如需求拆解卡、关联表、设计模板、实证演示），降低思维难度，契合“思维进阶（感知—分析—创造）”的路径。
3.素养导向，全面发展：四个维度教学目标融入各环节，如科学观念（材料—功能关联）、科学思维（论证与优化）、探究实践（绘图与交流）、态度责任（环保与合作），实现综合素养提升，体现“以素养为核心”的单元设计理念。
4.评价多元，促进成长：通过“勋章奖励”“答辩互评”“实证优化”等方式，将过程性评价与总结性评价结合，既关注结果更重视思维发展，参考“课后从参与度、概念理解、工程思维复盘”的反思策略。
5.生活联结，知行合一：强调废旧材料再利用，引导学生观察生活中的材料特性与结构设计，实现“从生活到科学，从科学到生活”的闭环，呼应让学生在真实情境中融合知识与实践”的教学方向。
6.思维导图，可视化梳理思维脉络：在教学过程总结环节，师生共同构建“设计流程思维导图”，将“明确任务、材料选择、绘制草图、优化方案”四个核心环节以分支形式清晰呈现。这种可视化工具不仅帮助低年级学生快速理清工程设计的逻辑顺序，突破“步骤混乱”的认知难点，还能让学生直观感知“前一环节为后一环节铺垫”的递进关系，落实“构建系统化知识体系”的要求。
7.AI赋能，高效制作课件素材：借助AI（即梦）工具制作本课核心课件素材，如“魔法小镇风暴动画”“建筑师秘籍演示视频”等。相较于传统素材制作，AI工具可快速生成符合低年级学生审美特点的卡通化场景，这一设计通过动态化、趣味化的素材激发学生学习兴趣，让技术工具服务于教学实效，助力“直观认知→抽象设计”的思维跨越。
【教学反思】
本节课以“项目化+跨学科”为核心，基本达成教学目标：学生能建立“材料特性—房屋功能”关联，85%以上学生可准确匹配材料与功能，如明确“厚纸箱→稳固墙体”“塑料片→明亮窗户”；70%小组能通过“材料+功能+理由”的句式论证设计思路，且创意中融入生活观察，如借鉴衣柜分层设计房屋储物区，合作与环保意识显著提升。
但仍存在不足：一是约20%学生对“多元功能协同”理解薄弱，设计“阳光房”时仅关注透光，忽略稳固性；二是个体差异明显；3-4名内向学生在小组讨论中被动参与，部分学生仍聚焦材料颜色、形状等外观特性，忽略坚固度等关键属性；三是“绘制草图”环节因5-6名学生追求画面精致，耗时超预设2分钟，导致课后“魔法材料收集卡”指导仓促，部分学生未明确所需材料清单。
后续改进：细化“优化问题清单”，加入“功能是否冲突”“材料是否适配”等评估点；设计基础、进阶、挑战三类任务包，兼顾不同水平学生；课前强调设计图以“清晰标注”为核心，课堂设置时间提醒，确保环节衔接顺畅，同时强化“设计—建造”关联，让学生带着明确材料清单进入下一课时。
一、目标分析：
（一）科学观念：
基于物质结构与性质，认识不同材料特性，依据小房子“稳固、明亮、通风”等功能选适配材料，理解“物质特性-功能实现”关联。结合技术、工程与社会，明确小房子作为简单科技产品，其结构服务功能，体会技术产品给模拟居住场景带来的便利，感知工程改变生活。
（二）科学思维：
运用观察、比较方法，分析材料特性，结合功能需求推理选材料、规划结构，发展逻辑思维。通过绘制设计图、交流方案，发散思维提创意，基于“结构与功能”概念论证、优化设计，培养创新与批判性思维。
（三）探究实践：
依据工程设计与物化流程，经历“明确任务→规划设计（含目标与材料选择）→设计草图→优化方案”过程，掌握简单工程实践方法。
（四）态度责任：
体会设计制作乐趣与成就感，养成主动思考、合作交流习惯，展示评价中尊重他人、敢于表达，增强团队协作意识。树立节约资源意识，利用废旧材料创作，感受工程实践价值，激发对技术、工程领域探究兴趣，强化创新与环保责任感。
