1研制灭火器教学设计.docx

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1研制灭火器教学设计

实践（实验）主题教学设计

课题名称

《研制灭火器》——需求使产品问世

课型

实验课□实践活动课?

课时

共（3）课时完成

1.教学内容分析

1.1主题教学设计说明

作为一名科学老师，我希望可以帮助孩子将科学知识与生活运用有效连接，让我们的科学教育真正适应社会对人才的需求。

“技术与工程”内容的出现，让我眼前一亮，通过学习我有了以下的指导思想、理论依据及教学尝试。

1.2指导思想

我发现单纯的制作并不是技术与工程的核心，科学教育要培养学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，要培养学生适应并参与技术社会的发展，而在工程技术方面，则需要帮助学生经历完整的“产品”研制之路。

任何产品都需要经过不断设计,不断改良。

改良设计主要来源于两方面：

产品的基本功能性评估和需求评估。

需求评估代表着使用者的实际需要。

借助需求调研，使评估引发改良，最终使生活需求的产品问世。

1.3理论依据

《科学学科核心素养》中指出：

学生应具有工程思维，知道如何明确问题，分析情况，搜集相关信息，形成切实可行的创意或方案，并将其转化为实物或对已有物品进行改进与优化。

工程设计的核心是设计，创新是设计的灵魂，每一项设计都需要不断完善。

《义务教育小学科学课程标准解读》中指出：

我们生活在一个被现代技术包围的社会中，不断变化和涌现的新技术正以一种史无前例的速度渗透到我们生活的每一角落。

教育不可能也不应该回避这个现实。

如何让学生适应这个技术社会，并积极参与其中，成为基础教育高度重视的焦点问题。

因此，在科学教学中引导学生经历“需求调研”的过程，帮助学生努力去适应产品研制过程中的迭代性，更有利于学生体会真实的产品问世过程，从而全面提高学生的综合素养，帮助学生成为21纪科技社会发展需要的科研人才。

1.4课标位置与要求

课标中，本课属于“技术与工程领域——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”的内容。

1.5教学内容分析

该内容是首师大版小学科学第四册《生活中的空气》单元第三课的内容，前后内容分别是《空气的组成》、《氧气》，《燃烧和灭火》，本课属于四、五年级《设计制作单元》后，运用《二氧化碳》一课的知识，设计的拓展实践课。

1.6主题来源

结合我校学生讨论二氧化碳用途时提出的问题：

灭火器怎么制作？

因此，我决定对《二氧化碳》一课进行拓展，将科学知识与生活运用进行有效链接，帮助学生经历“产品”研制的全过程，形成《研制灭火器》的主题教学内容

1.7主题结构安排

）与课堂教学“需求调研”设计为课后实践活动（,我将《研制灭火器》这个主题活动．

相结合的内容。

第一节《研制灭火器——设计制作与组内评估》

运用实践活动式和互动交流式的教学方式，引导学生完成第一代灭火器的研制，经历研制产品的基本步骤。

知道如何明确问题，分析情况，搜集相关信息，形成切实可行的创意或方案，并将其转化为实物。

第二节《研制灭火器——组内变革与需求调研》

运用实践活动式和调查分析式的教学方式，引导学生完成灭火器“产品”的上市和“市场”调研环节，形成适应“市场”需求的设计。

帮助学生适应这个技术社会，并积极参与其中，体验人的需求对产品问世的重要影响。

第三节《研制灭火器——新产品问世》

运用实践活动式和互动交流式的教学方式，引领学生体会一个“产品”完整的研制过程，凸显功能评估和“市场”评估引发的变革，最终使新产品问世，让产品研制的思想和过程从小渗透到学生头脑中，体验工程设计的核心是设计，创新是设计的灵魂，每一项设计都需要不断完善。

