2023年新苏教版六年级科学下册《STEM学习:节能小屋》教案.docx
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1、STEM 学习 节能小屋【课标落实】1本次 STEM 工程学习通过阅读、试验、设计、制作、展现等活动,落实课程标准高年段的课程目标。科学学问:了解技术是人们改造四周环境的方法,是人类力量的延长,工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、制造丰富多彩的人工世界的一系列活动。了解科学技术推动着人类社会的进展和文明进程。科学探究:能基于所学的学问,通过观看、试验、查阅资料、调查、案例分析等方式猎取事实的信息。能基于所学的学问,运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论,推断结论与假设是否全都。能基于所学的学问,承受不同的表述方式,如科学小论文、调查报告等方式,呈现探究的过程与结论
2、;能基于证据质疑并评价别人的探究报告。科学态度:能大胆质疑,从不同视角提出争论思路,承受的方法、利用的材料,完成探究、设计与制作,培育创精神。能承受别人的批判意见,反思、调整自己的探究;在进展多人合作时,情愿沟通沟通, 综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。科学、技术、社会与环境:了解科学技术可以削减自然灾难对人类生活的影响;了解在科学争论与技术应用中必需考虑伦理和道德的价值取向。了解人类的古怪和社会的需求是科学技术进展的动力,技术的进展和应用影响着社会发展。生疏到人类、动植物、环境的相互影响和相互依存关系,了解地球上的资源是有限的,人类活动会对环境产生正面和负面的影响,自觉实行行动,保护
3、环境。 2本单元学习内容基于课程标准课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。18.2 工程的关键是设计。利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物,表达自己的创意与构思。苏教版小学科学六年级下册STEM 学习节能小屋10将自己简洁的创意转化为模型或实物。依据现实的需要设计简洁器具、生产物品或完成任务。18.3 工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素,并不断改进和完善。依据设计意图,分析可利用的资源。简洁评估完成一个产品或系统的可能性、预想使用效果。从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计,并提出改进和完善建议。【教材分析】“节能小屋”属于STEM 工程学习单元。它提倡跨学科学习方式,
4、以工程学习、问题解决为导向,将科学、技术、工程、数学有机地融为一体,有利于培育学生的创力量与综合素养。本单元重在引导学生经受 STEM 工程学习的过程,让高阶思维在真实的应用场景中真正开启,从而提升学生解决问题的力量。整个STEM 学习过程通过学生所做的“工程笔记”串联起来。本次工程学习依照工程实践的流程开展活动,具体细化为六个环节:了解需求、明确问题、前期争论、设计方案、制作改进、评价反思。教材首先提醒现实逆境,提出绿色建筑的概念,了解人类需求。然后提出“制作节能小屋”的任务,让学生明确这个任务的具体要求及需要解决的问题。接着进入前期争论环节,承受多种方法回忆以往科学课的相关学习内容, 运用
5、查阅资料、试验探究等方法对有关技术问题开放前期争论,包括建筑散热途径、节能建筑保温隔热技术、材料保温隔热性能,以及本地区所处地理位置的气候特点,这是后续设计节能小屋需要考虑的重要因素之一。在此根底上,学生进展节能小屋的方案设计、争论沟通形成最正确方案、画出设计示意图。随后让学生依据各自的设计方案,选择适宜的材料和工具制作实物模型。最终由学生依据节能小屋节能效果的检测状况,对整个设计和制作过程进展回忆反思。整个工程学习强调学生经受一个完整的工程实践过程,培育小组有效分工及合作力量,逐步提升学生的技术与工程素养。【学情分析】学生通过低、中年段的专项学习,已经在仿照工程师的工作,尝试设计并制作物品。
