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1、第七单元 设计与发明21.走近工程师【教材分析】走近工程师是青岛版小学科学（六三学制）三年级下册设计与发明单元的第一课时。本节课指导学生先通过了解“中国天眼”工程，再进一步认识了解工程师，认识到工程的建造需要工程师的智慧，通过了解认识更多的工程和工程师，意识到工程师的重要性。教材由三部分组成：第一部分问题与猜测，通过著名工程“中国天眼”为切入点，引出工程师，从而引发学生思考什么是工程师，工程师是做什么的，这些工程和他们有什么关系等一系列问题，为后面的学习设置悬念，激发学生的探究兴趣。第二部分探究与实践，通过展示古今伟大工程图片，引导学生根据学习经验交流讨论自己对于工程和工程师的了解，同时通过展
2、示多组工程的图片，让学生感受这些工程的雄伟及其给人们生活带来的便利。让学生进一步了解工程师是运用了科学和技术，解决问题，创造了丰富多彩的人工世界。第三部分拓展与创新，通过认识了解工程和工程师，动手实践感受工程师的设计创造。通过设计纸船和测试载重量，培养学生动手实践能力、科学知识应用能力、科学探究能力和创新意识。本课先通过观看视频了解伟大工程与它背后的工程师，通过设计体验活动，让学生在亲身感受工程师如何利用科学技术解决问题，在亲身实践中了解工程师的伟大。【学生分析】三年级是小学比较重要的阶段，这个年龄段的孩子开始建立初步的探究意识，他们开始摆脱幼儿的心理、行为、思维方式，对直观形象的事物容易引起
3、兴趣，对一些自己感兴趣的东西会产生强烈的求知欲望。这是培养科学兴趣、体验科学观念、体验科学精神、培养科学态度的重要时期。【教学目标】科学概念目标了解工程师的作用，知道丰富多彩的人工世界室友工程师设计创造的。科学探究目标1.能在科学技术的学习影响下，对设计制作载重量大的纸船表现出探究兴趣。2.能积极思考、大胆创新尝试设计创造。情感态度价值观能在讨论了解工程和工程师的过程中，感受伟大的工程给我们生活带来的影响。科学、技术、社会与环境目标通过感受工程师的设计创造过程，意识到设计与发明的重要意义。【教学重难点】了解工程师的作用，知道丰富多彩的人工世界室友工程师设计创造的。【器材准备】教师课件、A4纸【
4、教学过程】一、问题与猜测1.PPT 1 出示出示课题走近工程师。与学生交流我国伟大工程“中国天眼”，在交流过程中初步了解学生对于工程的了解情况，培养学生语言表达能力。教师对于学生的回答给与适当的补充，引起学生的好奇感，激发学生的探究兴趣，为接下来的学习铺垫。2.PPT 3 出示提出问题：观看视频，你在视频中了解到哪些信息？通过让学生带着问题观看视频，使学生在观看视频的时候更有目的性，能更好的发现视频中的信息。3.PPT 4 出示“中国天眼”视频。通过视频展示，补充关于“中国天眼”的内容，并介绍工程师。4.PPT 5 出示交流汇报“中国天眼”。通过观看视频，进一步交流“中国天眼”的伟大，感叹建设
5、者们的不平凡。5.PPT 6 出示通过视频展示和交流，引出他的设计者工程师，引发学生思考与讨论，激发学生的学习兴趣。教师引导：如此伟大的工程，是建设者们的心血，同时也充满了工程师的智慧。6.PPT 7 出示与学生交流，引导学生意识到工程师的重要性，并交流工程师是做什么的？ 教师引导：在工程建设中，工程师的作用是非常重要的，那么工程师在工程建设中是做什么的呢？学生交流讨论，知道工程师在工程建设中的重要性，为接下来学习做准备。二、探究与实践1.PPT 8 出示认识工程师。教师出示都江堰工程的图片，请同学仔细观察图片，观察时注意引导学生从外观和细节上观察，简单介绍其中重要的原理。2.PPT 9 出示
