18. 搭支架教学设计一等奖

课名

是否属于

地方课程或校本课程

学科

教材

科学

学段

《做最高的扭扭棒塔》

否

中年级

年级

四

授课日期

2018.4.21 首师大版科学四年级下册

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

其他参与者

指导思想与理论依据

瑞士哲学家、心理学家让·皮亚杰最早提出建构主义。认为，“学习不是一种刺激—反应现象，它需要自我调节，以及通过反思和抽象建立概念结构”。学习过程不是学习者被动接受知识，它强调学习的主动性、社会性和情境性。主张以学习者为中心，学习活动是真实的，因而学习者就更具有兴趣和动机进行批判性思维，培养创新能力。

工程与设计体现了建构主义教学理论的思想和理念。以任务为驱动的教学法改变了师生传统的观念和角色，使学生成为学习中的主体，由学生自己去完成学习任务，学生可以决定自己的学习过程、学习进度及采用的学习方法等。在整个教学过程中，教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。

《新课标》中也指出科学教育与工程教育相整合，可以增强学生对科学以及科学与工程之间关系的理解。学生从小就会利用简单的工具和材料，设计、制造属于他们的“产品”，这就是学生的工程与技术的实践活动，从某种意义上来说，每个孩子都是天生的“工程师”。同时《新课标》中对工程与技术领域也提出了要求：1、工程技术的核心是设计，创新是设计的灵魂，每一项设计都需要不断完善。2、能够通过改变物体的外姓名

牛广彬

牛广彬

王海军

单位

北京市第八十中学实验学校康营分校

北京市第八十中学实验学校康营分校

联系方式

13466660423 13466660423 13691167063

花家地实验小学

部结构来改变物体的稳定程度。知道工程设计的基本步骤包括明确问题、确定方案、

设计制作、改进完善等。

具体表述为：针对一个具体的任务，按照设计的基本步骤来设计一个产品或完成指定的任务。对自己或他人设计的想法、草图、

模型等提出改进建议，并说明理由。在制作过程中及完成后进行相应的测试和调整。

教学背景分析

本课是首师大版《科学》四年级下册《设计与制作》单元《搭支架》一课的延伸，是学生在前课认识到形状与承受力关系的基础上进一步通过设计与制作，开展的工程与技术实践活动的体验。

教学目标(含重、难点) 一、

教学目标

1、在“制作最高的电力高塔”的任务驱动下，设计并制作一个用扭扭棒搭建的塔，体验工程设计的基本步骤。

2、通过本课的学习，学生可以在分析问题、设计、动手操作、评价反思等能力上能得到一定提升。

3、通过克服活动中的各种困难提升团队意识，促进团队合作的凝聚力。

二、教学重难点

重点：体验工程设计的基本步骤，设计并制作一个用扭扭棒搭建的高塔

难点：知道工程的核心是设计，按照设计的基本步骤完成指定任务

三、教学准备

扭扭棒、记录单、笔、米尺

教学流程示意

明确需求、确定问题

设计制作

进行设计

明确标准、讨论方案、

测试评估

反思改进

教学过程

（一）明确需求、确定问题

1、讲述：美丽小镇不仅是一个山明水秀的地方，也是一个古老的小镇，这里的电线杆有些已经破损了，为了居民的用电安全，镇政府希望有人可以帮设计建造新的电力高架塔，如果我们是一名设计师，要做哪些思考呢？

2、头脑风暴：学生交流设计标准

预设1：要稳固、结实、不能塌

预设2：有一定的高度

预设3：建造的材料要结实坚固

3、梳理评估标准：（1）稳固：能独立稳定的矗立在桌子上，不倒塌

（2）有一定的高度：不低于50 厘米

4、讲述：设计师们在正式施工前都会进行方案设计并且制作模型进行测试来检验设计的作品是否可行，今天给大家提供的材料是扭扭棒。【出示任务和材料】

5、出示任务表单和要求

（1）任务：用扭扭棒设计并制作一个最高的电力高架塔

（2）要求：小组讨论设计方案，画出设计简图

【设计意图：体验工程设计的第一个步骤，明确任务和问题，分析、解读作品需求，制定评估标准】

（二）明确标准、讨论方案、进行设计

1、小组讨论本组的方案设计，在任务单上画出设计简图：底面、侧面、整体

2、汇报交流本组的设计

【设计意图：体验工程设计的第二个步骤，知道行动前要有初步计划，设计是工程的核心】

（三）设计制作

1、过渡：我们大家现在又是工程师了, 接到任务搭建一个高塔，依据设计图小组合作完成扭扭棒塔的制作

2、讲述：工程师在实际的工作中也会遇到各种问题和困难，我们知道遇到节假日时要放假轮休，而春节是中国人最重要的节日之一，很多人要回家和亲人团聚，现在工程师就遇到了这样的情况，我们有一半的人员要回家过节了，所以我们的人手要减半，请同

学们将左手背到身后，每个人只需用一只手来完成工作，这就是代表人数减半了。【挑战1：合作很重要，这一挑战的设计目的在于让学生感受到通过每个人只用一只手是很难进行工作的，不仅需要彼此配合更需要有明确的分工，从而培养学生的团队精神与合作意识】

