文献题目

基于工程思维强化学生工程实践活动

研究时间

2024.3

研究教师

顾新芬

文献来源

《“工程思维视域下小学科学学科实践的全域推进研究”文献汇编》

内容摘要：

 小学科学《义务教育科学课程标准（2022年版）》特别注重对学生工程思维的渗透和训练工程思维的培养，指出这对我国的技术与工程教学有着十分重要的意义和价值。本文从倡导工程思维的意义是在运用工程思维解决问题时，能将理论知识和现实世界联系在一起，促进知识的内化，并最终发展成能够解决生活、学习、工作中各类问题的高阶思维的一种能力；另外从小学技术与工程实践活动的内容深入浅出的阐述了各学段开展工程教育的流程及方法。

读后感悟（对典型课教学或本课题研究的启发）：

工程思维视域下的小学科学学科实践是基于培养学生的工程性思维培养所开展的行动研究，并将实践结果对模型进行了完善，能为以后培养小学生工程思维的教学设计提供一定的参考。

具体方案如下：

       工程思维视域下小学科学学科实践的内容开发与设计研究（不动）

部分教学环节中过程标注（提出问题——聚焦主题——系统设计——统筹资源——探究实践——反思诊断——探究实践/更新迭代）本句勿删

《LED发光手环》教学设计

【教学目标】

1、阅读有关工程师素质的资料，指导不同类型的工程师具体有一些共同的素质。

2、解工程师工作的一般过程，重点学习前期研究、制作模型和展示交流三个环节。

3、模仿工程师，设计并制作一个LED发光手环。

【教学重难点】

重点：设计并制作一个LED发光手环

难点：能设计出让LED发光的手环设计图

【教学准备】

教师材料：PPT

学生材料：彩色纸带2条、铜箔导、导线、LED灯、纽扣电池一枚，对应电池座一个，小磁铁2个、剪刀

【教学过程设计】

一、关注现象  聚焦问题

1、观看夜跑者夜跑的视频

师：4月14号江阴将举行马拉松比赛，为了备赛，白天没有时间就选择晚上跑，请同学们观看视频，在这样的环境下夜跑，你们有什么建议给到这些夜跑者。

2、学生交流：佩戴能发光的物体

3、提出任务：制作一个发光手环送给这些夜跑者（提出问题）

二、科学探究  制定方案

活动一：了解科学原理

师：要制作发光手环，需要用到哪些材料？

生：导线、小灯泡、电池

师：在什么情况下手环才会发光？

生：形成闭合回路

小结：非常好，而且我们知道在连接的过程中，电源的正极与小灯泡的锡点、金属壳相连，小灯泡都能发光。实际在电路中很多电子元件它有正负极之分，在连接的过程中必须做到电源的正极与电子元件的正极相连，负极与电源的负极相连，如果反向连接，电子元件不亮严重的会烧毁电子元件。

活动二、阅读材料

师：如果用小灯泡和干电池来做手环，你们觉得行不行？

生：不行，太大了

师：今天老师就给大家推荐LED灯和纽扣电池，在使用新产品之前，我们要查阅资料了解它的结构及使用方法。下面请大家拿出阅读材料，快速浏览，圈出你认为需要注意的地方。

活动三：设计手环图

师：除了这两样材料外，还需要哪些材料？

1、讨论需要的材料：导线、制作手环的载体纸带，设计的时候要把它设想成圆环、铜箔纸（铜箔纸的特点可以直接粘贴，方便制作，缺点是不能多折，折了会影响导电性能）。

2、讨论制作要求：发光、安全、舒适、美观等等。

3、完成设计图稿：在制作之前我们先要进行设计，请每一组的组长拿出手环的载体纸带，每三个同学为一组，在白色纸带上进行设计，考虑好各材料在纸带上的位置，标出LED、电源的正负、参照简单电路的画法，重点思考1、各支电路的连接2、纸带是一个断开式的状态，如何做到电路的闭合。（聚焦主题、系统设计）

4、交流设计图（各小组补充）

三、制作模型 测试改进

制作要求：

1、在纸带合适位置，将LED灯的2个引线架轻轻掰开紧贴在纸带上，标上“ + ”极和 “ ▬ ” 极；

2、LED灯的正极与装有纽扣电池的电池座的正极相连接，用铜箔纸粘住；

3、LED灯的负极与导线相连接，与纸带的末端齐平，用铜箔纸粘住；

4、纽扣电池的电池座负极连接与导线连接，且导线必须要连接到纸带的反面，用铜箔纸粘住；

领取材料根据改进的设计图制作模型，注意不要戴在手上直接进行测试，成功的小组思考如何利用老师提供的磁铁让手环佩戴更方便。（统筹资源、探究实践）

四、课堂总结

今天我们像工程师那样，从解决生活中的问题出发，应用我们所学的知识，通过查找资料获取我们需要的信息，在制模的过程中不断地测试和改进，制作出性能稳定的LED发光手环，接下来需要同学们继续查找资料，找出更优的产品，对发光手环进行迭代升级。（反思诊断、迭代更新）

【板书设计】

LED发光手环

聚焦问题   设计制作

发光       闭合电路

方便       磁铁磁性                                               

实践思考（教学实践后对典型课教学或本课题研究的启发）：（100-300字）

在教学中以LED发光手环作为教学内容进行了教学设计的开发，本项目以“制作磁性发光手环”这一核心驱动问题展开活动，以“三个阶段”的形式完成核心项目成果。第一阶段，学生通过资料查阅、分析讨论、方案设计和动手实践探究并完成圆环发光手环的制作；第二阶段，学生通过资料收集和整理，结合第一阶段完成的成果，分析讨论、方案设计和动手实践探究并完成纸带发光手环模型的制作；第三阶段，结合第二阶段完成的制作，进行磁性发光手环模型展示方式的设计、探究和制作，并形成最终的核心项目成果。

本项目从工程核心驱动问题出发，结合学科知识、概念与原理的学习和巩固，通过资料的收集和整理、问题的分析与讨论、方案的设计与完善、制作的探究和实践、成果的分享和交流，通过合作协同、深度探究，解决复杂的现实问题，有助于学生的问题解决能力、创造性、合作与交往、申辩思维、设计思维等素养的培育。