2021新教科版六年级下册《科学》1.2《认识工程》教学设计.docx

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1、1 2.认识工程教学设计 【教材简析】 认识工程是六年级下册小小工程师单元的第 2 课。教科书从学生对 第 1 课房屋建造工程的回顾入手,引出本课对其他工程的学习和认识。本课主要 包含三个活动:第一个活动是让学生通过搜集、分析资料的方式了解港珠澳大桥 的建设目的、意义,实际建设中受到的限制、挑战,以及工程师攻克难关的过程 和勇于创新的精神。第二个活动是在了解房屋和港珠澳大桥的建设过程后,让学 生采用归纳的方法对工程建设过程的相似步骤进行梳理。 第三个活动是通过分析 每一项工程的建设过程,让学生了解工程与科技进步的关系。 【学生分析】 经过第 1 课的学习后,学生对工程有了较高的学习兴趣,并且能

2、够在小组活 动中表现出一定的表达、 倾听、 沟通和调整的能力。 学生对于港珠澳大桥的认识, 大多来源于新闻报道。因此,搜集资料、处理信息是本课的主要学习方式。在搜 集文献资料时,学生应重点关注港珠澳大桥、“中国天眼”、高铁、鸟巢、空间 实验室等宏大工程的规划、建设历程及其过程性资料。本课有助于培养学生搜集 和分析处理信息的能力。 【教学目标】 科学概念目标科学概念目标 1.许多发明创造来源于对生活的观察,可以在自然界找到原型。 2.工程建设需要运用相关科学知识以及技术的支撑来完成。 3.工程需要在一定的限制条件下完成任务,要经历类似的建设过程。 科学探究目标科学探究目标 1.能通过阅读资料知道

3、工程建设需要面临的限制条件有哪些, 又是怎样解决 难题的。 2.能根据工程案例归纳出工程建设过程的相似步骤。 3.能了解工程建设所需的科学技术支持,分析工程与科学技术的关系。 科学态度目标科学态度目标 1.认识到工程建设的艰难,从而产生对建设者的敬仰之情。 2 2.进一步唤起学习工程的兴趣,激发做一名小小工程师的愿望。 科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标 1.进一步认识到科学技术与工程的相互关系。 2.进一步认识到科学技术对社会发展的重要作用, 人类的好奇心及社会的需 求对科学技术发展的积极促进作用。 【教学重难点】 重点:根据港珠澳大桥工程案例,了解工程建设的艰巨与复杂,归

4、纳工程建 设过程的相似步骤。 难点:根据四大工程案例分析工程与技术的关系。 【教学准备】 为学生准备:港珠澳大桥相关资料、学生活动手册。 教师准备:港珠澳大桥文字与视频等资料,鸟巢、“中国天眼”、高铁、空 间实验室的照片、技术简图等资料,班级记录表、教学课件。 【教学过程】 一、聚焦一、聚焦 (一)教师出示上节课的班级记录表,引领学生回顾前知(一)教师出示上节课的班级记录表,引领学生回顾前知 谈话:我们先观察上节课的班级记录表,你们能回忆起上节课的知识吗?住 房有哪些主要的结构与系统?建造住房具体的实施过程分哪些步骤? 预设学生回答:住房有很多复杂的结构与系统,包括承重结构、供电系统、 上下水

5、系统等。实施过程主要包括规划、设计、施工等步骤。 (二)聚焦本课话题(二)聚焦本课话题 谈话:我们一起看教科书第 4 页的图片。我们已经了解了住房和它的建造过 程,港珠澳大桥工程的建设过程又是怎样的?它们在建设过程中有什么共同特 点?我们带着问题开始学习吧。 设计意图设计意图: 引导学生将学习视角从住宅工程聚焦到港珠澳大桥工程。 比较住 房工程与港珠澳大桥工程,感受小型工程与大型工程的区别,进一步提升学生的 学习兴趣。 二、探索二、探索 (一)阅读或观看港珠澳大桥的相关资料,试着整理和归纳下面的问题(一)阅读或观看港珠澳大桥的相关资料,试着整理和归纳下面的问题 3 1.利用教科书图片引入。 谈

6、话:我们一起通过教科书第 5 页的图片来感受港珠澳大桥的宏伟。 2.学生阅读资料。 学生阅读教科书第 6 页的文字资料,思考以下四个问题。 (1)为什么要建造港珠澳大桥? (2)大桥的建造面临了哪些限制和挑战? (3)这些问题都是怎样解决的? (4)大桥的建造经历了哪些主要过程? 3.教师指导学生逐一研究,解释每个问题的指向。 问题一:为什么要建造港珠澳大桥? 谈话:第一个问题指向建造港珠澳大桥的目的和意义,主要从政治、经济、 文化、交通现状等资料中筛选。 问题二:大桥的建造面临了哪些限制和挑战? 谈话:第二个问题指向大桥的建造面临的限制和挑战,可以从周边地理环境 特点、 建设施工标准等方面进

7、行总结; 也可以根据文中提供的线索, 寻找建设桥、 岛、隧一体大桥的原因。 问题三:这些问题都是怎样解决的? 谈话:第三个问题指向解决办法和克服困难的过程,大桥的建造需要巧妙的 设计规划和先进的技术做支持。 问题四:大桥的建造经历了哪些主要过程? 谈话:第四个问题指向建造大桥的主要过程,需要从不同的资料中提炼,包 括规划准备阶段和建设阶段的重要时间节点。 4.小组进行资料整理、分析。 学生按照上一环节获得的提示,处理文献资料。小组内学生补充各自课前搜 集到的各种信息。组内交流分享,共同完善本组答案。 5.全班共同研讨交流。 问题一:为什么要建造港珠澳大桥? 教师引导: 大家通过观看珠三角两岸城

8、市群地图、 土地面积占比与 GDP 占比、 大湾区经济圈概念等资料文献,能说说为什么要建造港珠澳大桥吗? 4 预设学生回答:在经济、政治、文化方面有不同意义。 问题二、三:大桥的建造曾面临哪些限制和挑战?这些问题都是怎样解决 的? 学生活动:搜集信息,以“限制和挑战”“解决办法”两项内容对应排列。 限制和挑战解决办法 大桥要经过通向香港的唯一航道, 桥面高 度必须要超过 80 米,桥塔高度超过 200 米, 而香港机场不允许有超过 88 米的建筑物出现 在这片水域上修建六七千米 长的海底隧道和 22.9 千米长的 跨海大桥 桥梁和隧道需要用岛屿连接, 但这片海域 上没有任何可用的岛屿 修建人工

9、岛 建岛的海床上有 15 到 20 米深的淤泥, 机 械会滑出, 移走淤泥又会对海洋造成毁灭性污 染 用圆钢筒围岛 问题四:大桥的建造经历了哪些主要过程? 提问:我这有新闻报道,大家能从中筛选出建设施工中的重要节点吗? 学生交流汇总: 2009 年 12 月 15 日,港珠澳大桥正式开工建设。2015 年 2 月 23 日,青州航 道桥 56 号墩索塔“中国结”结形撑首个节段(J3 节段)吊装成功。 2015 年 8 月 23 日,江海直达船航道桥首个“海豚”塔成功吊装。 2015 年 9 月 6 日,主体工程 220 座墩台全线完工。 2016 年 6 月 29 日,港珠澳大桥主体桥梁合龙。

10、 2016 年 9 月 27 日,港珠澳大桥主体桥梁全线贯通。 2017 年 7 月 7 日,港珠澳大桥海底隧道正式贯通。 2018 年 2 月,港珠澳大桥主体工程通过交工验收,具备通车试运营条件。 6.教师总结。 谈话:大家回顾整理出的资料,再次感受大桥建造过程的困难与复杂。 小结:从前期准备到建设完成的十余年间,港珠澳大桥在建造过程中遇到的 困难还有很多。工程团队不断突破技术难关,才解决了这些难题。完成这类宏大 的工程,依赖的核心是技术。 5 设计意图设计意图: 本环节需要学生与教师共同从搜集的资料中整理、 分析出四个问 题的答案。通过学生明确信息寻找方向、拓展多种资料、整理处理信息、分析

11、得 出结论这一活动过程,培养学生搜集、处理、分析文献资料并从中获取信息的科 学探究能力,加强对工程复杂性、科学性、系统性的理解。 (二)梳理工程建设过程的相似步骤(二)梳理工程建设过程的相似步骤 1.教师引导:通过上一环节中的时间线,我们梳理了港珠澳大桥建造的主要 过程。 对比上节课房屋建造的过程, 我们来归纳一下工程建设过程要经历的步骤。 2.小组讨论交流:通过建造房屋工程与港珠澳大桥工程的对比,总结出两个 工程的相同点,即都需要规划设计和施工建造两大过程。 3.教师点拨:通过港珠澳大桥工程案例中的时间点,计算整个工程所用的时 间和从开工到竣工所用的时间,然后对所用的时间进行比较分析。 预设

12、学生发现:施工阶段在整个工程中所占时间并不是最多的,占用时间最 多的是前期的规划和设计阶段, 如分析工程中的限制和挑战以及研究相应的解决 办法。 4.归纳工程建设过程的相似步骤。 (1)明确一个要解决的问题。 房屋:解决住房问题,保证住宅安全、适用、卫生、经济。 港珠澳大桥:建造一座跨海大桥,连通珠三角地区东西部,缩短行程,为政 治、经济、文化的传递提供一个纽带。 (2)在限制条件下进行设计。 限制条件包括时间、费用、可用材料、环境、抵抗自然界的破坏能力等。 (3)制作一个模型,测试这个模型,评估并改进。 制作房屋模型,对楼体高度、结构形式进行测试,确保建筑物的坚固性和安 全性,从各个方面验证

13、建筑物的应力。 谈话:以评估港珠澳大桥的四个可选方案为例,取舍原因如下。斜线方案会 导致大桥阻水率过高,造成大桥周围沉积沙土,伶仃洋可能变为伶仃河;西侧垂 直线方案会割裂珠海市空间或破坏珠海沿海景观; 东侧垂直线方案在港珠澳大桥 东人工岛的基础上,修一条垂直连接线通往深圳蛇口,将挡住航道。因此舍弃了 三种双 Y 模式设计,最终确定采用 Y 型线路,分别连接香港、珠海和澳门三地。 6 设计意图设计意图:通过房屋与港珠澳大桥的对比,引导学生思考,设计完成后并不 能直接施工,而是要按照设计制作模型,再对模型进行测试、评估和改进,循环 往复,直到设计达到各种限制条件的要求,趋于完美,万无一失。 (4)

14、实施建设。 在实施建设过程中,要严格按照设计来施工,不可随意更改。如果遇到设计 中未出现的情况,要重新进行规划设计,确定可行性后再进行施工。 5.学生完成活动手册记录。 学生跟随教师一起完成活动手册记录。 教师重点提示:要加强对设计在工程环节中的重要性的认识。 设计意图设计意图: 教科书呈现了一个工程建设过程的简要步骤示意图, 意图有两点: 一是给学生提供一个归纳总结的参考;二是重点强化设计的往复过程,通过大桥 的多个设计方案的取舍和改进实例, 引起学生对设计在工程环节中的重要性的认 识,指向工程的关键是设计这一核心概念。 (三)了解这些宏大工程与科技进步的关系(三)了解这些宏大工程与科技进步

