小学科学苏教版（2024）二年级上册（2024）像工程师那样教案

这是一份小学科学苏教版（2024）二年级上册（2024）像工程师那样教案，共4页。
教材分析
本课是本册书工程技术专项学习内容，区别于前面单元自然科学探究课，核心目标是让学生完整经历工程师标准工程流程：明确问题→头脑风暴设计方案→实施制作→检验测试→改进完善→发布成果，建立工程设计思维。
教材编排循序渐进，分为五大板块：
1.案例导入：小镇湖底老旧排污管改造工程，呈现工程师团队针对难题开展头脑风暴，对比多种方案利弊，最终确定漂浮筒 + 钢索悬浮管道最优方案，直观示范工程师解决真实工程问题的思路；
2.任务下达：迁移任务——以“收集再利用雨水”为主题，要求学生利用身边常见材料，设计并制作雨水收集装置，限定要求：集水量多、操作简单、安全稳固；
3.流程拆解：分步拆解工程六步骤：明确问题→设计方案（小组头脑风暴）→实施计划动手制作；
4.头脑风暴规范：明确小组讨论组织分工、四大核心原则：大胆畅想、多多益善、不否定他人、互相启发；
5.测评迭代：通过量化测试收集水量，对比作品优劣，针对短板修改装置，最后上台介绍作品完成成果发布，形成完整工程闭环。
学情分析
（一）已有基础
二年级学生已经完成本册4个单元科学学习，具备基础观察、动手手工、小组合作能力，会使用剪刀、打孔、粘贴、捆绑等基础手工操作；在生活中见过雨水顺着屋檐流下、水桶接水，对“收集雨水”有生活认知。
（二）认知与能力短板
1.不理解“工程师”的职业工作内容，不知道工程是针对具体问题拿出可行方案并落地制作；
2.小组讨论容易闲聊、随意否定同伴想法，不会规范开展头脑风暴；
3.设计时考虑单一，只会想到一种接水方式，不会多角度发散思考；
4.制作后不会主动发现作品缺陷，缺少测试、修改、迭代优化的意识；
5.难以兼顾“集水面积大、防倾倒、不漏液、易组装”多个设计要求。
核心素养教学目标
（一）科学观念
1.知道工程师的工作是发现现实问题、集体研讨方案、动手制作产品、测试优化作品，解决生活与工程难题；
2.理解头脑风暴的含义与执行原则，能区分不同方案的优缺点；
3.掌握雨水收集装置核心结构：集水盘（大口径接水）+ 导流管道 + 储水容器，明白集水盘越大，单次收集雨水越多。
（二）科学思维
1.建立完整工程设计逻辑链：发现问题→构思方案→动手落地→检测问题→优化改进；
2.能对比多个设计思路的优势与不足，筛选最优制作思路；
3.根据测试数据（收集水量）推理装置优缺点，针对性提出改良办法，培养量化分析与迭代思维。
（三）探究实践
1.跟随排污管案例学习工程师思考方式，小组规范开展头脑风暴；
2.书写设计草图、标注结构名称，利用塑料瓶、漏斗、软管、胶带、剪刀等废旧材料完成雨水收集器制作；
3.模拟降雨喷水测试装置，记录收集水量，小组互评并修改作品漏洞；
4.上台口头介绍作品结构、亮点与改进点，完成成果发布。
（四）态度责任
1.学会尊重小组内每一位同学的创意想法，不随意批评否定他人；
2.乐于利用废旧环保材料完成手工创作，树立节水、雨水循环利用的环保意识；
3.体会工程师严谨细致、反复打磨、追求完善的工匠精神；小组分工协作，养成有序分工、互帮互助的合作习惯。
教学重难点
（一）教学重点
1.理解工程师解决问题的完整流程，熟练掌握头脑风暴的四条基本原则；
2.完成雨水收集装置设计草图与实物制作，能通过模拟降雨测试收集水量。
（二）教学难点
1.小组有效开展头脑风暴，避免跑题、否定发言、思路单一；
2.发现装置漏水、倾倒、导流不畅等问题，并提出可落地的改进措施；
3.平衡装置集水面积、稳固性、便携性多重设计需求。
教学准备
（一）教师教具
多媒体课件；范例雨水收集成品2-3款；喷壶（模拟下雨）；量杯（测量毫升水量）；头脑风暴小组记录单；设计稿纸。
（二）学生分组学具（每组自备 + 课堂配发）
废旧大塑料瓶、塑料漏斗、硬卡纸、透明软管、双面胶、扎带、剪刀、铅笔、勾线笔、直尺；记录表格、设计图纸。
安全硬性提示
1.剪刀仅限裁剪卡纸、塑料，禁止挥舞、尖口对人，低年级可由教师协助裁切；
2.软管插接、胶带粘贴防止粘手，喷壶喷水避免弄湿电器；