为学生成为21世纪科技发展的研发型人才打下基础。

2.学习者分析

本教学设计施教的对象是本校六年级学生。

2.1学生能力分析

学生通过三年的科学课学习，在能力上，已经具有了一定的设计与动手操作、分析与反思改进、小组合作与评估归纳等能力。

2.2学生兴趣与需求分析

在四年级《二氧化碳》一课的学习后，已经知道白醋加小苏打可以生成二氧化碳、二氧化碳不能支持燃烧的知识，并有对知识进行应用的思考，79%的学生提出“灭火器怎么制作？

”的问题。

2.3学生相关学习经验分析

通过四、五年级《设计与制作》单元的学习，学生已经知道物体的结构与功能相适应，知道设计结构要满足生活中的实际功能，解决生活中遇到的问题，并能按照图纸进行制作安装，有足够的创新设计思想和使用工具的操作能力。

3.学习目标确定

学科核心素养课程标准主题教学目标

本课属于“技术1.学生能够根据实际需求完成多代灭火程具有工思与工程”领域下：

器的研制过程。

维，知道如何明确

18.工程的关键2.问题，分析情况，学生能根据自己研制灭火器的经历，是设计，搜集相关信息，形工程是运用设计宣传海报，进行校园内外的需求调研，科学和技术进行设成切实可行的创意收集市场需求的改良建议。

学生能根据市场评估结果改良设计，3.解决实际问题和计、或方案，并将其转

化为实物或对已有物品进行改进与优化。

工程设计的核心是设计，创新是设计的灵魂，每一项设计都需要不断完善。

制造产品的活动。

完成灭火器的变革。

4.学生能够结合自身研制经历，归纳出18.2工程的关产品研制的基本步骤有。

确定问题、运用知键是设计

识、设计结构、测试评估、改良。

18.3工程设计5.需要考虑可利用的学生可以适应产品研制过程中的迭代性，面对失败时，有不怕困难，不断改进灭条件和制约因素，并火器的探索精神和决心，并将这种科学精神不断改进和完善

运用到学习和生活中去。

4.学习重点难点

4.1教学重点

基于《科学学科素养》中的“技术与发展观”，我将教学重点定为：

1.学生能够根据实际需求完成多代灭火器的研制过程。

2.学生能够根据市场评估结果改良设计，完成灭火器的变革，使新产品问世。

4.2教学难点

基于目前的六年级学生使用的是旧课表和旧教材，未经历过工程技术的相关教学。

因此，我将教学难点定为：

1.学生能够根据实际需求完成多代灭火器的研制过程。

2.学生能够结合自身研制经历，归纳出产品研制的基本步骤有。

确定问题、运用知识、设计结构、测试评估、改良。

5.学习评价设计

评价方法：

在教学中，根据学生表现实时评价。

评价量规：

标准内容项目汇报交流设计与制作市场调研

层次一

层次二

层次三

能完整说出本组灭火器的研发过程，知道全班改良设计的原因有功能和市场评估两种。

能说出本组灭火器的研发过程，知道具体改良设计的原因，体会到市场调研很重要。

能说本组灭火器的研发过程，并在教师的引导下知道改良设计的原因。

能依据评估结果进行多次的设计改良，小组合作解决市场调研中发现的问题。

做出每一代灭火器产品。

能依据评估结果改良设计，解决发现的部分问题，小组合作制作完每一代灭火器。

能在他人帮助下，发现问题，改良设计，完成制作灭火器的研发过程。

能够结合自己小组特点，主动进行市场调研活动，调研方式多种多样，可以收集大量意见，并自主根据市场调研得出评估结果，进行设计改．

能够主动进行市场调研活动，调研方式多种多样，可以收集部分意见，并自主根据市场调研得出评估结果，进行设计改

能够在他人的帮助下进行市场调研活，可以收集一些意见，并根据市场调研得出评估结果，进行设

测试评估

良。

良。

计改良。

合在测试环节理能评估自己小组的产品，并给其他小组提出合理的改进建议，能够进行互助点评，找到改良新方向。

能在测试环节合理评价自己小组的产品，找到自己组灭火器的改良方向，并给其他同学提出改进建议。

能在教师的引导下，发现自己小组灭火器的问题，给其他同学提出改进方向，知道如何改良。

6.学习活动设计

6.1第1课时教学设计

课题

《研制灭火器——设计制作与组内评估》

6.1.1.教学内容分析

6.1.1.1课标中的位置

课标中，本课属于“技术与工程领域——工程的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。

”