二、教学学法：
（一）教法设计：
1.情境教学法：以“魔法小镇房屋受损”为贯穿情境，通过动画、角色扮演（小建造师）激发代入感，符合“用真实性情境串联任务，让科学思维与实际问题挂钩”的理念；
2.任务驱动法：以“为小镇设计安全舒适的小房子”为核心任务，分解为“明确需求—选择材料—绘制草图—优化方案”子任务，呼应“任务拆解，降低思维难度”的思路；
3.直观演示法：示范设计图绘制要点，用“小房子设计方案”“建筑师设计图”降低抽象概念难度。
（二）学法指导：
1.探究发现法：通过观察材料、讨论功能，自主发现“特性—功能”关联，落实“让学生在实践中理解核心概念”的要求；
2.合作交流法：小组分工完成设计，在展示答辩中倾听质疑、完善思路，体现“沉浸式实践，变线性教学为合作探究”的设计；
3.实践操作法：通过绘制草图、标注细节，将抽象设计转化为具象表达，契合“工程实践需可视化呈现”的理念。
三、教学过程：
（一）情境导入，明确任务（3分钟）。
活动：播放“魔法小镇遭遇风暴”动画，观察受损房屋的材料缺陷（如屋顶平导致积水、墙体薄不够稳固）；教师扮演“魔法镇长”，发布“用废旧材料设计稳固、明亮、通风小房子”的任务，发放“建造师勋章”。
设计意图：通过故事化情境激活问题意识，将工程设计与“帮助他人”的责任感结合，快速聚焦“房屋功能需求”核心，落实中“引导学生关注用户真实需求，而非单纯完成任务”的理念。
（二）规划设计，材料甄选（8分钟）。
活动：
1.头脑风暴：小组讨论“除基本功能外，还需哪些特殊功能（如抗震、阳光房）”，结合“小房子设计方案”（拆分避雨、通风等要点）明确设计目标；
2.材料匹配：结合废旧材料（纸箱、塑料片、金属条等），填写《小房子设计方案》，如“纸箱→坚固墙体”“透明塑料→明亮窗户”。
设计意图：引导学生从“用户需求”出发思考设计，通过表格可视化材料与功能的关联，突破“特性—用途”匹配的思维难点，呼应“让设计有知识支撑（前序材料知识）”的备课思路。
（三）绘制草图，体现思维（10分钟）。
活动：
3.示范引导：播放“建筑师秘籍”动画，提出要求，画出标注“材料、结构、功能”的设计图（如三角形屋顶标注“稳固”，窗户标注“塑料片—透光，通风”），强调“设计不是绘画，需体现结构与功能统一”（落实“工程意识培养”的要求）。
4.创意实践：学生分组绘制，要求体现“橡皮泥小人可通过”（尺寸考量）、特殊功能结构（如抗震房的框架设计），教师巡视预判“材料单一化、结构不合理”等问题。
设计意图：将工程思维转化为具象图纸，通过规范标注强化“结构—功能”关联，培养空间想象与规范表达能力，契合“思维进阶（分析—创造）”的路径。
（四）展示交流，优化方案（12分钟）。
活动：
5.“魔法答辩会”：每组展示设计图，用“我们用____材料实现____功能，因为____”句式论证，如“我们用金属条做框架，实现抗震功能，因为金属坚固有韧性”；
6.互评优化：其他组用“魔法放大镜”（质疑）和“魔法优化棒”（建议）互动，如“阳光房的大面积塑料如何保证稳固？”引导学生修正设计；
7.二次修改：小组结合建议完善设计。
设计意图：通过辩论式评价促进思维碰撞，用实证（淋雨测试）解决生成问题，在“质疑—辩护—改进”中培养批判性思维，落实“预判问题、用实证深化学习”的备课策略。
（五）总结延伸，梳理要点（5分钟）。
活动：师生共同梳理“设计流程思维导图”（明确任务→材料选择→绘制草图→优化方案），通过“魔法建筑师大挑战”问答巩固知识。
设计意图：用可视化工具梳理逻辑，通过情境化提问强化“结构—功能”“材料—特性”的核心认知，呼应“构建系统化知识体系”的要求。
