教科版科学六年级下册第一单元《小小工程师》整体分析

中小学教育资源及组卷应用平台
二级目标：单元目标 （-备课组共同负责）
单元概览
单元名称 第一单元 小小工程师
单元主题 　　工程是将自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。在生活中，工程无处不在，影响着我们的生活。如土木建筑工程、水利工程、冶金工程、机电工程、化学工程、海洋工程、生物工程等。这些工程类学科是应用数学、物理学、化学、生物学等基础性科学的原理，结合在科学实验及生产实践中所积累的技术经验而发展出来的。本单元学习内容指向建造工程，属于土木建筑工程中的一部分。本单元从贴近学生生活的房屋建造工程入手，帮助学生一步步认识工程，了解设计是工程的核心，体验工程师的设计工作。　　本单元隶属于技术与工程领域。在小学阶段，没有对技术与工程做出严格的区分，统一表述为工程设计，本单元实则指向的是工程。单元题目以“小小工程师”命名，就是希望学生担当起工程师的角色，像工程师一样根据规定的任务目标，运用已有经验和对科学的理解，设计并建造出相应的产品。本单元学习核心是以建造塔台为任务目标，让学生经历一个“工程”建造的系统过程：明确任务—设计一建造（模型）一测试—评估一改进。通过塔台建造的实践活动，学生将初步建立起对工程的了解，感受工程的复杂与魅力，从而让科学学习的开展更为活泼和真实。
单元课标要求 17.1知道很多发明可以在自然界找到原型，能够说出工程师利用科学原理发明创造的实例。18.1了解一项工程需要由多个系统组成，如建造住宅需要考虑结构、供水、采光、供暖系统等。18.2.1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。18.2.2将自己简单的创意转化为模型或实物。18.2.3根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。18.3.1根据设计意图，分析可利用的资源。18.3.2简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。18.3.3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。
单元组织 本单元是六年级下册的第一单元，选择了“塔台模型”作为研究对象，以“工程的设计、制作、测试与改进”为主线，开展了相应的探索活动。其中包括了“住房的结构与系统”“工程的共性与流程”“塔台的设计与搭建”“塔台的测试与评估”等探究活动内容，通过这些活动让学生认识到工程是为满足人类需求而开展的系统性实践，认识到工程需要经历明确问题、设计方案、建造实施、测试评估、改进优化的完整流程，认识到结构、材料、系统等因素会直接影响工程成果的质量，体会到工程实践中科学技术与创新思维的重要价值。1. 引导学生通过观察、调查活动，了解住房的基本结构与必需功能系统，梳理住房建造的完整过程，建立对工程的初步认知。2. 通过对比住房与大型工程案例，归纳工程的共性特征，梳理工程建设的通用步骤，形成系统的工程思维。3. 通过设计与搭建塔台模型的实践活动，经历完整的工程流程，学会根据任务要求制定合理的设计方案。4. 通过正确的操作训练，使学生学会使用简单工具进行模型制作与结构加固，提升动手实践能力。5. 指导学生利用测试数据对塔台模型的稳固性、承重能力等进行评估，基于数据提出针对性的改进建议。6. 鼓励学生对材料与结构进行创新想象，创造性地优化塔台模型，并从经济效益、社会效益、环境效益等方面对作品做出全面评价与调整。
单元教材分析与教学 　　　　为达成上述学习目标，本单元在设计上大致分为两个部分。　　第一部分涉及第1~2课，是对现有工程的了解，并为学生后面的工程实践做认知备。前两课的教科书内容分别选了学生最为熟悉的住房和代表我国桥梁建设板高水平的港珠澳大桥作为素材，引导学生展开对工程的了解。通过这两课的学习，使学生对“工程是什么？”“有什么特点？”“工程建设与科学技术之间的关系是怎样的？”　　等问题形成初步的认知。　　第二部分涉及第3~7课，学生将亲历工程实践。教科书始终围绕不断改进设计这一思路编写，凸显工程的关键是设计这一根本点。学生在“做工程”的实践活动中，进一步了解工程的基本程序，体会工程的复杂性以及设计过程的反复性等特点，感受“做”的成功和乐趣，同时学生的实践能力、思维能力和运用科学知识解决问题的能力得到培养与发展。　　第1课“了解我们的住房”，从住房的基本结构、必需系统、建造过程三个方面开展学习。通过对自己居住房屋的回忆和分析，学生初步认识工程是由多个系统组成的。　　通过阅读房屋建设资料，了解住房建造工程的基本过程，为单元后几课实施工程实践活动做铺垫。　　第2课“认识工程”，是在认识身边房屋建设工程基础上扩展视角。以我国宏大工程——港珠澳大桥为例，进行资料搜集与分析，梳理出工程建设的相似步骤，重点明确限制条件下的设计、制作模型测试、评估、改进、修改设计···，直至达成解决问题的循环往复过程。学生从感性角度认识工程，为后五课提升理性认识打好基础。同时，理解工程与科学技术进步的关系。初步理解“技术发明通常蕴含着一定的科学原理”这一主要概念。　　第3课“建造塔台”，在之前学习的基础上，开始体验工程实施过程。以招投标形式明确工程项目要求，体会并感受设计的重要作用。在设计中感受工程设计要考虑的各项因素和其相互之间的联系，体会工程的多系统与复杂的特性，加深对工程的理解。　　