6、播放视频，了解工程，然后全班交流，引导学生了解工程师。通过观看视频，进一步全面了解都江堰工程，知道都江堰的工程师李冰，利用了科学知识和聪明才智解决水利问题，了解工程师的作用。3.PPT 10-19 出示进一步了解伟大工程和工程师。教师展示多张图片和视频，引导学生思考并讨论，工程师和他对应的工程分别是什么?小组讨论结束后，全班汇报，学生汇报时教师要给予指导。通过一系列图片和视频了解我国从古到今伟大的工程和它背后的工程师，知道伟大工程中都有工程师的智慧来解决问题，进一步感受工程师的智慧和国家的伟大。4.PPT 20 出示了解认识工程师。通过图片和视频的展示，学生了解了工程师在工程中的作用，知道工程
7、师在工程中的重要性。教师引导：那么工程师是干什么的呢？学生回答，教师做补充。三、评价与创新1.设计载重量大的纸船。教师引导：经过学生对工程师的了解，同学们想不想自己体验当一次工程师？通过引导学生亲身体验工程师，激发学生自己设计工程的兴趣。PPT 21 出示引导学生先小组讨论如何设计纸船才能载重量更大。教师引导：下面小组讨论一下，如何只利用一张A4纸，设计一只载重量大的船？不能借助其他辅助材料。全班小组交流，分享各自小组的方法，学生汇报时注意引导学生选择合适的材料。然后小组合作分别制作纸船，然后全班展示作品。PPT 22 出示展示的同时，让学生思考什么形状的纸船载重量更大？用什么方法测试纸船载重
8、量的？ 通过亲身体验工程师，让学生感受工程师是利用科学和技术解决实际问题的，培养学生的科学态度。教师带领学生复习回顾本节课知识。【教学后记】22.走近发明家【教材分析】走近发明家是青岛版小学科学（六三学制）三年级下册技术与工程单元的第二课时。本以手机的发展历史为线索，通过对比手机的体积大小和功能的变化感受发明家是根据人民的需求不断进行改进和发明的，进而巧妙的引出本节课学习的重点发明家。教材由三部分组成：第一部分问题与猜测，通过介绍手机的发展历史，让学生感受到手机的变化，引发学生思考手机为什么会不断改进，知道发明是源于人们的需求，发明家是根据人民的需求不断改进和发明的；第二部分探究与实践，学生课
9、前自行查阅蔡伦、王选、尼古拉特斯拉、冯诺依曼的主要发明及解决的难题，引导学生梳理信息，整理问题，借助思维导航引发学生的思考：“发明家为什么要发明这些产品？在发明过程中，他们遇到了哪些困难？面对困难，他们是怎么克服的？” 第三部分评价与创新，通过资料卡中对小发明家小胡的作品展示，让学生感受小发明家就在我们身边，感受发明无处不在，给学生充分的时间讨论交流想要改进的生活物品，达到启发促进的作用。【学生分析】三年级的学生具备了一定的知识搜集、提取、整理的能力，能够在教师的辅助之下完成信息的梳理和交流，提高学生的学习能力和学习意识。发明家在学生心目中总是觉得很伟大，很遥远，通过最后一环节资料卡中展示的小
10、发明家的信息，帮助学生感受原来发明家离我们很近，我们每个人都可能成为发明家，激发学生发明创造的兴趣和欲望。【教学目标】科学概念目标1.了解新产品的发明与改进过程。2.知道一些发明家和他们的研究事迹，了解他们的设计和发明过程。科学探究目标1.在教师的引导下，运用多种材料、多种思路、多样方法对身边常用的物品适当改进或尝试发明。2.能够对搜集的信息进行初步的有效提取和梳理。情感态度价值观1.体会发明及创新的乐趣，积极参与交流和讨论，乐于分享彼此的想法，尊重他人的意见。2. 能分工协作，主动与他人合作，在团队合作中贡献自己的力量。科学、技术、社会与环境目标1.意识到发明创新因人的需要而产生。2.感知新
11、产品的发明给人类生活带来的便利。【教学重难点】信息的整理和分析。【器材准备】学生发明家的资料、记录单教师课件、竹简三字经、书卷三字经【教学过程】一、问题与猜想1.PPT 1 出示 出示课题。2.PPT 2 出示提问：同学们，刚刚过去的国庆节对于我们每一个中国人来说都意义非凡。国庆节期间我们在天安门前举行了举世瞩目大阅兵活动，人民纷纷用自己的方式记录下这激动人心的时刻，看他们在干什么？是啊，可以说我们的日常生活已经处处离不开手机了，手机原来可不是现在这个样子，你想了解手机发展历史吗?3.PPT 3出示是最原始的民用手机，它重约两斤，差不多四个苹果那么重，但通话时间却仅仅只有半个小时，感觉怎么样？