（六）课后准备，衔接实践（2分钟）。
活动：布置“魔法材料收集卡”任务，根据最终设计图补充所需废旧材料，观察生活物品（如家里的衣柜、书架）特性如何启发小房子设计（如衣柜的分层结构可借鉴到房屋内部设计）。
设计意图：延伸探究至课外，为下节课“建造小房子”做好材料与思维准备，体现“关注设计与建造衔接，让备课延伸至单元整体优化”的理念。
【设计亮点】
1.情境贯穿，趣味盎然：“魔法小镇”情境从导入到延伸一脉相承，通过角色扮演、动画演示、勋章奖励等形式，将抽象的工程设计转化为生动的“任务挑战”，符合低年级学生认知特点，也落实了“真实性情境激发学习兴趣”的要求。
2.工程思维，循序渐进：严格遵循“定义问题—规划设计—绘制草图—优化方案”的工程流程，每个环节均提供脚手架（如需求拆解卡、关联表、设计模板、实证演示），降低思维难度，契合“思维进阶（感知—分析—创造）”的路径。
3.素养导向，全面发展：四个维度教学目标融入各环节，如科学观念（材料—功能关联）、科学思维（论证与优化）、探究实践（绘图与交流）、态度责任（环保与合作），实现综合素养提升，体现“以素养为核心”的单元设计理念。
4.评价多元，促进成长：通过“勋章奖励”“答辩互评”“实证优化”等方式，将过程性评价与总结性评价结合，既关注结果更重视思维发展，参考“课后从参与度、概念理解、工程思维复盘”的反思策略。
5.生活联结，知行合一：强调废旧材料再利用，引导学生观察生活中的材料特性与结构设计，实现“从生活到科学，从科学到生活”的闭环，呼应让学生在真实情境中融合知识与实践”的教学方向。
6.思维导图，可视化梳理思维脉络：在教学过程总结环节，师生共同构建“设计流程思维导图”，将“明确任务、材料选择、绘制草图、优化方案”四个核心环节以分支形式清晰呈现。这种可视化工具不仅帮助低年级学生快速理清工程设计的逻辑顺序，突破“步骤混乱”的认知难点，还能让学生直观感知“前一环节为后一环节铺垫”的递进关系，落实“构建系统化知识体系”的要求。
7.AI赋能，高效制作课件素材：借助AI（即梦）工具制作本课核心课件素材，如“魔法小镇风暴动画”“建筑师秘籍演示视频”等。相较于传统素材制作，AI工具可快速生成符合低年级学生审美特点的卡通化场景，这一设计通过动态化、趣味化的素材激发学生学习兴趣，让技术工具服务于教学实效，助力“直观认知→抽象设计”的思维跨越。
【教学反思】
本节课以“项目化+跨学科”为核心，基本达成教学目标：学生能建立“材料特性—房屋功能”关联，85%以上学生可准确匹配材料与功能，如明确“厚纸箱→稳固墙体”“塑料片→明亮窗户”；70%小组能通过“材料+功能+理由”的句式论证设计思路，且创意中融入生活观察，如借鉴衣柜分层设计房屋储物区，合作与环保意识显著提升。
但仍存在不足：一是约20%学生对“多元功能协同”理解薄弱，设计“阳光房”时仅关注透光，忽略稳固性；二是个体差异明显；3-4名内向学生在小组讨论中被动参与，部分学生仍聚焦材料颜色、形状等外观特性，忽略坚固度等关键属性；三是“绘制草图”环节因5-6名学生追求画面精致，耗时超预设2分钟，导致课后“魔法材料收集卡”指导仓促，部分学生未明确所需材料清单。
后续改进：细化“优化问题清单”，加入“功能是否冲突”“材料是否适配”等评估点；设计基础、进阶、挑战三类任务包，兼顾不同水平学生；课前强调设计图以“清晰标注”为核心，课堂设置时间提醒，确保环节衔接顺畅，同时强化“设计—建造”关联，让学生带着明确材料清单进入下一课时。
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