像工程師那樣做一個風向標

蔣紅燕

一、學情分析

《像工程師那樣……》是蘇教版小學科學二年級上冊最后一課專項學習的內容，是以做一個風向標為載體進行的教學活動。當今世界，科學發現與技術創新不斷涌現，科學技術推動了生產力的發展。讓學生了解工程師的工作流程，學習像工程師那樣工作，已經成了部分科學課的大勢所趨。

《義務教育科學課程標準》（下稱“課程標準”）指出，小學科學課程是一門實踐性的課程，強調從學生身邊熟悉的事物入手，親歷動手動腦等實踐活動，了解科學探究的基本流程、方法和技能，發現和提出生活中的簡單科學問題，并指導實踐，解決實際問題。在科學知識方面，二年級的學生要能利用身邊可制作加工的材料和簡單工具動手完成簡單的任務。課程標準中寫出了工程設計的基本步驟——明確問題、前期探索、確定方案、制作模型、評價改進、展示分享。并且以此為線索，貫穿在每冊書最后一課的專項學習中，每個專項學習都為學生提供了工程實踐的機會。本課《像工程師那樣……》就以做一個風向標為主線展開教學，引導學生解決工程的關鍵技術，讓風向標自如靈活地轉動，并能指示方向。

本課教學面對的是二年級學生，他們通過一年級兩個學期的學習和二年級這一學期的學習，已經初步具有觀察能力和動手能力。從前面的《今天天氣怎么樣》一課引申出箭頭指向風來的方向，要讓它固定，必須像國旗一樣有支架，有底座，學生在頭腦中已經初步形成了風向標的大致模樣和功能。因此，這節課中需要做的就是怎么把各部件連接起來，即解決工程的技術問題，怎樣讓箭頭靈活自如地轉動，并指向風來的方向。以OBE成果導向的基本理念引發學生深度思考，并落實到實踐中，在設計中不斷修改調試，一步步趨向成功。

二、OBE教學設計目標

能動手動腦，選擇合適的材料，設計出滿足需求的風向標，并向同伴展示。

繼續在實踐中經歷工程活動的三個基本環節：明確問題、設計制作和展示分享，像工程師那樣工作。

通過閱讀愛迪生的故事和設計制作風向標，進一步激發發明創造的愿望。

在活動中培養學生動手能力、小組合作能力和合作研究的習慣，體驗學科學、用科學的樂趣。

三、教學重難點

教學重點：設計并制作風向標。

教學難點：找到并解決制作風向標時遇到的問題并進行改進。

四、主要材料清單（規格、數量、成本）

教師材料：PPT，設置風向標測試臺1臺、便攜風扇1臺、大箭頭1個。

學生材料：吸管12根、卡紙12張、大頭針12根、有孔水筆12根、橡皮泥1包、剪刀12把。

五、教學時間

1課時。

六、教學過程

（一）閱讀故事，感受精神

出示愛迪生圖片，提問：他是誰？誰向我們介紹一下？（出示：書上文字，指名讀）

他可真了不起。這些產品他是怎么發明出來的？是一下子就想到并做出來的嗎？

我們通過視頻來了解一下愛迪生發明燈泡的過程。（播放視頻）

愛迪生在發明改進電燈時經歷了怎樣的過程？

板書：提出問題—設計制作—展示交流

像愛迪生這樣的人，我們可以稱之為“工程師”。工程師是設計、發明、制造產品的人。

你們有沒有像工程師那樣發明創造的經歷呢？

想再經歷一次嗎？這節課讓我們像工程師一樣設計一個作品吧！（板書課題）

【意圖解析】

閱讀愛迪生的故事，觀看愛迪生研究燈泡的過程，感受工程師需要不斷測試和改進，體會工程師堅持不懈、鍥而不舍的科學精神。

（二）OBE目標之一：提出問題，明確任務是做一個風向標

回想一下，媽媽帶你放風箏時，看不見風，你是用什么辦法知道風向的？還有呢？

你們的方法古人也用過。（出示：相風飄帛）

出示大箭頭，提問：如果現在是南風，你怎么用箭頭表示？東風西風北風呢？（學生隨之調整箭頭方向）

也就是說，箭頭指向風來的方向。

你們很有辦法，但是前面系繩子飄樹葉呢，指向不明確又太麻煩，用箭頭，風向明確了，但是舉著又累又不穩定。我們能不能想個辦法把箭頭固定下來？怎么固定？（支架，底座）

箭頭、支架、底座就組成了一個測風向的裝置，這個裝置就叫風向標。（板書：風向標）

【意圖解析】

導入部分從開篇第一課《今天天氣怎么樣》拓展而來。給學生創設一個熟悉的放風箏場景，讓學生回憶生活中測風向的方法以及箭頭指向風來的方向。這里復習前概念，為本課明確OBE目標，強調根據實際需求確定產品奠定基礎。

