1、科科 学学教教 案案 首首 页页课题像工程师那样教学课时目标依据【教学分析教学分析】本册教材关于工程实践专项学习的主题是“设计并制作一个降落伞，保护鸡蛋平稳降落” 。通过这样一个任务，让学生学会用简单明了的方法界定出任务的具体要求和限制条件。在此基础上，通过文献检索与探究实验相结合的方式进行前期研究，探究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数及长短与下降速度之间的关系。在此基础上设计解决问题的方案。之后依据设计方案选择合适的材料，制作等比例缩小的实物模型，并通过测试，从材料选择的合理性、制作技术的可操作性、产品的实用性等方面进行分析，将测试得到的信息与任务要求进行对比，分析设计上为什么不足，以
2、此改进完善自己的作品，最后以多种形式和同伴互相展示交流自己的作品。从工程实践能力培养的角度来看，着重指导四个主要环节明确问题、前期研究、制作模型和测试改进，让学生有针对性地经历工程实践活动完整过程。【学情分析学情分析】明确问题环节：五年级则强调用简单明了的方式界定出任务的具体要求与限制条件。前期研究环节：五年级突出将查阅文献与探究实验相结合，探究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数及长短与下降速度之间的关系。五年级强调依照设计方案、根据实际需要制作等比缩小的实物模型。测试改进环节：五年级进一步细化要求，强调进行反复多次的测试，根据测试结果来判断是否达到任务要求，对不符合要求的进行思考及改进，
3、进一步强调迭代的工程思想。教学目标动手动脑，选择合适的材料，设计并制作出满足需求的降落伞，并向同伴展示交流。 能够明确工程任务， 经历工程实践活动的过程， 重点领会明确问题、前期研究、制作模型、测试改进四个环节的基本方法。通过列举，体会合作在完成一项工程项目中的重要意义。【重点与难点重点与难点】重点：在制作降落伞的完整过程中，领会明确问题、前期研究、制作模型和测试改进的基本方法。难点：对测试的结果进行合理的分析与思考，进行改进的迭代过程。课前准备教学课件，伞面材料(棉布、厚塑料袋、薄塑料袋)、伞绳材料(棉线、麻绳)、编织好的网袋、熟鸡蛋若干、秒表、直尺、剪刀、胶带科科学学教教案案（第（第课时）
4、课时）教学时间：年月日教师活动学生活动设计意图及效果预测新课导入新课导入工程师指具有从事工程系统操作、设计、管理、评估能力的人员。工程师的称谓，通常只用于在工程学其中一个范畴持有专业性学位或相等工作经验的人士。工程师和科学家往往容易混淆。探索和调查探索和调查活动一：认识完成一项工程通常需要不同领域的工程师通力合作现代科学研究的分支越来越细，一个人所掌握的知识、技能很难满足一项工程的全部需要。因此，不同领域的工程师需通力合作，才能使一项工程圆满完成。以空间站的建造与使用为例，要想让宇航员安全、舒适地在空间站里完成各项工作，就需要不同领域工程师的配合。小结：在现实生活中，完成一项工程任务不仅需要不
5、同领域工程师的合作，还需要相同领域工程师的合作与分工。齐心协力才能更好地完成工程任务。比如制造一款手机，需要硬件工程师、计算机编程工程师、芯片工程师、电子工程师、机床工程师等人才。活动二：了解工程师的工作流程1、明确问题。学会用简单明了的方式界定出任务及具体要求。2、前期研究。根据不同的任务选择合适的方式获取信息，如查阅书刊文献、上网检索、实验研究、向有经验的人咨询等。阅读了解工程师除了不同领域之间的合作，同一个工作小组的合作也很重要。成员间的交流碰撞可以集思广益，激发创意；组内形成的共识可以促使组员相互配合，主动地完成分内工作。激趣导入科学家努力探索大自然，以便发现一般性法则，工程师则遵照此
6、既定原则，从而在数学和科学上，解决了一些技术问题。科学家研究事物，工程师建立事物。科学家探索世界以发现普遍法则，但工程师使用普遍法则以设计实际物品。温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。任务：设计并建造一座桥梁。具体要求： （1）要有 4 千米的跨度；（2） 要承受一天 20万车次的车流量；（3） 造价适中科科学学教教案案（第（第课时）课时）教学时间：年月日教师活动学生活动设计意图及效果预测例如：通过实地考察的方法，对建桥选址的土质进行分析，以确定建造哪种结构的桥梁。3、制作模型。根据实际需要， 制作的模型可大可小；可以非常全面，也可以比较简化。4、测试改进。面对测试得到的信息，要从材料选择的合理性