6、五年级下册的“立体小菜园”工程是学生开展STEM 单元的初步尝试。本单元开展的“节能小屋”,更是通过引导学生经受 STEM 工程学习的全过程,提高在真实情境下解决问题的力量。在实际教学中,有些学生生疏不到化石能源的消耗是个问题,认为是一件“天经地义” 的事情;也有局部学生有一点这样的意识了,可要想把它说清楚,还是有点难度。因此,教师要充分联系学生的居家生活,通过教学对话,把学生的生疏提上去,意识调出来,想法说出来,“节能小屋”让学生在仿照工程师的工作方式中学习,其本质还是学习,通过对已有科学学问的运用和迁移,促进学生建构科学或许念,提升实践力量。因此,教师不能过度纠结于学生做出的节能小屋模型的
7、质量,或者说不要把这一单元上成劳动技术课。受限于小学生的实际状况,他们的学问和力量都有所欠缺,假设过分追求物化成果,可能会消灭无视学生实际而刻意拔高要求,强行灌输学问点、训练技能点的状况。【教学目标】1. 经受“节能小屋”从需求到建成的全过程,能够列举并说明 STEM 工程学习的大致流程。2. 能够梳理回忆已有学问,并将这些学问应用到问题情境中,对解决问题产生作用。3. 能够识别所要解决的问题,能够将各种想法集合起来,运用肯定的策略形成一个完整的建设方案。4. 能够基于测试结果进展评价反思,并联系前期争论、设计方案等环节,做出调整。【教学重点】经受 STEM 工程学习各环节;针对问题进展前期争
8、论;形成节能小屋的设计方案。【教学难点】确定节能小屋的设计方向;在每个设计点上做出决策;基于检测结果开展评价反思。【教学预备】教师材料:“问题小屋”模型、PPT 课件、相关视频。学生分组材料:方格绘图纸、2B 铅笔、题板、便签纸、纸板或手工木板、KT 板、竹条或桐木条、太阳隔热膜、保温板或棉花、泡沫板、海绵、防晒隔热漆、纸板切割机或儿童手工锯、热熔胶枪、剪刀、刻刀、直尺、温度计酒精温度计、热电偶温度计、50mL 烧杯、水。【教学时间】4 课时【教学过程设计】第一课时一、了解需求,明确问题一导入:分析现状,提醒需求1. 引入课题。谈话:同学们好!欢送你来参与节能小屋这个工程的学习,看到这个课题,
9、你可能会产生哪些问题呢?预设:什么是节能?为什么要节能?为什么要建节能小屋?节能小屋长什么样?节能小屋怎么建?强调:要想解决这些问题,还得从“能”这个字说起。2. 生疏到化石能源的消耗及其带来的环境污染是全球话题。1谈话:当今社会快速进展,化石能源的消耗及其带来的环境污染,正成为一个全球性的话题。出示 PPT:能源枯竭、环境污染两幅漫画这两幅漫画形象地表达了现在人类所面临的状况。一方面,无抑制地开采化石能源,造成能源枯竭;另一方面,无限制地使用化石能源,造成环境污染。2出示 PPT:四张建筑图片说到能源消耗的“大户”,大家可能马上就会想到汽车、飞机、工业生产等,可是,你很可能无视了这样一类物体
10、建筑。它们是人们起居作息的庇护,是文化生活的场所;它们是现代化城市的“地标”;它们被誉为“凝固的艺术”它们有一个共同的名字建筑。3人们的生产生活一刻也离不开建筑,随着建筑数量的不断增加,功能不断丰富,建筑对 2. 生疏到化石能源的消耗及其带来的环境污染是全球话题。4出示 PPT 文字:建筑能耗越来越大,建筑节能成为迫切需求。人们的生产生活一刻也离不开建筑,随着建筑数量的不断增加,功能不断丰富,建筑对化石能源的消耗也越来越大,建筑节能成为迫切需求。3. 生疏到建筑能耗越来越大,建筑节能成为迫切需求。(1) 你可能还没有生疏到问题有多严峻。(2) 说生活。 远的不说,就说我们自己的家,每天饮食起居
11、就要消耗很多能源。 在严寒的冬季,需要靠采暖、空调保持室内的温度; 在炎热的夏季,需要靠空调来隔绝室外的热浪;不仅如此哦,枯燥时需要加湿,潮湿时需要抽湿,而这些往往都需要消耗能源才能实现。(3) 说数据 让我们再来看一组数据。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例竟然高达 3040%,而且上升速度格外快。出示 PPT:我国建筑能耗及其占社会能耗的比例其中绝大局部是采温存空调的能耗。在整个建筑能耗中空调系统的能耗占约 40%左右。出示 PPT:采温存空调在建筑能耗中占比(4) 谈体会 看到这些数据,你有什么想法?譬如,夏天这么热,到底是该用空调呢?还是不该用呢?生怕你会陷入两难的境地。不用吧,太热