3.储水瓶摆放平稳，防止倾倒洒水滑倒。
课时安排
1课时
教学过程
（一）情境案例导入，认识工程师与头脑风暴（6分钟）
1.出示教材排污管道工程案例，朗读文本创设情境：
小镇湖底排污管道老化，随时会破裂污染湖水，必须更换新管道，同时有三条限制条件：①不能破坏路面植被 ②继续铺设在湖中 ③使用年限75年、能抗中等地震。
2.呈现工程师三组讨论想法，师生逐条分析利弊：
①方案1：抽干湖水再铺管道→缺点：工程量大、施工进度太慢
②方案2：管道直接悬浮水中→优点：不用抽水、抗震效果好；疑问：会不会被船只剐蹭、漂浮移位？
③方案3：架在水面上铺设→缺点：占用湖面空间，影响船只通行、居民水上活动
3.揭晓最终最优方案：管道捆绑漂浮筒，下方钢索锚定湖底悬浮在水中。
优势汇总：不用抽干湖水、具备抗震能力、不阻碍湖面行船、不破坏路面环境。
4.引出核心概念：工程师们围坐在一起，畅所欲言、集合所有人想法寻找解决办法，这个集体研讨方式叫做“头脑风暴”。
5.板书课题：专项学习 像工程师那样
（二）发布工程任务，明确项目要求（5分钟）
1.教师发布本次班级工程任务：
（1）利用常见材料设计制作一个雨水收集装置。这个装置要尽可能多的收集雨水，并且操作简单、安全可靠。
（2）硬性要求：
①尽可能多地收集雨水；②利用常见材料，操作简单；③使用安全、结构牢固不易损坏倾倒。
2.出示教材两款现实雨水收集设施图片，启发学生思路：
①伞形大面积集水棚 + 储水箱；②屋檐落水管直接连接大型储水桶。
引导学生提炼核心结构：大口接水部分 + 输水管道 + 存水容器。
（三）小组头脑风暴，绘制设计方案（10分钟）
1.明确头脑风暴执行步骤
①小组先列出本次要解决的核心问题：怎样做大集水面、怎样防止漏水、怎样固定装置不歪倒。
②推选1名组长组织发言，1名记录员书写所有想法
2.宣读头脑风暴四大原则（全班齐读牢记）
（1）大胆地提出自己的想法；
（2）尽可能多地提出想法；
（3）不批评、不否定别人的想法；
（4）相互启发，提出新想法。
3.小组构思 + 绘制设计图
（1）在图纸上画出装置简笔画，标注三部分：集水盘（接水）、水管（导流）、储水罐（存水），标注材料与组装方式。
（2）教师巡视指导：提醒集水盘尽量做大开口，方便承接更多雨水。
（四）动手实施计划，组装制作雨水收集器（10分钟）
1.参考教材经典两款设计思路：
方案A：漏斗倒扣作为集水盘，下端插接软管，软管接入剪开瓶口的塑料储水瓶；
方案B：硬卡纸裁剪成大喇叭口集水斗，胶带固定在瓶身上方，瓶口引流进水。
2.小组分工：裁剪材料→拼接组装→胶带密封缝隙防漏水→支架固定防止倾倒。
3.教师巡回帮扶：协助剪刀裁切、软管穿孔、瓶口密封，提醒缝隙一定要粘牢，避免雨水渗漏减少收集量。
（五）模拟降雨测试，检验作品并改进（5分钟）
1.统一用喷壶从同一高度模拟下雨15秒，将收集到的水倒入量杯，记录毫升数，填写教材测试表格。
2.各组对照数据自查问题：
（1）水量偏少：集水盘开口太小/接缝漏水；
（2）水全部漏出：接口没有密封；
（3）瓶子歪倒：缺少支架固定。
3.现场简单优化修补：加宽集水斗、加固胶带、增加支撑杆固定瓶身。
（六）成果发布展示，课堂整体总结（2分钟）
1.每组选派1名小小工程师上台发言：介绍作品结构、设计亮点、测试后改进的地方。
2.梳理工程完整流程：
明确问题→设计方案→实施计划→检验作品→改进完善→发布成果
3.拓展环保小结：雨水回收节约自来水，工程师用技术让资源循环利用，生活中还有很多工程发明可以保护环境。
（七）课堂分层作业（2分钟）
1.基础必做：带回家继续完善雨水收集装置，下雨天放在户外实地收集雨水，用来浇灌家里绿植；
2.拓展选做：观察家里还有哪些工程产品（桌椅、门锁、水管、收纳架），想一想工程师当初是怎样设计它的。
板书设计
像工程师那样
工程师工作六步骤
明确问题 → 头脑风暴 → 实施制作 → 检验测试 → 改进完善 → 发布成果
头脑风暴4条原则
1.大胆想 2.多多想 3.不否定 4.互启发
雨水收集器结构
集水盘（大口多接水）+ 导流管 + 储水瓶
密封防漏、支架稳固