小学科学教学融入STEM理念的设计与实践案例：4下-电路中的小开关.docx

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1、小学科学教学融 入STEM理念的 设计与实践案例项目电路中的小开关【教材简析】本课是教科版小学科学四年级下册电单元第7课时。教材设计了四部分 内容：一是聚焦问题，开关是怎样来控制电路的通与断的；二是探索环节，观察 简易电路中的小开关的材料组成，探究开关的工作原理；三是迁移应用，制造一 个小开关并控制电路；四是拓展延申，尝试用一个开关控制红绿黄灯的亮灭。【学情分析】在本课之前，学生通过学习已经知道了简单电路的工作原理和导体与绝缘体 的作用，制作回形针开关，并通过回形针开关，迁移应用开关的工作原理，对学 生来说也没有高阶认知上的挑战，所以按教材原本的活动设计进行教学，学生的 学习活动兴趣较低，学生

2、思维增量不够。【教学重难点】重点：根据开关的结构与功能，分析开关的工作原理。难点：设计、制作、测试并改进开关，并将自制的开关连接到简单电路中进 行测试与评价。【设计思路】基于学生已有认知基础，采用课内微项目教学的方式进行设计。把设计制作 小开关作为一个任务，从解决简易电路中的小灯泡一直点亮的问题出发，引入开 关。接着调查市面上的开关，将开关接入简易电路中，探究开关控制电流的通与 断的原理，最终利用身边的材料设计并制作一个开关，并尝试用它来控制电路解 决问题。这样既能提升学生发现并解决问题的能力，也能更好地建构开关这个科 学概念，同时增加趣味性，提高学习兴趣。【教学目标】1 .科学概念：了解各种

3、开关的类别，理解开关是用来控制电路中电流通与断的。2 .探究实践:通过观察开关和阅读资料卡，探究开关中的各部分的结构与功能。根据提供的材料，为底座、连接点与闸刀选择合适的材料，自主设计并制作一个 可以控制电路中电流通断的开关。3 .态度责任：培养学生的工程思维，提高学生解决问题的能力和动手实践的能 力。通过小组合作学习的方式，提高学习团队合作能力。【教学准备】教师：多媒体课件小组：电路检测器1组，实验记录单1份。自选材料：回形针、铜丝、铝箔、大头钉、木板、橡皮、硬纸板、若干制作 工具。【教学过程】一、铺垫学习（5分钟）这个简易电路中灯泡一直都点亮，时间久了电池耗电很快，如何使灯泡想亮 就亮呢？

4、体验：学生选择小开关来控制电路中的电流的通与断，观察小开关是怎样工 作的，仔细思考小开关的各个结构、所选择的材料与功能。材料为什么这样选择？ 与按钮开关、按压开关进行比较，观察它们由什么相似之处？二、项目任务：设计制作一个简易电路的小开关。（20分钟）（1）师生研讨评价标准：自制小开关怎么样才能算是好开关呢?评价标准星级1.开关能正常控制电流的通与断2.开关比较牢固，各部分不散架3.开关接触片可以开合自如4.开关比较对称、美观5.开关闭合后，灯泡较明亮、稳定（2）每小组研发经费20元，为开关的底座、接线点与接触片选择合适的材 料。任务一：学习图纸，了解设计画好设计图纸：画出开关的造型，考虑材料

5、的种类和成本，标注出各部分的 材料。讨论：我们制作一个小开关需要哪些材料？这些材料共计多少成本？注意：1 .按设计图需求选材，只要使用就算成本。2 .设计超时要扣除一部分研发经费。3 .设计图完成需要交给老师核查后方可开始制作。任务二：小组选材制作，测试作品完成图纸后，将图纸变成真实的小开关。小组在材料盒中选取所需的材料。选择工具，各司其职，制作小开关。教师 在中间指导，对学生的共性问题进行集体思考和解决。并接入简易电路中进行测 试。三、评价与迭代：作品评价，迭代改进（5分钟）学生将自己做的开关进行外观展示，并放到简单电路中进行测试，并进行小 组自我评价与小组间评价。展台展示各小组作品，其他同

6、学根据刚才师生共同建构的标准进行评价，最 低1星，最高5星，举起小手来表决。【教学反思】L情景指向问题解决，激发学生高阶思维原来的情景也来自生活中的开关场景，但是指向的是开关原理的理解，学生 的思维停留在记忆、分析层面，小开关的制作也是简单的操作。学生有一定的兴 趣，但是高阶思维参与较少。通过真实的生活情景”这个简易电路中灯泡一直都点亮，时间久了电池耗电 很快，如何使灯泡想亮就亮呢？ ”引出项目问题，指向问题解决，充分激发学生 的决策、设计、创造等高阶思维。2 .材料自主选择，指向核心概念理解原来的回形针开关材料比较单一，增加材料种类以后，学生需要运用导体绝 缘体知识对回形针、铜丝、铝箔、大头

7、钉、木板、橡皮、硬纸板等材料进行判断， 再设计制作成小开关，解决简单电路中的问题。材料自主选择即指向上节课的核 心概念应用，又指向本节课的核心内容理解。3 .评价师生共建，贯穿整个教学过程在真实的情境中，明确任务设计制作一个小开关，限制性条件是只有20元经 费，并且要能控制眼前的简单电路，接着共同讨论这个开关的评价标准。接下来 整个项目实施过程中，按照这个标准进行设计制作、互相评价、迭代改进。电路中的开关学习单班级:第 小组活动一认识开关活动一认识开关闸刀闸刀开关小科普接线松闸刀开关由三部分组成，分别是底 座、接线点与闸刀。底座方正，可以支 撑，由于是塑料制成所以极难导电。接 线点牢牢固定在底座上，可以用来连接 导线。闸刀可灵活摆动，可自由地打开、 闭合整个开关。闸刀开关按压开关按钮开关金属接线触头这三种开关有什么相似之处吗?活动二 设计制作一个自己随时都能用的小开关评价标准星级1.开关能正常控制电流的通与断2.开关比较牢固，各部分不散架3.开关接触片可以开合自如4.开关比较对称、美观5.开关闭合后，灯泡较明亮、稳定材料 （选择的材 料填写数量）材料回形针锡丝铝箔图钉长螺丝短螺丝材料成本数量材料木块小橡皮大橡皮木塞布块粘土兀数量设计图 （标注各结 构材料名称）我们的改进