第4课“设计塔台模型”，从本课开始，教科书的呈现方式没有沿用惯常的四个板块的编写体例，而是采用工程建设的基本程序来展开。建立模型是工程设计的关键步骤，本课是在上一课设计总体方案的基础上，聚焦塔台设计这个关键点来开展工程实践活动的。在设计中学生要更多地考虑技术难关的突破，思考达成工程项目要求的方法。　　第5课“制作塔台模型”，本课的重点是动手做。学生基于上一课的设计动手制作塔台模型。动手制作模型不但是将上一课的设计予以具体实施，而且也是为后几课的测试、评估、改进打基础。实施过程不仅要遵循设计图纸要求，在制作过程中也会有新的发现、感受、改进。　　第6课是“测试塔台模型”。模型的设计是否符合工程要求，是以制作模型测试结果为依据的。以评价表为评价标准，全班进行测试、评价是本课的核心活动。量化各项测试活动，比较分析数据，找到自己模型的优势与问题，在此基础上对问题进行梳理与分析，最终明确模型设计或制作方法的修改点，均是本课学习的重点任务。　　第7课是“评估改进塔台模型”。本课重点有两个：一是评估，二是改进。改进是工程设计的关键，渗透在工程的各个环节。本课的改进活动要让学生认识到“依据”　　的重要性，要在数据、现象等证（依）据的支持下进行改进与完善。在本课与前几课的学习中，学生将亲历工程实践的基本程序，完成建造塔台模型的过程，获得小小工程师的角色体验，对工程的理解一定优于之前的认识。但在本课学习的最后，要让学生知道工程设计绝不是“一锤子买卖”，可能要经过多次的反复改进直至满足工程的需要，同时还要提示学生对方案的最终选择是在权衡多种因素后的取舍。
单元目标 科学概念目标·许多发明创造来源于对生活的观察，可以在自然界找到原型。·一项工程是由多个系统组成的，各系统内部需要协同工作。·工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。·工程无论大小都要经历相类似的建设过程。·工程的关键是设计，设计需要经历不断改进的往复过程，直至满足建造要求。·工程建设具有复杂性的特点，需要集合多人的智慧共同协作完成。　　科学探究目标·能通过观察、搜集资料、调查、案例分析等方式获取信息。·能结合自己家的住房，说出住房的基本结构（功能分区）及供水、采光、供暖等主要系统。·通过查阅资料，能简述出住房及其他工程的建造过程。·能举例说出工程与科学技术的关系。·能根据建造塔台的具体任务，综合考虑相关因素，制订出建造方案。·能根据限制条件设计出符合要求的塔台模型，并能用文字和绘图的方式表达创意。·能根据设计方案制作塔台模型，并能宣讲自己的设计理念与思路。·能按照评价表给定的指标测试塔台模型。·能根据测试结果梳理塔台模型存在的问题并初步提出改进设想。·能正确评估本组与他组的塔台模型，反思并提出建议。·能综合考虑各种建议，改进原设计方案，并基于调整后的设计方案对塔台模型进行重整。·能自觉运用批判性思维和创造性思维开展工程实践活动。　　科学态度目标·对工程建设抱有极强的兴趣与探索愿望，对担当小小工程师的角色充满期盼。·乐于投入建造塔台的工程实践之中，认识到细心、耐心、务实和实事求是的重要性。·乐于通过测试的方式发现问题，不断改进设计，体会坚持与信念的重要性。愿意与同学合作、交流与反思，感受到合作的重要性。　　科学、技术、社会与环境目标·感受到工程与科学技术的密切关系，认识到科学与技术的发展对人类生活的影响。·认识到工程是为满足人们对美好生活的向往而付诸的行动，意识到人工世界对社会发展的影响。
单元教学建议 　1.关注科学概念的进阶建构学生对工程与技术的系统认知较为零散，本单元教材设计体现了工程思维与实践能力的逐步进阶过程。教学时教师要注意针对学生在前期生活与科学学习中积累的建筑、结构相关经验，设计由浅入深的探究活动，从认识住房结构与系统，到归纳工程共性，再到完整参与塔台模型的设计、制作、测试与改进，从而促进对“工程是系统性实践”“结构决定功能”“迭代优化”等核心概念的深层理解。2.关注技术工程领域的学习在研究工程与结构关系的活动中，需要不断渗透工程与技术领域的学习内容。比如在“搭建塔台模型”的活动中，通过改变底座大小、斜撑数量、材料连接方式来提升塔台的稳固性与承重能力，体会装置的优化设计可以提升产品性能；在“测试与评估塔台”的环节中，引导学生学习用数据衡量工程成果，理解科学测试对工程改进的支撑作用，感受技术工具与方法在工程实践中的价值。3.建立失败仍有价值的意识学生在设计、制作塔台模型的过程中会受到自身认知水平和技能的影响，制造出“失败”的作品（如塔台倾倒、承重不足、高度不达标等）。此时教师要引导学生认识到这是一次有价值的解决问题的机会，不害怕失败，鼓励他们从失败中分析结构缺陷、设计漏洞，通过反复测试与改进发挥创新精神，体会工程实践“在试错中优化”的本质。4.渗透工程与科学技术的紧密联系在教学中要持续引导学生感受工程与科学技术的密切关系，让学生认识到科学发现（如结构稳定性原理、力学知识）是工程设计的基础，技术进步（如材料、工具、测量方法）推动工程发展，进而理解科学与技术的发展对人类生活品质提升、社会进步的深远影响。5.强化工程的综合效益评价意识在单元后期的作品评估环节，引导学生从经济效益、社会效益、环境效益等方面对塔台模型或住房工程进行综合评价，让学生认识到工程不仅要满足功能需求，还要兼顾成本、安全、环保等多方面因素，树立负责任的工程设计与实践意识。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)