3、讲述：（1分钟后）好了，现在假期结束了工作人员回来了，大家可以两只手工作了。

4、讲述：现在我们的工作环境太吵了，为了给大家安静的工作环境现在任何人不可以再出声说话【挑战2：沟通很重要，这一挑战的设计目的在于让学生感受到积极有效的沟通是达成目标的重要保障，从而培养学生的表达与沟通能力】

5讲述：（1分钟后）好了，看来安静的环境也没让大家的工作效率提升，还是有很多问题要解决，大家还是出声说话吧

【2-5为弹性环节，教师可以根据学生的实际情况考虑是否增加新的挑战，或者针对学生的能力进行培养】

6、完成制作的组准备接受测试

【设计意图：体验工程设计的第三个步骤，完成目标任务的制作，体会合作和沟通的重要性，促进团队凝聚力】

（四）测试评估

1、按组号在讲台前摆放各组的作品

2、讲述：在工程中不仅有设计师和工程师，还有负责监督施工是否合格、安全，是否合乎标准，监控工程质量、验收工程的的“监理师”。现在老师就是一名监理师，首先我要按着各组图纸的设计验收是各组否按照图纸施工，然后按照评估标准验收各组完成的质量。

3、测量各组扭扭棒塔的高度并记录，填写评价表

4、完成任务单其他内容的填写

【设计意图：体验工程设计的第四个步骤，通过评估检测作品是否符合要求和标准，并为后期的改进做准备】

（五）反思改进

1、思考：讨论我们的扭扭棒塔是如何从最初的草图变化而来的？

2、小结：首先确认问题，明确标准和约束条件，然后讨论并确定了可行的方案，第三我们团结合作共同制作，第四我们进行试评估，最后进行反思，期待后续让设计更完善。

【板书】

3、交流反思：

（1）我们遇到的困难有哪些？

（2）我们的成功因素有哪些？

（3）如果再做一次我们会有哪些改进？

（4）在整个活动中最有趣的是什么？

【设计意图：鼓励学生并培养其反思的学习习惯与能力，以达到互相促进的目的，成功失败都是值得肯定的，要根据自己的实际评估，自主改良，让自己成长。】

4、总结提升：今天同学们既做了设计师又做了工程师，不但完成了“扭扭棒塔”的工程设计与制作，并且在最后的作品交流环节，找到更多的值得自己学习和借鉴的经验。虽然我们的设计与制作还有很多不足，有待改进，可每一位工程师、设计师都是在不断的发现问题、改进问题的过程中让作品更加的完善的，这就是他们的工作方式。

【设计意图：肯定学生在课上所取得的进步，在培养其自信心、鼓励其乐于“动手做”的同时，感受工程与技术的魅力。】

板书设计：

做高架塔

工程与设计

确认问题

确定方案

设计制作

测试评估

产生作品

反思改进

学习效果评价设计

评价1：设计施工完成情况评价表

10分

已完成作品，完全按照设计图纸进行制作，层级分明，结构清楚

本项得分：

6分

已完成作品，完全按照设计图纸进行制作，层级比较分明，结构比较清楚

3分

已完成作品，能够按照设计图纸进行制作，能基本看出结构和层次

0分

没有完成作品，或没有按照设计图纸进行制作，不能看出结构和层次

评价2：作品稳定性评价表

10分

能稳定的立在桌子上，外形美观，不倒6分

能稳定的立在桌子上，外形比较美观，3分

能稳定的立在桌子上，不倒塌

0分

不能稳定的立在桌子上，倒塌

塌

本项得分：

不倒塌

评价3：作品高度评价表

10分

制作高度大于或等于60厘米

本项得分：

6分

制作高度大于或等于55厘米

3分

制作高度大于或等于50厘米

0分

制作高度未能达到50厘米

本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数) 1.以综合性主题来组织教学内容

以联系现实生活的综合性主题来整合学科教学内容，是在学科课堂中渗透STEAM教育的切入点。当学生在解决这些实际问题时，首先，情感态度价值观得以熏陶，体会何谓国家、社会以及个人的责任担当；其次，培养健康生活的意识与能力，而不是单纯地获取科学或数学知识；再其次，发展问题解决和综合运用多学科知识的能力，锻炼理性思维、科学探究以及技术运用等能力。

2.以实践性活动来开展课堂教学

动手动脑的科技实践是工程与设计领域的一大特色，也是整合多学科教学方式的切入点。这些实践，是综合科学探究与工程设计的活动，既有类似科学家开展的科学理论和科学建模等探究活动，也包含类似工程师为满足某一需求而进行的工程设计和建造等设计活动，因此可熏陶培养学生实践创新与人文底蕴等发展核心素养。

3.以产品化成果来评价学生学习

以产品作为学习结果，是工程与设计课的另一大特色，也是整合多学科学习与评价的切入点。在评价内容上，评价者不仅要关注学生对学科知识的深度理解、科学性解释及其迁移运用，还要关注学生的劳动意识、技术运用、人文积淀、审美情趣等素养。在评价方式上，采用真实性评价，鼓励学生展示自己的产品，并鼓励学生自评与互评，切实地以评价促进学生勤于反思、乐学善学、信息意识、自我管理、批判质疑、勇于探究等发展核心素养的提升。