《做个小开关》教学设计(1)

做个小开关
【设计理念】
小学科学教学倡导的“做中学，学中思”就是强调在做中培养学生的科学思维与创新能力，这一理念与STEAM教育模式非常契合。

它注重在情境中学习，以学生为中心开展实践活动，强调团队合作，结果开放，允许多个答案。

本课将融入STEAM理念，以“学情诊断--聚焦问题--构建支架--建构概念”的主线开展教学，促进学生思维发展。

【教材分析】
1.基于课标的解读
本课所承担的科学大概念是“电是能量的不同表现形式”，另外，本课也需要承载着“电路的通断可以被控制”的概念。

2.基于单元的解读
本单元借助导线、灯泡、电池等元件和有趣的探究活动，帮助学生建立有关电的初步概念。

第1课，学生首先对身边的静电现象开展一系列探究活动；第2-4课，学生对电路进行研究；第5课，学生用电路检测器检测导体和绝缘体；本课主要聚焦“做个小开关”活动，促进学生将已知的电路概念发展为“可以控制的电路”。

本课教材内容分为三部分：1.观察手电筒；2.做个小开关；3.认识各种各样的开关。

而为了让科学课堂更加有趣，并能更高效地帮助学生建构有关“可以控制的电路”的概念。

因此，笔者将教学活动调整为：1.观察玩具红绿灯；2.自主选择材料给小灯泡设计并制作一个开关；3.了解生活中各式各样的开关。

【学情分析】
我对学生进行了前概念分析，结果如下：
四年级的孩子对开关的作用不会太陌生，个别学生对开关的认识比较有自己的想法。

但总体来说，学生对开关的设计和制作存在困难，同时不能很清晰科学地表达自己的想法。

因此，教师需要在课堂上引导其观察并思考开关的组成材料，并指导其按照工程师的身份开展学习活动，体验有趣的科学探究实践活动。

【教学目标】
科学知识目标：
（1）开关可以用来连接或断开电路，控制电器元件的工作状态；
（2）开关有的地方需要用导体来做，而有的地方必须用绝缘体来做。

科学探究目标：
（1）学生能用身边材料并进行成本核算，与同伴合作设计并制作一个简易开关。

（2）学生通过明确任务、初设计、讨论修改、制作、测试与完善、展示与评价一系列过程，能够用开关自主控制小灯泡的亮暗。

科学态度目标：
（1）能相互协作、分担责任合作完成项目任务；
（2）具备实践动手能力和创新意识。

科学技术、社会与环境目标：
意识到开关在实际生活中的广泛用途。

【教学重难点】
教学重点：知道开关有的地方需要用导体来做，而有的地方必须用绝缘体来做。

教学难点：学生能用身边的材料进行成本核算，与同伴合作设计并制作一个简易开关，并用它来控制电路。

【教学准备】
教师准备：做一个开关的材料；教学课件；红绿灯玩具
为每个小组准备：木块1块；竹片1块；塑料盒1个；橡皮1块；硬纸片1张；铜片1块；铁丝1根；钥匙1块；锡箔纸1张；图钉1组；螺帽1组；回形针1组；小灯泡1个；小灯座1个；电池盒1个；电池1节；导线若干；
【教学过程】
一、激趣导入，聚焦问题（3分钟）
1.出示玩具红绿灯，谈话：你认识它吗？
2.播放视频：你发现了什么？红绿灯是怎么实现不同颜色灯的转变呢？是谁来控制的？
3.交流（预设）：红绿灯在不停地变化颜色；类似开关的夹子……
4.揭题：其实，红绿灯玩具的夹子就是开关。

今天这节课，就让我们当个小小工程师设计并制作一个开关吧！（板书：做个小开关）
二、探索：如何设计与制作（32分钟）
（一）观察交通红绿灯，了解其基本结构和工作原理（4分钟）
1.提问：我们要设计制作一个产品，就要对这个产品有一定的了解，你对开关了解多少呢？（出示红绿灯开关图片）找一找是哪一具体装置让信号灯能够自由实现灯的亮灭？它是由几部分组成的呢？各个部分又是由哪些材料做成的呢？
2.学生交流。

3.小结：开关有的地方需要用导体来做，而有的地方必须用绝缘体来做。

（结合课件介绍，并板书：开关：导体+ 绝缘体）
设计意图：在设计制作小开关前，通过观察红绿灯的构造，学生能够更加清楚明了地知道开关的组成，以及所需要的材料特点。

（二）明确任务，制定设计方案（8分钟）
1.谈话：明白了信号灯的工作原理，各位小工程师们，你们知道工程师要设计一个产品，他们都经历哪些步骤吗？
2.小结并出示课件：工程师们需要经历明确任务、初设计、讨论修改、制作、测试与完善、展示与评价等步骤，今天我们也来体验一回工程师的瘾。

3.首先，我们来明确任务，请看今天的任务是（出示课件）：设计并制作一个小开关，实现1个小灯泡的亮灭
4.演示：（课件出示采购清单）首先来看看老师提供的材料有哪些？以小组为单位，利用“材料超市”提供的材料，设计、制作一个开关，要求成本控制在15元以内。

