新蘇教版2022-2023五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《專項(xiàng)學(xué)習(xí)-像工程師那樣》教材分析

專項(xiàng)學(xué)習(xí)《像工程師那樣...》教材分析一、單元整體解讀與學(xué)情分析科學(xué)學(xué)習(xí)不僅包括科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，還包括科學(xué)方法與技能的學(xué)習(xí)?？茖W(xué)方法是人們?cè)谡J(rèn)識(shí)和改造客觀世界的實(shí)踐活動(dòng)中總結(jié)出來(lái)的思維方式和行為方式。在小學(xué)科學(xué)課程中，存在著科學(xué)探究與工程實(shí)踐兩類活動(dòng)，它們看似有不少相同之處，如都要運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)知識(shí)，都要做實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)等，但兩者還是有很大區(qū)別，它們既相互聯(lián)系又相互區(qū)別，具有同等重要的地位和作用。由此看來(lái)，區(qū)分這兩類方法并建立與其相對(duì)應(yīng)的能力訓(xùn)練體系是必不可少的?；诖耍咎捉滩脑诿?jī)?cè)設(shè)計(jì)了專項(xiàng)學(xué)習(xí)的主題，讓學(xué)生在做項(xiàng)目的過(guò)程中接受專門的、整體的、系統(tǒng)的工程實(shí)踐與科學(xué)探究能力訓(xùn)練。依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，全套教材共設(shè)置12個(gè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)板塊，上冊(cè)均為指向工程實(shí)踐的“像工程師那樣……”，下冊(cè)均為指向科學(xué)探究的“像科學(xué)家那樣……”。兩大板塊各有側(cè)重，均從一年級(jí)至六年級(jí)螺旋上升，旨在讓學(xué)生經(jīng)歷一次次豐富而完整的科學(xué)/工程活動(dòng)過(guò)程，提升科學(xué)/工程素養(yǎng)，強(qiáng)化科學(xué)/工程思維，獲得運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)系統(tǒng)地、創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。“像工程師那樣……”，依據(jù)《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》課程內(nèi)容中“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的概念來(lái)系統(tǒng)解決真實(shí)情境中有意義的、復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)為高階思維的養(yǎng)成提供機(jī)會(huì)。這樣的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生有機(jī)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)的各方面知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的影響，使學(xué)生體會(huì)到“做”的成功與樂(lè)趣，養(yǎng)成通過(guò)“動(dòng)手做”解決問(wèn)題的習(xí)慣。本冊(cè)教材關(guān)于工程實(shí)踐專項(xiàng)學(xué)習(xí)的主題是“設(shè)計(jì)并制作一個(gè)降落傘，保護(hù)雞蛋平穩(wěn)降落”。通過(guò)這樣一個(gè)任務(wù)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單明了的方法界定出任務(wù)的具體要求和限制條件。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)文獻(xiàn)檢索與探究實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式進(jìn)行前期研究，探究傘面材料、傘面大小、傘面形狀、傘繩根數(shù)及長(zhǎng)短等因素與下降速度之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案。之后根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇合適的材料，制作等比例縮小的實(shí)物模型，并通過(guò)測(cè)試，從材料選擇的合理性、制作技術(shù)的可操作性、產(chǎn)品的實(shí)用性等方面進(jìn)行分析，將測(cè)試得到的信息與任務(wù)要求進(jìn)行對(duì)比，分析設(shè)計(jì)上的不足，以此改進(jìn)自己的作品，最后以多種形式和同伴互相展示交流自己的作品。從工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的角度來(lái)看，本冊(cè)著重指導(dǎo)四個(gè)主要環(huán)節(jié)——明確問(wèn)題、前期研究、制作模型和測(cè)試改進(jìn)，讓學(xué)生有針對(duì)性地經(jīng)歷工程實(shí)踐活動(dòng)的完整過(guò)程。二、單元目標(biāo)解讀與概念分析《課程標(biāo)準(zhǔn)》中將“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)”作為小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)的一個(gè)重要方面，并提出了相關(guān)總目標(biāo)和學(xué)段目標(biāo)?！