专项学习 像工程师那样 教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 专项学习 像工程师那样 一、教学核心素养目标 1.科学观念：知晓自然物与人造物的关联，明白人造物由自然物加工而来；了解工程师解决问题的基本逻辑，建立技术改进相关的科学认知。 2.科学思维：通过对比人与动物娱乐，锻炼对比分析、归纳差异的思维；结合工程师案例，培养发现问题、思考解决方案的逻辑思维。 3.探究实践：参与气球动力小车制作，提升设计、动手实践的能力；在分析自然物与人造物关系时，锻炼信息梳理、总结的实践能力。 4.态度责任：养成关注生活中科学现象、技术发明的探究态度；树立在实践、思考中勇于尝试、解决问题的责任意识。 二、教学重难点 1.教学重点：理解工程师“发现问题—设计方案—动手实践—解决问题”的工作流程；完成气球动力小车的设计与制作，实现小车前进3米以上的目标。 2.教学难点：分析问题本质（如早期汽车的缺陷），将想法转化为可行的设计方案；优化气球动力小车的结构，解决小车跑偏、动力不足等实际问题。 三、教学准备 1.教具准备：世界上第一辆内燃机汽车（本茨发明）的图片/视频、蒸汽机汽车与内燃机汽车的对比图、自然物（石油）→原材料（汽油）→人造物（内燃机、汽车）的关联示意图。 2.学具准备：学生活动任务单（包含工程师工作流程填空、案例分析问题）。 3.其他准备：PPT课件（整合图片、视频、问题引导等内容）。 四、教学过程 （一）情境导入：激发兴趣（5分钟） 1.教师提问：“同学们，每天上学、出游时，你们见过哪些交通工具？”（引导学生说出汽车、公交车等） 2.展示蒸汽机汽车图片，提问：“早期的汽车是用蒸汽机驱动的，它又大又重，开起来还很慢，你们觉得这样的汽车方便吗？” 3.引出主题：“有一位叫本茨的工程师，发现了这个问题，还造出了更轻便的汽车。今天我们就一起‘像工程师那样’，看看他是怎么做到的。” （二）新知探究：解析工程师的发明过程（15分钟） 1.环节1：发现问题———工程师的“火眼金睛” 展示蒸汽机汽车的缺点（笨重、速度慢、能耗高），引导学生说出：“早期汽车用蒸汽机驱动，很不方便。” 小结：工程师首先要学会发现生活中的问题，这是发明创造的第一步。 2.环节2：借鉴技术———工程师的“智慧借鉴” 讲解：“本茨没有凭空发明，他看到其他工程师造出了体积小、烧汽油的内燃机，一下子有了想法———能不能用内燃机代替蒸汽机呢？” 展示内燃机图片，对比蒸汽机和内燃机的区别（小、轻便），让学生理解“借鉴已有技术”的重要性。 3.环节3：尝试解决———工程师的“反复试验” 提问：“把内燃机装到汽车上，一次就能成功吗？”（引导学生说出“可能会失败”） 讲解：本茨经过了很多次试验，克服了安装、动力匹配等困难，最终成功了。 小结：工程师解决问题时，需要反复尝试、不怕失败。 4.环节4：创新成果———工程师的“伟大发明” 播放本茨发明的第一辆内燃机汽车视频，介绍：“世界上第一辆用内燃机驱动的汽车，现在还珍藏在德国博物馆里！” 引导学生总结工程师的发明流程：发现问题→借鉴技术→反复试验→创新成果。 （三）联系旧知：自然物、原材料与人造物的关联（10分钟） 1.展示关联示意图：自然物（石油）→原材料（汽油）→人造物（内燃机→汽车）。 2.提问引导： “内燃机需要什么燃料才能工作？”（汽油） “汽油是从哪里来的？”（石油，属于自然物） “石油经过加工变成汽油（原材料），汽油给内燃机提供动力，最终造出了汽车（人造物）。这说明人造物的发明离不开什么？” 3.小结：人造物的发明，离不开自然物提供的原材料，工程师正是利用原材料，解决了生活中的问题。 （四）拓展延伸：我是小工程师（7分钟） 1.布置小任务：“如果你们是工程师，生活中还有哪些不方便的 ... ...