专项学习 像工程师那样 教学设计

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专项学习
像工程师那样
一、教学核心素养目标
1.科学观念：通过火星探测器着陆案例和鸡蛋降落器制作，初步认识“结构与功能相适应”的科学观念，知道不同材料的特性（如缓冲、承重）会影响物体的功能。
2.科学思维：学习工程师“发现问题—设计方案—解决问题”的思维模式，能结合材料特性思考如何减小冲击力，培养初步的工程设计思维。
3.探究实践：通过动手制作鸡蛋紧急降落器，经历“设计—制作—测试—改进”的探究过程，提升动手操作和解决实际问题的能力。
4.态度责任：感受工程师面对困难时的创新精神和坚持不懈的态度，培养合作探究意识，增强对科学工程领域的兴趣和好奇心。
二、教学重难点
1.教学重点：理解工程师“发现问题—设计方案—解决问题”的工作流程，能利用常见材料设计并制作鸡蛋降落器。
2.教学难点：根据“减小冲击力”的需求，合理选择材料并设计缓冲结构，初步理解缓冲原理在工程中的应用。
三、教学准备
1.教师准备：火星探测器着陆视频（3-5分钟）、工程师设计方案示意图（PPT）、鸡蛋降落器优秀案例图片；
2.学生准备：每组1个生鸡蛋、纸杯、吸管、棉花、胶带、剪刀、细绳、泡沫块等常见材料（提前让学生分组收集）；
3.其他：测试用的高处支架（如讲台旁的高桌）、清洁工具（纸巾、抹布）。
四、教学过程
（一）情境导入，激发兴趣（5分钟）
1.教师播放火星探测器着陆的短视频，提问：“同学们，火星探测器从遥远的太空落到火星表面，怎样才能不摔坏呢？工程师们是怎么解决这个难题的？”
2.引导学生观察视频中探测器的着陆方式（如降落伞、缓冲气囊），结合PPT展示工程师的设计方案，小结：工程师会先发现“安全着陆”的问题，再根据需求设计不同方案，最后选出最合适的办法——这就是工程师的工作思路。
3.引出课题：“今天我们也来‘像工程师那样’，挑战一个有趣的任务——制作鸡蛋紧急降落器，让鸡蛋从高处落下不破碎！”
（二）新知探究，学习工程师思维（10分钟）
1.分析问题：教师出示鸡蛋，提问：“我们的任务是让鸡蛋从高处落下不破碎，核心问题是什么？”（引导学生说出“减小鸡蛋受到的冲击力”）
2.设计思路引导：结合单元小结中的材料知识，提问：“我们收集的材料里，哪些能帮助减小冲击力？为什么？”（如棉花柔软能缓冲、吸管能分散力量、纸杯能保护鸡蛋）
3.工程师工作流程梳理：带领学生总结工程师解决问题的步骤：①发现问题（安全着陆/鸡蛋不破碎）→②设计方案（选材料、想结构）→③制作测试→④改进优化。
（三）动手实践，制作鸡蛋降落器（15分钟）
1.分组设计：每组讨论3分钟，确定本组的降落器设计方案（如“棉花包裹鸡蛋+吸管支架+纸杯外壳”），简单画在草稿纸上。
2.动手制作：学生分组利用准备好的材料制作降落器，教师巡视指导：①提醒安全使用剪刀；②帮助学生调整结构（如吸管支架的角度、棉花的包裹厚度）；③鼓励学生尝试不同的设计思路。
3.小组交流：制作完成后，每组选1名代表简单介绍自己的设计：“我们用了什么材料，为什么这样设计？”
（四）测试改进，总结提升（8分钟）
1.分组测试：每组依次将鸡蛋降落器从高处（如1.5米高的桌子）落下，观察鸡蛋是否破碎，记录测试结果。
2.分析改进：针对“鸡蛋破碎”的小组，引导学生分析原因（如缓冲材料太少、结构不稳定），并尝试快速改进；针对“鸡蛋完好”的小组，鼓励分享成功经验。
3.课堂总结：提问：“今天我们像工程师那样解决了什么问题？你学到了工程师的哪些好方法？”小结：工程师遇到问题不放弃，会反复设计、测试、改进，我们也要学习这种创新和坚持的精神。
（五）课堂延伸（2分钟）
“课后大家可以继续改进自己的鸡蛋降落器，试试从更高的地方落下，看看能不能让鸡蛋依然完好。下节课我们再来分享更棒的设计！”
五、板书设计
像工程师那样
一、工程师的工作流程
1.发现问题（安全着陆/鸡蛋不破碎）
2.设计方案（选材料、想结构）
3.制作测试
4.改进优化
二、我们的设计
材料：棉花、吸管、纸杯、胶带……
核心：减小冲击力（缓冲、分散力量）
三、测试结果
成功（鸡蛋完好）→分享经验
改进（鸡蛋破碎）→分析原因
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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