7、、制作技术的可操作性、产品实用性等进行分析。将测试得到的信息与任务要求进行对比，分析设计什么不足。思考：为什么会是这样？还可以怎样改进？然后制定改进方案。例如： 要对桥梁模型进行抗压性测试，收集、分析数据，衡量设计方案是否符合建造要求。如果不符合，则需要修改设计方案。活动三：模仿工程师设计并制作一个降落伞1、明确问题。降落伞在应急救援、空投物资等方面发挥着重要作用。如何安全地将物资投放到指定地点， 是有待解决的问题。2、前期研究。（1）查阅资料，了解降落伞的形状、结构、作用、工作原理等。降落伞的基本知识。降落伞是凭借空气阻力使人或物体从空中缓慢下降着陆的伞状器具。降落伞通常包括伞面、 伞绳、
8、重物三部分。伞面的形状有圆形、方形、翼形、双锥形等。伞面可以使用丝绸、棉布或锦纶织物制作，伞绳采用空芯或芯的纺织绳，要求具有轻薄、柔软、强度高、有较高的弹性等特点。对教师所提问题展开回答。分组实验并记录有时需要通过做探究实验来理解相关知识，检验他人方案的科学性。有时会做一个与最终产品在外观、结构、功能等方面完全一致的样品，以便进行测试。例如：要根据设计方案中桥的外观、结构等，利用合适的材料制作一个等比例缩小的模型，以供测试。科科学学教教案案（第（第课时）课时）教学时间：年月日教师活动学生活动设计意图及效果预测降落伞下降过程的受力情况。分析：降落伞在下降的过程中由于受地球引力的作用，会产生竖直向
9、下的重力。由于其穿越了空气，会受到摩擦力即空气阻力，这个力与降落伞下降的方向是相反的，如图所示。除此之外，降落伞在下降过程中还受到其他一些力的影响，如风力、地面上升气流的托举力等。结论：降落伞在下降的过程中爱到了重力、空气阻力等力的作用。降落伞缓慢下降的工作原理。空气对运动的物体有阻碍力（摩擦力） ， 这个力就是空气阻力。 降落伞在天空中主要受到了地球引力与空气阻力这两个方向相反的力的作用。降落伞张开时有较大的面积，受到的空气阻力会变得很大，阻碍着它下降，这样就减慢了降落伞的下落速度，保证了下降物体的安全。影响降落伞下降的快慢的因素。通过降落伞缓慢下降的原理，我们知道，要想使降落伞缓慢降落，就
10、要想办法增加空气阻力，这与伞的面积、伞的形状、伞绳的根数、重物质量等都有关系， 需要我们通过实验来探究。（2） 探究降落伞下降的快慢和哪些因素有关。设计一个对比实验，研究伞面材料、伞面大小、伞面形状、伞绳根数和长短等因素与下降速度之间的关系，完成实验报告。降落伞下降的快慢与伞面面积的关系。实验猜想：降落伞下降的快慢与伞面大小有关。科科学学教教案案（第（第课时）课时）教学时间：年月日教师活动学生活动设计意图及效果预测实验结论：降落位下降的快慢与伞面的大小有关。在悬挂物质量不变时，伞面越大，下降得越慢；伞面越小，下降得越快。降落伞下降的快慢与悬挂物质量的关系。课件出示实验方法、步骤及结论等。3、设
11、计方案。完整的设计方案包括研究问题、实验目标、 所需材料、 设计图等几个部分。研究问题：设计并制作一个降落伞、保护鸡蛋平稳降落。实验目标： 把一枚重约 50 克的熟鸡蛋挂在降落伞上，从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。所需材料：细绳、塑料袋、剪刀、网袋、熟鸡蛋。4、制作模型。结合设计方案，制作模型。根据实际需要制作在外观、结构、功能方面完全一致且等比例缩小的模型，以保证完成工程任务的科学性和合理性。5、测试改进。（1）测试。先拿一个与鸡蛋相当的重物代替鸡蛋，然后找一处空地投放，看看降落伞的打开情况与下落速度。投放降落伞时，要注意双手撑开伞面的两端，轻轻松手，这样有助于伞面在降落时完全打开。
12、最好进行三次测试，待到测得数据合理时，再换熟鸡蛋进行实地测试。测试须知：伞面要完全打开， 什么是完全打开，需要给出实例。落地后鸡蛋不能碎，是一点不能碎还是大部分是完整的。降落到指定区域，指定区域在哪里？大小如何？任务：设计并制作一个降落伞，保护鸡蛋平稳降落。具体要求： （1）准备一枚约 50 克的熟鸡蛋； （2）把鸡蛋直接装在网袋里， 挂到降落伞上；（3） 从三楼的高度降落到指定区域，蛋壳不破碎。科科学学教教案案（第（第课时）课时）教学时间：年月日教师活动学生活动设计意图及效果预测（2）改进。根据测得的数据情况及时改进。如果下降得太快， 也许是伞面材料太重或伞面的面积太小， 可以换成薄布或者扩大伞面的面积。如果鸡蛋破碎了， 回顾前期研究中的小实验，改进方案后，再做一做、测一测。6、展示交流。学会用 PPT、模型、文字等多种方式对完成任务的全过程进行整理、展示、交流。要以小组的形式进行展示交流。可以分配角色，一人主讲，其他人进行补充。小组汇报时要强调制作过程， 第一次怎么做的，后来如何改进的。不同小组的同学互相提问， 对别人的作品提出改进意见。课堂总结课堂总结明确工程任务， 经历工程实践活动的过程，通过制作降落伞的实验，领会明确问题、前期研究、制作模型和测试改进的基本方法。板书设计像工程师那样像工程师那样明确问题工程实践活动前期研究制作模型测试改进课后反思