6.1.1.2教材中的位置

该内容是首师大版小学科学第四册《生活中的空气》单元第三课的内容，前后内容分别是《空气的组成》、《氧气》，《燃烧和灭火》，本课属于四、五年级《设计制作单元》后，运用《二氧化碳》一课的知识，设计的拓展实践课。

6.1.1.3主题中的位置

本课是主题活动中的第一课，我力图引导学生通过全班的讨论交流，确定制作灭火器要用到白醋和小苏打产生二氧化碳，二氧化碳不支持燃烧的知识，灭火器结构设计要求：

使用前药品要分开，使用时要迅速混合。

之后根据已有材料进行现场的设计与制作，并通过灭火的测试评估发现密封、混合不良、等设计方面的问题进行改良。

完成第一代灭火器的研制过程。

并可以将基本的产品研制步骤运用到后面的自主研制活动中，

6.1.2学习者分析

本教学设计施教的对象是本校六年级学生。

6.1.2.1学科能力水平与学习经验

学生通过三年的科学课学习，在能力上，已经具有了一定的设计与动手操作、分析与反思改进、小组合作与评估归纳等能力。

通过四、五年级《设计与制作》单元的学习，学生已经知道物体的结构与功能相适应，知道设计结构要满足生活中的实际功能，解决生活中遇到的问题，并能按照图纸进行制作安装，有足够的创新设计思想和使用工具的操作能力。

6.1.2.2知识储备与兴趣需求

在四年级《二氧化碳》一课的学习后，已经知道白醋加小苏打可以生成二氧化碳、二氧化碳不能支持燃烧的知识，并有对知识进行应用的思考，79%的学生提出“灭火器怎么制作？

”的问题。

6.1.2.3可能碰到的困难

学生在研制产品方面没有经历过完整的过程，可能在适应反复评估和改进的迭代性方面需要教师的帮助与引导。

6.1.3学习目标确定

学科核心素养课程标准教学目标

具有工程思维，18.工程的1.学生能够应用《二氧化碳》一课所学知识，知道如何明确问关键是设计，工根据所给材料，结合全班的讨论交流结构分析，题，分析情况，搜程是运用科学进行灭火器的设计。

集相关信息，形成和技术进行设2.学生能将设计转化为实物，完成第一代灭切实可行的创意或计、解决实际问火器的制作。

方案，并将其转化题和制造产品3.学生能在第一代灭火器测试过程中发现为实物或对已有物的活动。

问题找到改良新方向。

品进行改进与优18.2工程4.学生对运用知识研制产品有浓厚兴趣，并化。

的关键是设计。

在遇到问题时有不断探索寻找改良方向的精神。

6.1.4学习重点难点

6.1.4.1教学重点

基于《科学学科素养》中的“技术与发展观”，我将教学重点定为：

1.学生能够学生能应用《二氧化碳》一课所学知识，根据所给材料，结合全班的讨论交流结构分析进行灭火器的设计。

2.学生能将设计转化为实物，完成第一代灭火器的制作。

6.1.4.2教学难点

基于目前的六年级学生是第一次经历完整的产品研制过程。

因此，我将教学难点定为：

1、学生能将设计转化为实物，完成第一代灭火器的制作

2、学生能在第一代灭火器测试过程中发现问题找到改良新方向。

6.1.5学习评价设计

6.1.5.1评价方法

在教学中，根据学生表现实时评价。

6.1.5.2评价量规

层次一层次二层次三标准项目内容学生可以根据材材可以根据学学生可以选取适生料绘制灭火器的设计合的材料，绘制灭火器料绘制灭火器的设计图，在制作遇到问题的设计图，并且结构设并根据制作中遇到图，结构设计时，可以在同学的帮能够计符合实际需求，的问题进行自主修改，助下进行修改，使设使设计满足基本要求。