12、是啊，这部手机真是太笨重了。如果让你每天拿着一个这么大的手机，累不累啊？你会有怎样的需求呢？手机的这项改进就是为了满足人们的需要将手机的体积变小了，而且还具备了发送短信息的功能。接下来手机又发生了哪些变化？你的小眼睛真是亮，观察到了彩色的屏幕和摄像头。手机再发展下去就变成了我们现在的智能手机。现在的智能手机除了拍照、打电话还能做些什么？4.聚焦话题：是啊，这些改进都源于人们的需求，发明家根据人们的需求不断将手机进行改造和完善，提高了人们的生活水平，给我们的生活带来了更多的便利。今天就我们一起走近发明家，了解更多的发明家的故事吧（板书课题：走近发明家）。二、探究与实践1.PPT 4出示课前，老师
13、让同学们搜集了一些发明家的主要发明及解决的问题，现在请你以小组为单位进行讨论并将“他们的发明”及“发明家解决的难题”填写到活动手册中。开始2.PPT 5出示 哪一位同学愿意上来交流一下?（根据学生搜集资料的情况，安排梳理时间。）活动一：了解蔡伦造纸术（结合学生交流情况适时出示板书）。PPT 6出示 蔡伦造纸也正是我国的四大发明之一造纸术。蔡伦造纸以前，中国使用的书写材料主要有甲骨、竹简和帛书等。帛书：是古代一种质地细薄的丝织品，虽然使用和携带都很方便，但数量少且价格贵，只有皇帝才能用的起，同时也不利于保存。 PPT 7出示 竹简：说道竹简，老师想到一个小故事，西汉时有个大文人东方朔，他才高八斗
14、，学富五车，一次，他想给汉武帝写一份奏本，结果用了一年的时间才将所有内容刻在了3000片竹简上，需要两个人才能抬的动，汉武帝足足看了一个月才看完，看来用竹简作为书写载体真是费时费力啊。蔡伦为了解决这些问题，用树皮、麻头、破布和旧渔网这些廉价的原材料造出了可以书写的纸张，改良了造纸术，后人为了纪念蔡伦将这种纸称为蔡侯纸。蔡侯纸成为重要的书写载体，后来，蔡侯纸流传到西方，为西方文明的发展起到了至关重要的推动作用。看老师这里带来了一卷用竹简串成的三字经和一本用纸书写三字经，谁想来感受一下他们的重量？ 感觉怎么样？上学的时候老师让带三字经你会选择哪一本？看来蔡伦的发明为我们当代小学生的减负工作也做了不
15、少的贡献呢。活动二：了解王选汉字激光照排技术（结合学生交流情况适时出示板书）。PPT 8出示王选被称为“汉字激光照排系统之父”、“当代毕昇”。PPT 9出示在没有王选的发明前，人们在印刷报纸和书籍的时候，主要依靠铅字的活字印刷术，这是铅字排版间，架子上放的是按照偏旁部首顺序摆放的一个一个小的铅字，人们根据内容需要从架子上找到一个个汉字，将汉字按照布局要求放到模板中，涂墨，铺纸，印刷，完成。这样的排版费时费力，效率较低，易出错。PPT 10出示 王选为了解决这个问题发明了激光照排技术，我们来了解一下。PPT 11出示视频中谈到汉字激光照排技术不仅风靡全国，而且还出口到日本和欧美等发到国家，听到这
16、句话你有什么感受？是啊，老师和你们一样有一种说不出来的额自豪感，王选团队的发明真是了不起。活动三：了解尼古拉特斯拉交流电（结合学生交流情况适时出示板书）。PPT 12出示看样子你对这位外国发明家已经非常熟悉了。PPT 13出示在尼古拉发明的交流电之前，我们一直使用的是爱迪生发明的直流电，直流电就像使我们今天使用的电池手电筒里的电池，玩具汽车中的电池。PPT 14出示而直流电不能进行远距离传输，在那个时代，大约每1KM也就我们同学走2000步左右就需要建立一个发电站。PPT 15出示尼古拉为了解决电不能远距离传输的问题发明了交流电，并且被我们广泛运用，我们现在家中大部分家用电器都是使用的交流电，
17、更加值得我们钦佩的是尼古拉没有将交流电申请发明专利，而是无偿的让人民利用他的发明。活动四：了解冯诺依曼计算机体系结构（结合学生交流情况适时出示板书）。PPT 16、17出示这些专业名词你可能不太理解，老师用两个词来概括一下或许你能更加直观的感受到冯诺依曼计算机体系结构的伟大之处现代计算机之父；计算机的灵活；发明沿用至今。这下可以感受出冯诺依曼发明的伟大之处了吧。活动五：学生交流自己查阅的其他发明家的资料。5.PPT 18出示聚焦话题：孩子们，发明家根据人们的需要，（板书：发明家，人们的需求）解决了难题，（板书：解决难题）产生了新的发明。（板书：新发明）他们的发明过程都不是一帆风顺的，虽然在发明
