文献题目

工程活动中促进小学生思维深度发展的教学实践—以“船的漂浮”为例

研究时间

2024.3

研究教师

薛昌明

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）》注重技术与工程领域的内容，突出让学生设计并完成制作，完整体验一个工程实践活动的要求。以“船的漂浮”一课为例，借助创设情境、信息化技术手段、优化工程材料等方式，将工程活动中的工程问题引入、工程设计和工程实践这几个环节，与学生思维发展过程进行有效对接，旨在促进学生思维深度发展。

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中，教师需要抓住工程活动各环节，借助有效的方法、手段，不断提供点点滴滴的思维启迪，铺设好思维发展的路线，提升学生工程思维的品质。但是工程思维的发展并不是一蹴而就的，怎样做到可持续是至关重要的问题。因此在将来我会更多致力于各个年级的工程活动或项目的整体化和进阶性设计探索，让学生的工程思维发展得到可持续的提升。

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

《增加船的载重量》教学设计

【教学目标】

1.船的载重量与船只体积大小有关，相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量就越大。

2.学生根据真实船舶的需求进行工程设计制作，解决载重量、持续动力等技术问题。乐于对铝箔船载重实验进行探究。

3.根据计算和测试结果，不断改进船的形状和结构，提高船的载重量和稳定。

【教学重难点】

重点：通过实验发现船的载重量不仅与船的材料、结构、货物放置的位置等多种因素相关，还和船的体积大小相关。当材料相同时，船型体积越大，载重量越大。

难点：根据计算和测试结果，解决实际问题，增加船的载重量。

【教学准备】

教师材料：PPT

学生材料：铝箔纸、垫圈、弹珠、剪刀、胶带、刻度尺

【教学过程设计】

一、聚焦揭示课题

1.谈话：上节课，我们尝试了把铝箔纸做成小船漂浮在水面上，怎样才能让一艘铝箔船的载重量更大呢？我们一起来研究一下。（提出问题）

2.活动：讨论怎样才能增加船的载重量？（聚焦主题）

二、探索设计制造

1.制作铝箔船。

①提问:（出示3张铝箔纸）如何用这3张边长12厘米的正方形铝箔纸做出3艘大小不同的铝箔船？（系统设计）

②交流：需要准确地计算和测量铝箔船的相关数据，如底面积、高度、体积、载重量等，并指导学生制作铝箔船。（统筹资源）

③活动：学生制作铝箔船，教师巡视指导。（探究实践）

④介绍：出示体积计算公式:体积=底面积*高，指导学生计算3艘铝箔船的体积。

2、测试铝箔船的载重量

①提问：用金属垫圈模拟货物，来测试船的载重量。垫圈如何放置？(预设:放垫圈时，动作要轻，且垫圈要均匀放置，防止船倾覆。）

②提问：如何确定铝箔船的最大载重量？(预设:向铝箔船内逐个放金属垫圈，直到铝箔船沉入水中，放入的金属垫圈数，不包括最后使船沉没的一个)，承载的数量即为铝箔船的最大载重量。

③活动:指导学生分组测试，并将结果汇总到实验记录表。

3、小结：船的载重量与船只体积大小有关，使用相同重量和相同大小的材料，制作的船型体积越大，船的载重量越大。

三、拓展迭代更新

1.小组讨论：通过刚才的学习，你能用这张铝箔纸设计出承载量最大的结构吗？（反思诊断）

2.难度升级：如果用弹珠作为重物测试载重量时，要怎样才能保证船只平衡呢？（迭代更新）

3.总结全课：这节课，你学到了什么？

【板书设计】

增加船的载重量

                                                   材料相同

设计铝箔船   →  制作铝箔船

                                          ↓ 船型体积越大，载重量越大

 迭代更新制作  ←   如何增大载重量

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）

如何防止工程教育课程沦为简单的劳动技能教学，这是我近期深入思考的问题。我认为，关键在于我们如何让工程教育课程充满“科学味”，在其中巧妙地融入科学原理和知识。

首先，我们需要从课程设计上下功夫。课程内容应涵盖基础的科学原理，使学生能够理解工程背后的科学逻辑。例如在动力小车这课时，我们可以引入物理学中的简单的力学原理，解释力量如何传递；在制作小杆秤这课里，讲解杠杆的原理更利于学生制作。

其次，如果在教学中把工程设计方案直接提供给学生，让学生照着现成的设计图和方法步骤依样画葫芦，直接进入制作环节，这只能是一个制作活动，而不是工程活动。工程活动就是要引导学生亲自思考设计，让他们自己设计出作品图稿，拿出制作方案，这样他们才有机会开展工程思考，思维才能得到有效发展。

此外，要让学生根据自己的设计图充分表达设计意图，在不同的想法中激发出思维碰撞的火花。可以借助信息技术手段实现学生设计思维的可视化，在交流中得出最优方案，而不是简单完成制造。

最后，多引导学生体会工程设计与实践过程的反复性，鼓励学生不断尝试，在失败中提取有价值的经验，引导学生进行更深入的思考，发展创新思维，从而完成思维的进阶。