12、了;用吧,消耗能源。怎么办呢?设计意图:教师结合现实生活,给出真实数据,用图文并茂的方式,将节能与真实社会需求进展有效链接,使得学生产生参与工程设计的同理心与社会认同感。二聚焦核心技术,梳理已有学问 1了解工程师的思维特点,以及他们解决问题的方法。(1) 面对问题,人们都在努力想方法解决。但是不同人解决问题的思路和方法是不同的。(2) 在众多人中,工程师的思维方式很特别。他们是做出一个产品来解决问题。建筑工程师想,让建筑保持冬暖夏凉,但是无须空调和暖气,这不就大大地节能了吗?(3)出示 PPT:绿建筑图片建筑工程师设计出无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉的建筑,人们亲切地将这些建筑称为“绿建筑”。
13、(4)出示 PPT:绿建筑的理念图示绿建筑所提倡的理念是,“舒适安康的人居环境”“最少地消耗自然资源”“最少地影响外界环境”。(5) 在这个工程中,我们要学着建筑工程师的思路来想问题、解决问题。2争论绿建筑的关键技术:保温隔热。(1) 绿色建筑有一个特点,无须空调和暖气也能保持冬暖夏凉。那你认为其中的关键技术是什么?保温隔热(2) 什么是保温隔热呢?出示 PPT:盖被子睡觉保温,就是使热量的散发传导速度减慢,使温度保持在肯定的数值。就像我们冬天睡觉盖被子,虽然被子不会发热,但是它能使热量不向外散发。出示 PPT:棉被盖冰柜的图片隔热,就是限制或减弱物体之间进展传热,阻挡热量进入。还是以被子为例
14、,卖冷饮的商贩会用棉被盖住冰柜,削减冰柜和外界的热传递。(3) 怎么才能做到保温隔热呢?除了盖棉被,我们以前学过哪些保温隔热的学问,可以用到绿建筑的设计上,实现保温隔热?出示 PPT:保温隔热学问点回忆,逐一点击争论:l 黑色物体吸热效果好。受这一点启发,我们可以选用浅色的材料。l 我们做过物体导热性试验,知道物体导热性能有的好有的差。这一点提示我们选择导热性能差的材料,可以起到保温隔热的效果。l 一年四季影子长短不同,这是由于一年四季中太阳高度的变化所造成的。这一学问点提示我们,可以通过屋檐、遮阳棚等遮挡阳光,来掌握阳光的摄入量,冬天让阳光多照进屋内一些,夏天最好不要照到屋子里。l 双层玻璃
15、具有保温效果。很多建筑承受双层玻璃技术来保温隔热的。(4) 谈话:我们就要带着这些学问储藏,挑战一个麻烦的任务。设计意图:工程就是应用数学、科学和技术领域的概念来系统地解决简单问题,为学习者供给了一种解释概念的良好背景环境。而学生基于问题,调动头脑中已储藏的“保温隔热”学问,更这有助于学生布满动力地参与对概念的理解与运用。三提出任务,明确问题1提出任务。出示 PPT:运用所学学问建筑一个节能小屋学校科技创大赛今年的赛题是“运用所学学问建筑一个节能小屋”。要求是:小屋的长、宽、高分别为 21 厘米、21 厘米、21 厘米,南北朝向,南北都有窗户,墙的厚度不超过 2 厘米。需在两周内完成。承受冷水
16、升温掌握程度检测节能效果。2明确问题,预期成果。1这是一个不同于我们以往学习内容的简单任务,要明确任务要求和需要解决的问题。2出示表格:活动记录 1请同学们把建筑节能小屋的任务、要求及需要解决的问题填写在表格中。3出示 PPT:测试方法我们做成的是一个小房子,这个房子要能承受检测。具体来说,就是模拟夏天高温天气, 水温度上升越慢,节能效果越好。设计意图:通过识别问题与任务,有助于学生清楚而准确地设计工作目标,规划工程进度,同时厘清工程任务的制约因素与任务标准,据此提出设计观点。其次课时二、前期争论一聚焦围护构造,找准节能设计的着眼点1 资料学习:低能耗建筑的节能技术。1节能建筑的设计格外简单,
17、其中会运用很多的材料、的技术。让我们来看看这一幢超低能耗示范楼都运用了哪些节能技术。2出示 PPT:超低能耗示范楼节能技术大搜寻这里有很多技术。譬如:太阳能集热器搜集相关资料,了解这些节能技术的节能方法,填写表格。3出示表格:活动记录 2学生小组争论,并完成记录表。4就活动记录开放沟通。2生疏建筑的围护构造。(1) 假设我们对这些技术进展一个分类,会觉察它们都是针对在外墙、门窗、屋顶、地板等方面。这些地方都是房屋的外围构造。(2) 争论:为什么会有这样的特点呢?3出示 PPT:房屋散热状况动图工程师争论了一般房屋的散热状况,他们觉察,热量都是从屋顶、墙体、窗户、门、地板这些地方散出去的。4出示
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