18、的过程中遇到了困难和质疑，但他们没有轻言放弃，反复实验终究发明成功，推动了人类社会的发展，提高了人们的生产与生活水平，这其中蕴含的精神是值得我们学习的。三、评价与创新1.PPT 19出示其实我们离发明家并不遥远，只有一个想法的距离，你们信吗？好，现在请你默读资料卡，资料卡中你发现了哪些小发明家信息？你发现了哪些关于发明的信息？（运用到哪些技术、需求人群、发明名称？）2.PPT 20出示你们想认识一下这位小发明和他的发明吗？仔细听老师有问题要考考你。你听清楚这位小发明家来自哪里了吗？3.PPT 21出示是啊，发明家就在我们身边。小胡同学因为看到了姑姑家的一盏灯而对语音识别照明设备产生了浓厚的兴趣
19、，在老师和家长的帮助下将语音识别技术与尼古拉的无线输电技术相结合发明出了一盏神奇的台灯，并获得了国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。怎么样，赞不赞？其实我们生活中这样的小发明笔笔皆是，你想不想成为一名像小胡同学一样的发明家呢？4.PPT22出示那就从我们生活中遇到的需求找起吧，你认为生活中的物品有哪些不足的地方？一闪而过的想法是发明的种子，老师想，你今天播下的种子经过你的不懈努力定会结出丰硕的果实，期待在不久的将来老师会用到你到的小发明。5.PPT 23出示老师在生活中也遇到了这样的问题，我在吃火锅的时候发现一把汤勺，一把漏勺吃起饭来真是费劲，现在请你变身小发明家，你想如何改造？瞧，一把既具
20、有汤勺功能又具有漏勺功能的勺子发明出来啦。6.PPT 24出示像这样的发明加一加的发明方法你可以在课后尝试一下，下课。【教学后记】23.小改变大效率【教材分析】小改变大效率是青岛版小学科学（六三学制）三年级下册设计与发明单元的第三课时。本课通过快速发书的事例，使学生认识到改变方法和程序可以提高工作效率。教材分三部分：第一部分是问题与需求，通过生活中分发新课本的典型事例，提出“怎样快速把书发给全体同学”的问题，引导学生思考快速分发课本的方法，从而激发对“效率”问题的探究欲望。第二部分是探究与实践，教学中老师为学生们分发语文、数学、科学课本，一旁的学生提出问题：“先来测试这种方法所用的时间”。 目
21、的是让学生知道发作业本是需要耗费一定时间的，可以利用计时器等工具进行测量时间，同时引发学生思考：将这些书全部发放完毕有哪些方法？哪种方法发放的最快即效率最高？引导学生用计时对比，最后找到各种分发方法所用的时间，比较得出哪种方法发课本用的时间最短。从而使学生认识到：不同的发放课本的方法效率不同，意识到小改变可以大幅度有效提高效率。同时，列举生活中多种进行小改变后提高了效率的方法：一是用在鞋子上的“尼龙搭扣”，使用起来方便、快捷，高效代替了鞋带；二是包装袋上设置的“易撕口”，不需要剪刀，也不需要暴力撕开，只要双手在易撕口轻轻一拉，包装袋就能打开，提高了效率；三是公路上的“可变车道”。是指车道内侧划
22、了多条斜线，有点像趴下的“非”字，能随时根据交通流量更改指示方向的车道。主要设置在交叉口，可依据不同时段车辆流量流向的特点，对流向进行灵活调控，变换车道的行驶方向，缓解交通压力。卡通泡泡语“我知道”提示学生列举实例。目的是通过生活中常见的例子，启发学生运用小改变提高生活效率，培养学生的创新意识。第三部分是拓展与创新，设计应急疏散演习的方案，让全班同学在最短的时间内安全离开教室。强调“时间最短”且“安全”，要求学生结合本校的学习环境，做出日常学习生活必须要经常训练的安全疏散预案。【学生分析】三年级的小学生具有一定的探究能力了，他们的心理、行为、思维方式，他们能够利用自己的逻辑思维能力，通过探究、
23、交流寻找合适的方法，制定出最优方案，这是培养学生初步“设计”思维的重要时期。【教学目标】科学概念目标1.知道生活中许多看上去较小的改变却能够有效提高效率。2.知道任何技术方法的发明通常蕴含着一定的科学原理。科学探究目标1.在教师的引导下，能测量出事情发生的时间。2.能用比较科学的词汇、图示符号、统计图表等方式记录整理信息，陈述证据和结果。情感态度价值观1.能接纳他人的观点，完善自己的探究。2.能分工协作，进行多人合作的探究学习。3.乐于为完成探究活动，分享彼此的想法和力量。科学、技术、社会与环境目标了解科学方法对人类生活方式和思维方式的影响。【教学重难点】能够从改变事情的顺序、策略、方法优化解
24、决问题的策咯。【器材准备】 演示课件【教学过程】一、问题与猜测1.PPT 3出示上课初，首先引导学生回顾开学时发新书的场景，对当时情况进行思考，如果你是老师，会怎样快速的把书发到大家手里。2.随后教师引导学生们对大家的想法提出建议，将问题聚焦在“发书时既快速还不会出错？”小组内针对问题提出修改意见，制定本组办法。3.小组得出结论后，分别表明自己小组的观点，并阐述理由，感受方法改变之后的便捷，揭示课题小改变大效率。PPT 4出示课题名称：小改变大效率设计意图本环节的设计是引导学生从自己的亲身经历中体会到改变方法之后发生的大改变，使其感受到改变带来的便捷。目的是提高学生的观察、反思、大胆思考的能力
25、，激发改变身边事物及对未知探求的信心。二、探究与实践 （一）展示方法，对比提高。1.各小组亲身实践，展示本组制定方法，请一名同学计时，其余同学监督完成。2.各小组展示完毕，分别公布完成时间，同学们针对发书过程中出现的问题提出修改意见。逐步制定符合本班情况的有效方法。3.利用刚刚制定的方法再进行一次发书活动，重新计时，感受变化。4.同学们对改变方法的过程提出自己的想法，引导学生发现小小的改变就能更好的提高发书的效率、使每一名学生都尽快准确的收到新书。5.感受方法改变之后的方便快捷。此处教师可做简单引导，平时看似一成不变的事情，只要发生一点改变说不定就会有大惊喜。（二）联系生活、发散思维。1.PP
26、T5出示生活中哪些做法可以提高效率？要求：每个小组成员独立思考，可以是自己创造的，也可以是已经改变的。小组成员进行沟通，说明自己的想法和提高效率的措施。2.交流沟通。各小组交流自己想到的提高效率的小改变，如：车流量大的路口设立潮汐车道，可以使车辆更快的通过路口；食品包装袋上的开封口设计可以尽快的打开包装，不必再准备剪刀等工具设计意图要想让学生改变生活，必须先成为生活中的有心人，从自身出发具有一双善于发现的眼睛和愿意思考大脑。此环节从各个小组的方法出现通过对比发现每种方法可以进一步提高的地方，逐渐进行方法优化，并放眼于实际，发现身边提高效率的实际方法，进一步感受改变带来的方便。三、拓展与创新（一
27、）设计应急疏散演练方案。1.PPT 6出示在学生具备初步思考意识之后，各小组帮助老师指定本班应急疏散演练方案，针对“如何让本班同学在最短时间内安全离开教室”的问题展开讨论，并将制作过程简单记录在活动手册上。2.分享作品，各小组将制作过程进行简单描述，重点解释方案中快速撤离的方法和同学们安全的保障。3.将各小组的方法进行整理汇总，制定本班应急疏散演练方案，放眼于全校，共同制定全校应急疏散演练方案。教师随后出示学校张贴的疏散示意图，请学生根据本节课所学讲解例会示意图的作用。4.PPT 7出示观看消防逃生疏散演练视频（二）改变生活，做小改变。让学生根据生活经验思考可以为自己及家人的生活做何种改变提高生活质量与效率。随后大家共同交流讨论实施的可操作性。设计意图本环节的设计是引导学生通过发现身边小改变提高大效率的事件之后，主动思考制定本班和本校的应急疏散演练方案，在交流的过程中逐渐完善方案，培养学生遇事敢于思考、全面思考的能力和意识。最后的独立设计环节，提高学生敢于质疑和创新思维。【教学后记】7