（三）OBE目標之二：設計圖紙，選擇材料做一個風向標

你能畫一個自己心中的風向標嗎？請把作業本翻到13頁，畫出你設計的風向標。（學生活動：畫出你設計的風向標）

展示圖紙，學生評價。

小組討論，交流選材。

老師給大家準備了一些材料，你準備用它來做風向標的哪個部位？為什么？?（出示材料：卡紙、吸管、有孔水筆、橡皮泥）

能否轉動？（出示：不能轉動的風向標）怎么解決？（出示：風車、大頭針）

請你們根據討論的情況對自己的圖紙進行再修改，不能錯過任何材料和細節。

交流自己的圖紙做了哪些修改。（加入連接部件）

【意圖解析】

在設計中增加了考慮選擇材料的環節，從每個部件必須具備什么特點到從有限的材料中選擇有用的，遵循了工程教育以學生為中心的基本理念，鍛煉了學生的思維能力。設計圖紙環節是讓學生體驗工程師的工作還有一個建模的過程，強調必須先設計圖紙再進行制作。討論選擇材料這個環節時，順便解決技術中的難點：如何自如旋轉。在大家討論交流過程中養成學生愿意傾聽、愿意分享他人信息的習慣。BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA

（四）OBE目標之三：制作調試，展示交流做的風向標

小工程師，還有問題嗎？一定要對著圖紙制作你的風向標。

領材料，開工。

全班交流，對自己和別人的作品提出改進意見。

我們按什么標準來評價別人的作品？（風向標轉動是否靈活、箭頭是否能準確指示風來的方向。）

怎樣證明你的風向標有用？（風向標放在風口，要等一會兒才能看到效果，耐心等待，箭頭指向風來的方向說明成功了。）

學生測試：幾組代表輪流上一個測試臺。

為什么指向相反的方向？哪兒出問題了？觀察風向標。（出示：真正的風向標）

你對自己做的風向標有新的想法了嗎？圖紙準備怎么改？

請大家修改設計圖后，再改進作品。（多個測試臺）

再次展示交流產品。

原來你是怎樣設計的？后來怎么改進的？最后成功了嗎？

小結：制造一件產品真不容易啊！回想一下，我們都經歷了哪些過程？

【意圖解析】

讓學生經歷一個完整的工程技術過程，重點對風向標持續調試改進，展示交流做指導，尤其要讓學生一定得根據圖紙制作產品。當學生解決風向標的自如旋轉問題以為大功告成時，卻發現另一個問題。采用系統分析法，把自己的設計與生活中專業的風向標進行對比，除了發現各部分的重要性，還發現了風向標指向風來方向的秘密，最終制作成功。一波三折，學生的成就感不言而喻。

（五）拓展思路，完善作品

你對自己的產品還有其他要求嗎？?放哪兒比較合適？

請你們繼續修改設計、研究。

小組展示多功能風向標。

欣賞屋頂上的風景。

（六）總結

我們學著像工程師那樣制作產品，經歷了哪三個過程？（明確問題、設計制作、展示交流）

希望課后你們也能處處留心，像工程師那樣解決生活中的問題。

【意圖解析】

通過OBE目標導向，以學生為中心，持續改進，經歷一個完整的工程技術過程，也要讓他們能用自己的話歸納總結工程師的工作流程。重點是這三個主要環節：明確問題、設計制作、展示交流。學生樂于表達、講述自己的觀點，認識到自己可以像工程師一樣，利用科學技術改造自然，讓生活環境得到改善。

七、板書設計

像工程師那樣???????????做一個風向標

明確問題????????????????箭頭

設計制作????????????????支架

展示交流????????????????底座

八、專家點評

本課是全冊最后一課的專項學習內容。老師在第一課時，讓學生通過了解愛迪生改良燈絲的過程，感受到產品的制造要經過不斷設計、改進、調試的過程。最后愛迪生向世界展示作品，又讓學生認識到產品只有與大家分享交流才能更新迭代。第二課時以做一個風向標為媒介，讓學生體會像工程師那樣，經歷前期探索、設計圖紙初具模型、交流改進不斷調試、展示分享這樣一個完整的工程活動過程。讓學生在有限的材料中進行選擇，發現問題。每一次的改進都要先進行交流，產生思維碰撞，先改圖紙再改設計，讓學生有形成方案落實在紙上再動手的意識。學生的活動從做一個風向標開始，到解決工程的核心技術問題，即箭頭和支架之間的連接是否可以靈活轉動，最后發現，只有箭頭小箭尾大，才會讓風向標在風來臨的時候指向風來的方向。這個過程是學生的思維不斷深化升級的過程，他們體會到“做”的成功和樂趣，并把這個興趣和理念延伸到課后。

【本文系中國教育學會教育科研課題“基于名師工作室的小學科學OBE項目學習研究”研究案例，批準號：FZ002601】BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA