小学科学苏教版 (2017)三年级上册专项学习 像工程师那样教学设计

这是一份小学科学苏教版 (2017)三年级上册专项学习 像工程师那样教学设计，共7页。教案主要包含了教材分析，学情分析，学习目标，重点与难点，教学准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。

本册的工程实践专项活动主题通过提出“做一块手工皂”的任务，提出“具有保养功能，少放添加剂”的任务要求，让学生明确自己要解决的问题。聚焦“选择什么原料使手工皂具有清洁作用”、“添加什么成分使手工皂具有滋养作用”、“怎样保证原料的安全性”、“怎样调配手工皂的颜色和气味”等问题，进行前期研究。在此基础上按步骤设计解决问题的方案，在完成制作的过程中强调按图纸进行，按步骤进行测试改进，最后向同学们介绍作品并演示。
本学习活动主要由前后相连的两个部分组成。第一部分，介绍工程师这一类人的相关信息，说明我们的生活离不开工程师，生活中到处都有工程师的杰作，工程师为人类创造了一个越来越美好的世界；第二部分，为了解决从超市里买到的肥皂达不到保养功能的问题，提出做一块具有保养功能的手工皂的工程任务，通过前期研究、设计方案、制作模型、测试改进，最终向同学们展示交流自己的作品，像工程师一样，经历“明确问题——前期研究——设计方案——制作模型——测试改进——展示交流”这样一个完整的工程活动过程，学做小小工程师。在这两部分中，第二部分是第一部分的延续，是主体活动。从工程实践能力培养的角度来看，本册的活动是螺旋上升的第二阶段，抓住工程活动的六个主要环节——明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流，体验工程的核心在于设计。
二、学情分析
针对三年级学生，基于学生在一、二年级初步体会到工程实践活动的过程，掌握了一些基础方法的情况，本册的活动与二年级上册的活动相比，对学生进行工程实践的能力要求又有了进一步的提升。
在明确问题环节，首先要搞清楚面对的工程任务是什么，还需要了解这个任务的具体要求是什么。明确问题之后将前期研究环节加入进来，强调了对问题的前期研究过程。将设计制作环节分为设计方案和制作模型。设计方案时，加强了几个步骤：首先要经过头脑风暴，就是小组内成员要充分、自由地发表各自的想法；根据任务中的要求，选出最好的想法；用画图的方式呈现设计方案。在制作模型环节之后加入了测试改进环节，加强了几个步骤：首先依据任务要求，共同商定一个测试方法；然后进行反复多次的测试，根据测试得到的信息，判断是否满足任务要求；对达不到要求的部分进行改进。在展示交流环节向所有同学介绍作品、进行展示，互相进行评价。在整体过程中进一步强调了迭代的工程思想。
三、学习目标
能动手动脑，选择合适的原料，制定设计方案，制作出满足需求的手工皂，经过测试改进，最终向同学展示，互相评价；
在实践中经历工程活动的六个基本环节：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流，体验像工程师那样工作；
通过设计制作手工皂和了解工程师的相关信息，进一步激发学生发明创造的愿望。
四、重点与难点
重点：设计并制作满足需求的手工皂。
难点：按照设计方案和测试改进的具体步骤完成整个工程实践的过程。
五、教学准备：
教师材料：介绍工程师的图片和视频。
学生分组材料：
原料包：皂基250g、牛奶50g、植物油1ml、食用香精10滴、起泡剂10ml、色素。
器材与工具：200ml或者250ml的烧杯、搅拌器、加热器、0. 1g电子天平、 香皂模具、塑料移液管。
六、教学过程
（一）工程师是干什么的？
1. 生活中你知道谁是工程师吗？说一说你了解的工程师都是干什么的？可以举例说明。
教师出示课件，简单介绍工程师是干什么的：工程师是设计产品、结构或系统来改善人们生活的人。
2. 生活中有哪些东西是工程师的作品？从产品、结构或系统分三个方面说一说。
教师出示图片：手机，立交桥和房屋的结构，以及电脑的软、硬件系统等。
【意图解析】引导学生从现实中发现问题，引起学生的探究兴趣，使学生主动参与到问题探究中。
（二）工程师的种类
1．你能说出有哪些种类的工程师？他们都在做什么？
教师出示课件：土木工程师设计并监督高速公路、桥梁、房屋等建筑物的施
工；航天工程师设计和开发航天飞机、国际空间站等飞行器；机械工程师设计的产品种类很多，从简单的物品到复杂的机器；电子工程师设计电视机、计算机、集成电路等电子系统和产品。有许多其他类型的工程师，例如环境工程师、园林工程师、地质工程师等。
2. 不同种类的工程师的创造发明给我们的生活带来了哪些便利？举例说明。
3．工程师可真伟大，你有没有想过成为哪个种类的工程师呢？
4．这节课我们就来当小小工程师，模仿工程师设计一个作品。
【意图解析】学习工程师的相关信息，了解不同种类的工程师在做什么。引导学生发现生活中到处都有工程师的杰作，说明我们的生活离不开工程师，工程师为人类创造了以及正在创造一个越来越美好的世界。
（三）做一块手工皂
1. 明确问题
（1）我们平时洗手的时候，为了把手洗得更干净，会用到什么？
（2）你都用过或见过哪些种类的肥皂？它们各自的特点和用途是什么？
教师出示课件，出示各种肥皂的图片，让学生说一说这些肥皂的用途、气味等。
（3）刚才我们说到了舒肤佳香皂，你知道它是由哪些成分构成的吗？来看一看它的成分表。
教师出示课件，出示图片：舒肤佳香皂成分表。（有香料、防腐剂）
（4）像舒肤佳香皂一样，超市里销售的肥皂大多含有多种添加剂，且多为香料和防腐剂。你们想不想自己选择原料，亲手制作一块手工皂呢？
（5）今天我们的工程挑战任务是做一块具有保养功能的手工皂。要求：具有保养功能，少放添加剂。
教师出示课件，引导学生明确工程任务与要求。
【意图解析】为了让学生理解工程师的工作方法，需要让学生经历一个完整的工程实践过程，重点对六个环节进行指导：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进和展示交流。首先要明确问题。教师先引导学生提出问题：你都用过或见过哪些种类的肥皂？它们各自的特点和用途是什么？然后教师创设一个真实的生活情境，引导学生明确了工程任务——超市里销售的肥皂大多含有多种添加剂，且多为香料和防腐剂，做一块更具保养功能的手工皂。要求：具有保养功能，少放添加剂。在真实情境下提出的任务会让学生更加投入。
2.前期研究
（1）手工皂要能具有清洁作用，那么我们应当选择什么原料使手工皂具有清洁作用呢？
（2）这是皂基，是将油脂与氢氧化钠(碱)、水混合反应而成。选择它作为原料，能使手工皂具有清洁作用吗？怎样研究呢？
教师出示皂基的图片，引导学生思考问题、提出初步想法。可组织学生查阅皂基的相关资料。
（3）这是实验器材，请同学们分组设计实验，观察实验现象，画出你看到的实验现象，填写实验报告。
教师出示课件：实验名称：皂基的清洁作用。实验器材：液态皂基、植物油、水、烧杯两个。实验前教师需强调实验注意事项，提醒学生注意安全。
（4）现在请同学们介绍你们的实验名称、选择的实验器材、做出的假设、实验步骤和实验结论。
（5）通过对比实验，我们发现皂基是具有清洁作用的，制作手工皂也要用到它。
（6）要做一块具有保养功能的手工皂，那么添加什么成分能使它具有滋养作用？（蜂蜜、牛奶、精油等）
教师出示课件，引导学生思考问题、提出初步想法。可组织学生查阅做手工皂的原料的相关资料，了解制作中添加什么成分使肥皂具有滋养作用。
（7）安全是最重要的，怎样保证原料的安全性？（不要选择易燃、易爆、腐蚀性的物质作为原料，少放添加剂，尽量选择可食用的原料，如食用香精等）
教师出示课件，引导学生思考问题、提出初步想法。可组织学生查阅做手工皂的原料的相关资料，了解各种原料的安全性。
（8）怎样调配手工皂的颜色和气味？怎样做成想要的大小和形状？（加入色素、天然香料或食用香精、使用模具）
教师出示课件，引导学生思考问题、提出初步想法。
【意图解析】聚焦“选择什么原料使手工皂具有清洁作用”、“添加什么成分使手工皂具有滋养作用”、“怎样保证原料的安全性”、“怎样调配手工皂的颜色和气味”等问题，进行前期研究。
3.设计方案
（1）我们可以利用以下材料和工具做一块手工皂。根据刚才的前期研究，选择其中几个材料和工具进行设计、制作。
原料包：皂基250g、牛奶50g、植物油1ml、食用香精10滴、起泡剂10ml、色素。
器材与工具：1000ml的烧杯、200ml或者250ml的烧杯、搅拌器、加热器、0. 1g电子天平、 香皂模具、塑料移液管。
教师出示这些原料、器材和工具的图片，让学生认识、选择，学习器材和工具的使用方法。（注意：每次加原料时，天平都要先清零；加不同的原料，必须换一个滴管（移液管））
（2）请小组讨论，填写设计方案。在设计中需要做到：
①设计方案时，首先要经过头脑风暴，就是小组内成员要充分、自由地发表各自的想法。（注意：方案内容包括选择的原料名称和用量、操作步骤、实验注意事项、对手工皂外形的设计等）
②根据任务中的要求，选出最好的想法。
③用表格和画图的方式呈现设计方案。（注意：填写选择的原料名称和用量，设计手工皂的大小、颜色、形状等）
【意图解析】教师引导学生认识原料、选择原料、考虑所用原料和器材工具、学习器
材和工具的使用方法，制定完整的设计方案。在整个过程中强调小组合作，提升合作学习意识。
4.制作模型
操作步骤及注意事项：
第一步：准备原料。在1000ml烧杯（大烧杯）中加入250g的皂基和50g的牛奶。
第二步：制融化液。将烧杯放在加热电磁炉上，慢慢加热至皂基超出牛奶的部分溶化时，关掉加热电源，添加精油等。然后一手扶着烧杯、一手搅拌，充分搅拌至皂基完全融化，然后拿下来，准备添加其他原料。
（注意：温度达到之后皂液很稠，勤搅拌会避免小部分融化液凝固到烧杯上。要使用搅拌器不停地轻刮烧杯壁、杯底，一定要防止烧糊。）
第三步：添加其他原料。植物油（1.0ml、用滴管加）、起泡剂（5滴管、每管约2ml）、色素（2滴）、食用香精（10滴）至制备好的融化液中，并搅拌均匀。
第四步：入模、脱模。将融化液加入准备好的模具中，放置晾干后脱模，即可使用。
（注意：①入模时若融化液中出现气泡，可用小喷洒壶承装无水酒精进行喷洒，消除气泡，还能使造型后的皂体附着在模具上，不会变形、滑脱。②入模前可用植物油将模具抹涂抹均匀，目的是防止粘黏，利于脱模。③手工皂凝固需要一定的时间，冬天可放在窗外，夏天可放在空调下加速冷却。）
【意图解析】 教师引导学生按照设计方案制作手工皂，在整个过程中强调小组合作，提升合作学习意识。
5.测试改进
（1）首先依据任务要求，共同商定一个测试方法。（观察手工皂的大小、形状、颜色、气味是否和设计方案一致；使用手工皂洗手，测试它的清洁作用和滋养作用是否能够满足工程任务最初的要求。）
（2）然后进行反复多次的测试，根据测试得到的信息，判断是否满足任务要求。
（3）对达不到要求的部分进行改进。
【意图解析】先制定测试方法，再进行反复多次的测试，对达不到要求的部分进行改进，进一步提升学生迭代的工程思想。
6.展示交流
现在请各小组依次展示自己的作品。在展示中需要：
① 展示设计图或作品。
② 向别人介绍并演示自己的作品。
③ 对自己和别人的作品提出改进意见。（我们按什么标准来评价别人的作品？手工皂的外形、清洁作用、滋养作用等）
【意图解析】向全班同学演示产品并互相进行评价。“做一块手工皂”仅是专项学习的内容载体，重要的是让学生经历工程技术的全过程，对一些具体问题进行指导。切勿操之过急，影响活动的开放性。
（四）总结全课
1．我们学着像工程师那样工作，经历了哪六个过程？每个过程中有哪些步骤？
2．这次设计、制作手工皂，你有什么感受？
3. 在学生活动手册上针对此次专项活动进行自评。
【意图解析】 教师引导学生总结全课，巩固所学知识，回顾与梳理整节课的工程实践过程，加深学生对工程实践过程的认识。在学生活动手册上针对此次专项活动进行自评，了解自己在整个工程实践活动过程中在哪些环节和细节上还需注意，今后努力做到更好。
七、板书设计
像工程师那样——做一块手工皂（课题）
明确问题（确定工程任务、任务要求）
前期研究
设计方案（认识选择原料、学习工具的使用、头脑风暴、选择想法、呈现方案）
制作模型
测试改进（选定测试方法、反复测试、进行改进）
展示交流