基本满足要求。

．

制作测试评估

计满足基本要求。

根据设学生能够计图顺利做出第一代灭火器。

次学生能够在几尝试下，根据设计图自主做出第一代灭火器。

学生能在他人帮助下，完成第一代灭火器的制作。

学生能在评估环节发现自身不足，找到改进方法，还可以根据其他同学的不足，给他帮他人提出改进建议，人找到改进方法。

学生能在评估环节发现自身不足，找到自己组的改良方向，并且可以发现其他组灭火器需要改进的地方。

学生能在他人的帮助下，发现自己的不足，知道如何改良。

6.1.6学习活动设计

教师活动学生活动

环节一：

确定任务讨论交流知识应用

教师活动1

学生活动1

布置任务：

之前有很多同学都想利用二氧化碳不支持燃烧的性质自己做个灭火器，今天咱们满足大家的愿望，现场以小组为单位设计制作一个灭火器。

1.提问：

要想完成这个任务。

你认为需要用到我们学过的什么知识？

灭火器里要设计哪些必的组成2.学生以小组为单位，分析灭火器应用的知部分？

识，设计出的结构要满足的条件。

用到什么材料？

请以小组为单3位讨论一下。

：

哪个小组来汇报一下组织汇报生1：

制作灭火器要用到白醋和小苏打产你们的讨论结果？

生二氧化碳，二氧化碳不支持燃烧的知识，

这是我们要使用的药品相关知识。

生2：

要有瓶身和导出二氧化碳的管道

教师点评：

你说出了灭火器的外部设计要求，内部是什么样的呢？

设计难点突破：

1.如果学生可以说出内部设计，灭火器使用前白醋和小苏打要分开，使用时要迅速混合，就引导学生分析这样的优点。

2.如果学生说不出来，就现场演示直接把白醋和小苏打倒进瓶子，让学生观察这样的灭火器可以吗？

激发学生思维矛盾，发现与现实这一难点：

从而解决药品内部设计要求，不符，

药品的分开和混合。

活动意图说明：

根据学生研制欲望布置任务，引导学生以小组为单位根据任务需要分析所需知识运用，全班讨论交流确定灭火器的基础设计结构，为后面的设计做好铺垫，同时感受设计要符合生活实际需求。

经历研制产品第一步，为完成教学目标1打下基础。

环节二：

完成第一代灭火器的设计图

教师活动2

学生活动2

学生以小组为单过渡：

分析清我们设计上要满足位完成灭火器的结构的条件，接下来请以小组为单位选择设计图。

你需要的材料，完成灭火器的设计图，

如果桌面的材料不够，可以上前面从我们的材料盒中选择的你需要的用品。

注意：

不是所有材料都必须使用。

设计开始。

学生将自己的创意进行分享，其他同学从组织交流：

大部分小组完成了结结构、零件安装、材料选择、稳定性等方面提构图的绘制，哪个小组愿意来和大家出建议或肯定他人优点。

在此过程中，如果有分享一下，你们组的创意？

学生有不一样的观点，可以引导学生在后面的

环节用实践验证。

第一次设计，大部分学生的设计看上去符合要求，但实际上却会出现药品无法混合、分离失败的情况，这时要尊重学生的认知差异，教师不要强行指导，而是要让学生在后面的环节中经历失败，从失败中引导学生根据问题进行改良。

活动意图说明：

学生自主思考，运用知识主动设计，并在设计交流中初步发现不足，不断提高。

善于倾听他人的观点，善于自己指出和表达观点，理性看待自己的方案，懂得与他人善意的交流。

经历研制产品的设计环节，完成教学目标1，突破教学重点1。

环节三：

制作第一代灭火器

教的活动3

学的活动3

现在请每个小组提出制作要求：

学生现场制作第一进行制作安装，我们的要求是：

按图代灭火器。

制作、安全制作。

如果在制作过程中

你发现了设计上的不足可以用红笔在学生在制作完成后，然后用红笔修有问题的地方画“×”下座位的小组交流活动改。

提前完成制作的小组可以下座位可以欣赏同学的设计结去观察其他小组的制作，但注意不要构、在交流中学习设计用手触碰，都完成的小组间可以相互原理，可以从小组合作，交流。

开始。

制作过程的操作等方面

进行交流在制作环节帮助学生根据实际问

题解决工具使用方法、制作顺序、小

组分工合作等问题。

活动意图说明：

强调制作要求，现场制作第一代灭火器，落实设计方案。

在遇到问题是根据实际进行修改。

经历研制产品的制作环节，完成教学目标2，突破教学重点2和教学难点1。

环节四：

测试评估找到改良新方向

教的活动4

学的活动4

学生现场灭火，测试灭火器，将测试过渡：

我们的制作结束了，现在到了结果进行记录。

测试评估的时刻，请每个小组点燃蜡烛，之后用灭火器熄灭它，注意观察现象和结果，根据灭火效果完成灭火器的评估记录单给自己组的灭火器打一个分数，同时将你发现的问题记录在我们的改良记录单上。

学生进行自己“产品”的研制过程汇哪个小组来汇报一下你们组织交流：

报，将灭火器设计进行讲解，并分析问题的测试结果？

和改进方法。

评估分析难点突破：

1.如果学生自己找不到失败的原因，就引导其他同学观察他们的实物，发现混合不成功、气体出不来，分开失败等问题。

2.如果学生不知道怎么改，就引导学生针对问题从材料选取、使用方法，制作等方面进行建议。

活动意图说明：

学生在做中学，通过对灭火器使用效果的测试，从使用中发现药品无法混合、密封性不好，分开结构不合理等实际问题，先自己找寻不足，再通过全班交流和点评找到新的改良方向。

经历产品研制的测试评估环节，完成教学目标3和4，突破教学难点2。

环节五：

课后延伸将继续改良

教的活动5

学的活动5

学生根据评估结果修改设计，完成第布置课后任务：

我们每个小组的作品二代灭火器设计图。

都有自己的优点和不足，也许有的小组这次的灭火器还存在问题，但是没关系，我们都发现了自身的设计上的不足，请根据你找到的问题，进行设计上的改良，完成第二代灭火器的设计图。

活动意图说明：

学生经历完整的灭火器研制过程，分析实际问题进行解决，进行产品优化，将产品研制的改良过程进行落实。

体验产品研制的迭代性，为后面的研制过程。

4提供新的设计图。

完成教学目标．

6.1.7.板书设计

6.1.8作业与拓展学习设计

全班12个小组，针对课堂中第一代灭火器测试评估中的问题，

进行新的灭火器设计改良，完成了12幅第二代灭火器设计图，为

灭火器的继续研制提供设计。

6.1.9特色学习资源分析、技术手段应用说明

多重材料激发思维，学以致用，研制产品

作为一节产品研制类的启蒙课，本课的主题来源于学生的问题，来源于学生的需求，在设计过程中为学生提供多种材料，有效激发学生创意，运用所学知识，将知识转化为了设计，将各种设计转化为实物，并在这个过程中经历失败，发现问题，通过组内评估、全班同业互助的方式找到解决问题的方法，找到改良的新方向，进行设计的改良，像真正的产品研制人员一样，研制出自己的第一代“产品”，体验产品研制全过程。

6.1.10教学反思与改进

6.1.10.1用欣赏的眼光，激发学生根据评估改良设计的主动性

在失败中改良的过程很容易让孩子产生烦躁想要放弃的想法，在这个过程中肯定学生的失败，鼓励学生，帮助学生在问题中找到方向，更有利于激发学生对产品研制的热爱，自主研发，有不断探索的精神，适应产品研制的迭代性。