请各小组讨论如何选择合适的材料进行开关的初设计。

5.（展示学生的初设计）每个小组都对自己组的开关进行了设计，请他们来介绍自己的设计思路，你们也可以对他们的方案提出一些建议或可行的想法。

（三）完善设计，制作产品（10分钟）
1.通过交流，大家的设计很有特色，提的意见也很有建设性。

工程技术的核心就是设计，今天老师很高兴看到各个小组的小工程师们能够不断完善并设计专属于你们的设计图。

2.体验了设计的过程，同学们接下来想不想动手做一个开关？
3.屏幕出示任务要求。

4.学生根据设计图和清单，领回准备好的施工材料和工具。

5.明确施工记录
（1）课件出示施工记录表
（2）谈话：施工小组做好施工记录非常重要，关于记录表，你会用吗？
（四）测试修改（3分钟）
1.提示：在制作过程中，大家可以边做边调整，并做好施工记录，但只能修改一次，报老师批准登记。

2.学生根据制作过程中出现的问题调整产品。

3.各小组收拾材料，完成开关制作环节自我评价表，准备半分钟产品汇报。

可按以下流程与大家分享：
①我们的产品能不能自主控制灯的亮灭？
②我们的产品设计方案有没有修改？为什么要修改？在哪些方面做了修改？
③我们的产品成本控制在（）元，我们在节约成本方面是这么做的……请大家对我们的设计提问或建议。

（五）展示与交流（7分钟）
1.谈话：请各组展示开关，每组发言人做好准备。

2.每组依次汇报，根据投票颁奖优秀施工队。

3.采访个别同学：你为哪些小组制作的开关投票，说一说为什么？
三、拓展延伸，迁移运用（5分钟）
1.大家通过自己的智慧设计并制作了你们的产品，我们来看看其他人的智慧结晶，生活中还有哪些不同类型的开关（出示不同开关图片）。

2.视频小拓展：《水也能控制灯的亮灭》
3.总结：每个人的智慧都是无限的，你付出的越多，收获的也越多，希望同学们回去再试着修改下你们的方案，看看能不能让你们的产品更具创意，更加得实用化，如果能拿个专利那就太了不起了！
【作业设计】
1.观察家里的开关，并向家人或同伴介绍家里开关的工作原理。

2.改进你的开关设计，看能不能同时控制两个小灯泡的亮灭。

设计意图：希望通过二选一的作业，学生能在感兴趣的活动中迁移所学的知识，真正地做到学以致用。

【板书设计】
【教学反思】
在STEAM视野下，笔者对本课做了一些教学改动，围绕“观察红绿灯玩具--如何设计与制作--认识各种各样的开关”这三个环节，开展本课的学习活动。

在磨课过程中有以下反思：
1.改进教学目标，保证探究的有效性，发展学生实践能力
杜威曾经说过：“如果学生能投入到真实的有意义的任务和向题，即模拟专家在真实世界的情境中做的事情时，学生才能对学习材料产生自己的理解。

”因此，笔者在STEAM视角下对本课进行跨学科教学设计，在教学目标设定上做了改动：既注重学生的探究过程，但更倾向于发展学生的实践动手操作能力与创新精神。

学生以工程师的身份去思考问题，去进行成本控制，去体验探究的过程，去经历解决问题的项目活动。

2.着重训练学生设计，重视学生展示与评价
在平时的课堂活动中，有的学生喜欢偷懒，不爱动脑筋，不喜欢合作。

但是每个学生其实都有自己的想法，他们精于设计，这就需要老师提供平台去训练学生的思维。

因此，笔者在本课让学生首先在小组里讨论，运用数学知识，对材料的成本进行核算，自主选择材料，完成开关的设计图，并上台进行展示。

通过学生与学生之间的互助评价与建议，学生可进行再设计，完善自己的设计图。

对学习者而言，展示可以帮助学生建构或者重构知识，对教师而言，展示可以帮助教师了解学生的掌握程度。

除此之外，多元化的评价也助于学生思维的提高。

学生在制作环节中经历自我评价的过程，在施工过程中完成施工记录表，并通过小组30秒的汇报，介绍展示每组的产品，最后评出优秀施工队。

虽然时间消耗较多，但学生的兴致很高。

这样设计的目的是将课堂交给学生，以完成任务为抓手，让学生自主设计方案，并在同伴互助的氛围中，不断尝试，不断改进，获取解决问题的方法。

3.进行跨学科知识有机整合，提升学生跨学科实践能力
在有限的课堂教学内进行跨学科知识能力的渗透，也是学生在成长过程中需要经历的。

学生在体验小工程师的角色过程中，运用数学的知识去核算成本，去解决问题，也是数学在科学课中的一次渗透。

这样设计既保证了学生科学知识的建构，也发展了学生数学学科的能力。

与此同时，学生也会意识到原来数学和科学也是相通的。

长此以往，学生跨学科实践能力也会得到逐步提升。

研讨汇报帮助卡
组号：（）
（请在设计图上标出所用材料，并模仿下面句式来写。

）
我们小组设计的开关采用的材料是；我们的开关是这样来操作的: ；我们小组的创新之处在于。

其他小组有不同意见或者补充吗？
设计制作小开关项目施工记录表
组号：（）
开关制作环节自我评价表。