15、的关系 1.提问:回顾房屋和港珠澳大桥的建造过程,你知道工程中可能用到哪些技 术吗? 预设学生回答:运输、制造、冶炼、力学、建筑、电子、燃料、机械、通信 等技术。 2.观察教科书中“天眼”、高铁、“鸟 巢”体育场和“天宫”空间站四大 工程的图片,结合课前搜集的资料,分析这些工程分别采用了哪些技术。 3.小组研讨。 师生共同总结:每一项宏大的工程都采用了大量上述技术,证明了工程离不 开技术的支持。 4.教师进一步举例,列举工程推动技术发展的例子。 例如,建造鸟巢所需钢材要求轻便且荷载能力大,国内钢铁厂便专门研制了 Q460E-Z35 钢材。又如,港珠澳大桥桥梁焊接的技术标准高,中铁山桥集团便研

16、发了世界上规模最大、精度最高的机器人焊接系统。 5.提问:工程与技术有什么关系? 学生开展自由讨论。 7 小结:工程利用了大量技术成果,建设工程的过程中遇到的难题也推动了技 术的发展。 6.总结:通过分析每一项工程的建设过程,我们都可以感受到科学技术在其 中发挥的重要作用。每一项工程都包含了大量的科学原理,应用了大量的科学技 术,没有科学技术的支撑,就不可能完成如此浩大的工程。与此同时,工程实施 过程中面临的各项困难和技术难关也是对科学技术提出的更高要求, 推动着科学 技术不断发展。可以说,科学技术进步支持工程的实施,工程也推动着科学技术 不断发展。 设计意图设计意图: 小组分析讨论的结果并不

17、需要真正选择出所有需要的技术, 而是 通过这种形式使学生主动感受到工程采用了大量技术, 深化学生对工程与技术关 系的认知。 三、研讨三、研讨 (一)通过两节课的学习,我们对工程有了哪些认识?这些认识的依据是(一)通过两节课的学习,我们对工程有了哪些认识?这些认识的依据是 什么?什么? 学生围绕这个问题开展交流讨论。教师引导学生理解以下两个方面的内容。 1.工程是一项复杂、整体、协调的工作。 2.设计与施工同等重要,甚至设计更为重要。 (二)完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段?(二)完成一项工程要经历哪些重要的工作阶段? 1.学生开展自由讨论。 教师引导学生利用活动手册梳理工程步骤并进行总结。

18、 2.师生交流总结:完成一项工程要经历重要的工作阶段,包括明确一个要解 决的问题; 在限制条件下进行设计; 制作一个模型; 测试这个模型, 评估并改进; 再重新设计建立模型,再测试,再改进完善。循环往复,直到设计达到各种限制 条件的要求,才开始实施建设。 (三)工程与技术的关系是怎样的?(三)工程与技术的关系是怎样的? 1.学生交流讨论。 2.小结:工程项目包含大量的科学原理,利用大量的科学发现,不断推动技 术的发展。技术与工程是相互促进、相辅相成的关系。 (四)假如让我们做一名小小的工程师,我们都要完成哪些工作呢?(四)假如让我们做一名小小的工程师,我们都要完成哪些工作呢? 1.教师引导学生积极讨论,自由交流。 8 2.学生汇报:发现建造工程的每个阶段都很重要,都需要有专业知识和技能 的工程师去做。最重要的是设计。 设计意图设计意图: 通过研讨板块梳理两节课的学习过程,引导学生分享对工程的新 认识,认识到设计与施工同样重要,进一步深化学生对工程与技术关系的认知。 四、拓展四、拓展 收集铁塔的图片,观察铁塔的结构特点。 设计意图设计意图: 引导学生思考铁塔为什么如此牢固、 稳定, 它的结构有什么特点。 为后面两课设计塔台的形状及内部结构做准备。 【板书设计】 【活动手册使用说明】 在探索板块的第二个活动“梳理工程建 设过程的相似步骤”中,学生跟随教师一起 完成活动手册记录。

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