凹夹g(shù)與工程領(lǐng)域”為小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容四大領(lǐng)域之一，是讓學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的概念來(lái)解決真實(shí)世界中有意義的問(wèn)題。教材將工程實(shí)踐作為上冊(cè)的專項(xiàng)學(xué)習(xí)，以落實(shí)上述要求?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》中提出工程設(shè)計(jì)的基本步驟為“明確問(wèn)題、確定方案、設(shè)計(jì)制作、改進(jìn)完善”。在查閱資料和本土實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上，教材將工程實(shí)踐細(xì)化為六個(gè)要素，即明確問(wèn)題、前期研究、設(shè)計(jì)方案、制作模型、測(cè)試改進(jìn)、展示交流，并以此為主線，貫穿在包含本活動(dòng)在內(nèi)的每個(gè)“像工程師那樣”的工程實(shí)踐專項(xiàng)學(xué)習(xí)中。三、單元構(gòu)成與邏輯分析正如三、四年級(jí)教材中介紹過(guò)的那樣，進(jìn)入中、高年段后，我們將工程實(shí)踐細(xì)化為六個(gè)步驟：明確問(wèn)題、前期研究、設(shè)計(jì)方案、制作模型、測(cè)試改進(jìn)、展示交流，讓學(xué)生經(jīng)歷工程實(shí)踐活動(dòng)的完整過(guò)程。其中的前期研究、設(shè)計(jì)方案、制作模型、測(cè)試改進(jìn)是由低年段第一階段的設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)擴(kuò)展出來(lái)的。本冊(cè)的專項(xiàng)學(xué)習(xí)讓學(xué)生親歷工程實(shí)踐活動(dòng)的六個(gè)完整環(huán)節(jié)，并抓住其中的四個(gè)環(huán)節(jié)——明確問(wèn)題、前期研究、制作模型、測(cè)試改進(jìn)進(jìn)行重點(diǎn)指導(dǎo)。隨著年級(jí)的上升，這些要素的指導(dǎo)要點(diǎn)呈現(xiàn)螺旋上升的特點(diǎn)。在明確問(wèn)題環(huán)節(jié)，三年級(jí)需要學(xué)生明確工程任務(wù)是什么，五年級(jí)則強(qiáng)調(diào)用簡(jiǎn)單明了的方式界定出任務(wù)的具體要求與限制條件。在前期研究環(huán)節(jié)，四年級(jí)強(qiáng)調(diào)羅列出可能遇到的問(wèn)題，五年級(jí)則突出將查閱文獻(xiàn)與探究實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，探究傘面材料、傘面大小、傘面形狀、傘繩根數(shù)及長(zhǎng)短等因素與下降速度之間的關(guān)系。在制作模型環(huán)節(jié)，四年級(jí)重點(diǎn)指導(dǎo)確定模型的大小、選擇合適的材料和工具，五年級(jí)則強(qiáng)調(diào)依照設(shè)計(jì)方案、根據(jù)實(shí)際需要制作等比例縮小的實(shí)物模型。在測(cè)試改進(jìn)環(huán)節(jié)，三年級(jí)需要學(xué)生討論測(cè)試方法，進(jìn)行多次測(cè)試，五年級(jí)則進(jìn)一步細(xì)化要求，強(qiáng)調(diào)進(jìn)行反復(fù)多次的測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果來(lái)判斷是否達(dá)到任務(wù)要求，對(duì)不符合要求的地方進(jìn)行思考及改進(jìn)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)迭代的工程思想。本冊(cè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)主要由兩部分組成。第一部分認(rèn)識(shí)不同領(lǐng)域的工程師通力合作，才可能使一項(xiàng)工程圓滿完成。三年級(jí)認(rèn)識(shí)了不同領(lǐng)域和類型的工程師，四年級(jí)總結(jié)了不同類型工程師的共同素養(yǎng)，本冊(cè)教材在此基礎(chǔ)上，通過(guò)列舉的方法，介紹隨著現(xiàn)代科學(xué)研究的分支越來(lái)越細(xì)，一個(gè)人掌握的知識(shí)、技能很難滿足一項(xiàng)工程的全部需要，因此就需要不同領(lǐng)域工程師的通力合作，體會(huì)合作的重要性。第二部分從學(xué)生了解的救災(zāi)情境出發(fā)，將“定點(diǎn)投放物資”的情境帶入課堂，提出了“設(shè)計(jì)并制作一個(gè)降落傘，保護(hù)雞蛋平穩(wěn)降落”的任務(wù)，通過(guò)明確問(wèn)題、前期研究、設(shè)計(jì)方案、制作模型、測(cè)試改進(jìn)，最終向同伴展示交流。像工程師一樣，經(jīng)歷一個(gè)完整的工程活動(dòng)過(guò)程。在明確問(wèn)題環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)用簡(jiǎn)潔明了的方式界定和分析任務(wù)；在前期研究環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)用做實(shí)驗(yàn)的方法研究“降落傘下降的快慢與什么因素有關(guān)”；在制作模型環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)制作一個(gè)外觀、結(jié)構(gòu)、功能方面和產(chǎn)品一致的等比例縮小的模型的意義；在測(cè)試改進(jìn)環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)從材料的合理性、技術(shù)的可行性、產(chǎn)品的實(shí)用性等方面進(jìn)行評(píng)估與思考。四、單元教學(xué)目標(biāo)（1）動(dòng)手動(dòng)腦，選擇合適的材料，設(shè)計(jì)并制作出滿足需求的降落