6.1.10.2改进——简化设计

在课堂中，有的小组同学的设计太过于复杂，不利于制作安装，使用起来特别复杂，如何引导孩子简化设计，从而提高使用效率，简化使用方法，也是后面要研究的内容。

课时教学设计2第6.2．

课题

《研制灭火器——组内变革与需求调研》

6.2.1教学内容分析

本课是《研制灭火器》主题活动中的第二课时，第一课时中已完成了第一代灭火器的研制过程，并根据评估完成了第二代灭火器的设计，本课将完成改良后的组内灭火器，形成产品，并绘制宣传海报进行校内外“市场”调研，根据“消费者”需求找到改良新方向。

6.2.2学习者分析

通过第一节《研制灭火器——设计制作与组内评估》，年级中有149名学生认识到灭火器使用前白醋和小苏打应呈分开状态，163名学生认为灭火器中的白醋和小苏打要在使用时能迅速有效汇合，之后以小组为单

位绘制了各组的第一幅原理设计图并制作出了第一代灭火器，在灭火效果评估中发现问题，完成了第二代灭火器的设计图。

成功的像真正的产品研制人员一样，经历了灭火器初步研制的基本步骤。

6.2.3学习目标确定

学科核心素养课程标准教学目标

工程的关具有工程思维，18.1.学生能够将第二代设计转化为实物，键是设计，工程是知道如何明确问题，完成第二代灭火器的制作。

术分析情况，搜集相关技和运用科学2.学生能在功能评估中不断改良，完成进行设计、解决实信息，形成切实可行组内灭火器的研制，实现灭火器的组内变革。

产制和造的创意或方案，并将际问题3.学生能根据自己研制灭火器的经历，其转化为实物或对品的活动。

设计宣传海报，进行校园内外的“市场”调的程18.2工已有物品进行改进研，收集“市场”需求的改良建议。

关键是设计。

与优化。

设18.3工程核设程计的工4.学生能根据“市场”评估结果改良设利考需计要虑可创新是设心是设计，计，完成调研后的灭火器改良设计图。

约制和件条用的每一项设计的灵魂，5．学生对“市场”调研有浓厚兴趣，并因素，并不断改进计都需要不断完善。

在调研过程中充分提高自己的表达能力，从和完善中感受到调研对“产品”研制的重要意义。

．

6.2.4学习重点难点

6.2.4.1教学重点

基于《科学学科素养》中的“技术与发展观”，我将教学重点定为：

1.学生能在功能评估中不断改良，完成组内灭火器的研制，实现灭火器的组内变革。

2.学生能根据自己研制灭火器的经历，设计宣传海报，进行校园内外的“市场”调研，收集“市场”需求的改良建议。

6.2.4.2教学难点

基于学生完成了第一代灭火器的研制，但在此过程中没有考虑过产品对他人的应用，也就是市场的需求。

因此，我将教学难点定为：

1.学生能根据“市场”评估结果改良设计，完成调研后的灭火器改良设计图。

2.学生对“市场”调研有浓厚兴趣，并在调研过程中充分提高自己的表达能力，从中感受到调研对“产品”研制的重要意义。

6.2.5学习评价设计

6.2.5.1评价方法

在教学中，根据学生表现实时评价。

6.2.5.2评价量规标准项目内容宣传讲解组内产品变革海报设计建议征集调查效果

层次一

层次二

层次三

学生可以突出自己小组的创意，结合海报设计进行讲解，讲解清楚，能吸引大多数老师同学进行体验测试，得到很多建议与点评。

学生可以结合海报设计进行讲解，能吸引一讲解清楚，些老师同学进行体验测试，得到一些建议与点评。

学生可以在他人的帮助下，结合海报设计进行讲解，讲解清楚，能吸引少量老师同学进行体验测试，得到少量建议与点评

学生能够高效自主地完成组内灭火器的研发。

学生能在多次尝试下，完成组内灭火器的研发。

学生能在他人帮助下，完成组内灭火器的研发。

学生设计美观、内容突出，可以获得大多数选票。

学生设计清楚，可以得到部分选票。

学生完成海报设计，但不利于阅读，得到少量投票。

学生可以用多种方式征集建议，调查人群涉及广泛