像工程师那样做一个风向标

蒋红燕

一、学情分析

《像工程师那样……》是苏教版小学科学二年级上册最后一课专项学习的内容，是以做一个风向标为载体进行的教学活动。当今世界，科学发现与技术创新不断涌现，科学技术推动了生产力的发展。让学生了解工程师的工作流程，学习像工程师那样工作，已经成了部分科学课的大势所趋。

《义务教育科学课程标准》（下称“课程标准”）指出，小学科学课程是一门实践性的课程，强调从学生身边熟悉的事物入手，亲历动手动脑等实践活动，了解科学探究的基本流程、方法和技能，发现和提出生活中的简单科学问题，并指导实践，解决实际问题。在科学知识方面，二年级的学生要能利用身边可制作加工的材料和简单工具動手完成简单的任务。课程标准中写出了工程设计的基本步骤——明确问题、前期探索、确定方案、制作模型、评价改进、展示分享。并且以此为线索，贯穿在每册书最后一课的专项学习中，每个专项学习都为学生提供了工程实践的机会。本课《像工程师那样……》就以做一个风向标为主线展开教学，引导学生解决工程的关键技术，让风向标自如灵活地转动，并能指示方向。

本课教学面对的是二年级学生，他们通过一年级两个学期的学习和二年级这一学期的学习，已经初步具有观察能力和动手能力。从前面的《今天天气怎么样》一课引申出箭头指向风来的方向，要让它固定，必须像国旗一样有支架，有底座，学生在头脑中已经初步形成了风向标的大致模样和功能。因此，这节课中需要做的就是怎么把各部件连接起来，即解决工程的技术问题，怎样让箭头灵活自如地转动，并指向风来的方向。以OBE成果导向的基本理念引发学生深度思考，并落实到实践中，在设计中不断修改调试，一步步趋向成功。

二、OBE教学设计目标

能动手动脑，选择合适的材料，设计出满足需求的风向标，并向同伴展示。

继续在实践中经历工程活动的三个基本环节：明确问题、设计制作和展示分享，像工程师那样工作。

通过阅读爱迪生的故事和设计制作风向标，进一步激发发明创造的愿望。

在活动中培养学生动手能力、小组合作能力和合作研究的习惯，体验学科学、用科学的乐趣。

三、教学重难点

教学重点：设计并制作风向标。

教学难点：找到并解决制作风向标时遇到的问题并进行改进。

四、主要材料清单（规格、数量、成本）

教师材料：PPT，设置风向标测试台1台、便携风扇1台、大箭头1个。

学生材料：吸管12根、卡纸12张、大头针12根、有孔水笔12根、橡皮泥1包、剪刀12把。

五、教学时间

1课时。

六、教学过程

（一）阅读故事，感受精神

出示爱迪生图片，提问：他是谁？谁向我们介绍一下？（出示：书上文字，指名读）

他可真了不起。这些产品他是怎么发明出来的？是一下子就想到并做出来的吗？

我们通过视频来了解一下爱迪生发明灯泡的过程。（播放视频）

爱迪生在发明改进电灯时经历了怎样的过程？

板书：提出问题—设计制作—展示交流

像爱迪生这样的人，我们可以称之为“工程师”。工程师是设计、发明、制造产品的人。

你们有没有像工程师那样发明创造的经历呢？

想再经历一次吗？这节课让我们像工程师一样设计一个作品吧！（板书课题）

【意图解析】

阅读爱迪生的故事，观看爱迪生研究灯泡的过程，感受工程师需要不断测试和改进，体会工程师坚持不懈、锲而不舍的科学精神。

（二）OBE目标之一：提出问题，明确任务是做一个风向标

回想一下，妈妈带你放风筝时，看不见风，你是用什么办法知道风向的？还有呢？

你们的方法古人也用过。（出示：相风飘帛）

出示大箭头，提问：如果现在是南风，你怎么用箭头表示？东风西风北风呢？（学生随之调整箭头方向）

也就是说，箭头指向风来的方向。

你们很有办法，但是前面系绳子飘树叶呢，指向不明确又太麻烦，用箭头，风向明确了，但是举着又累又不稳定。我们能不能想个办法把箭头固定下来？怎么固定？（支架，底座）

箭头、支架、底座就组成了一个测风向的装置，这个装置就叫风向标。（板书：风向标）

【意图解析】

导入部分从开篇第一课《今天天气怎么样》拓展而来。给学生创设一个熟悉的放风筝场景，让学生回忆生活中测风向的方法以及箭头指向风来的方向。这里复习前概念，为本课明确OBE目标，强调根据实际需求确定产品奠定基础。

（三）OBE目标之二：设计图纸，选择材料做一个风向标

你能画一个自己心中的风向标吗？请把作业本翻到13页，画出你设计的风向标。（学生活动：画出你设计的风向标）

展示图纸，学生评价。

小组讨论，交流选材。

老师给大家准备了一些材料，你准备用它来做风向标的哪个部位？为什么？ （出示材料：卡纸、吸管、有孔水笔、橡皮泥）

能否转动？（出示：不能转动的风向标）怎么解决？（出示：风车、大头针）

请你们根据讨论的情况对自己的图纸进行再修改，不能错过任何材料和细节。

交流自己的图纸做了哪些修改。（加入连接部件）

【意图解析】

在设计中增加了考虑选择材料的环节，从每个部件必须具备什么特点到从有限的材料中选择有用的，遵循了工程教育以学生为中心的基本理念，锻炼了学生的思维能力。设计图纸环节是让学生体验工程师的工作还有一个建模的过程，强调必须先设计图纸再进行制作。讨论选择材料这个环节时，顺便解决技术中的难点：如何自如旋转。在大家讨论交流过程中养成学生愿意倾听、愿意分享他人信息的习惯。BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA

（四）OBE目标之三：制作调试，展示交流做的风向标

小工程师，还有问题吗？一定要对着图纸制作你的风向标。

领材料，开工。

全班交流，对自己和别人的作品提出改进意见。

我们按什么标准来评价别人的作品？（风向标转动是否灵活、箭头是否能准确指示风来的方向。）

怎样证明你的风向标有用？（风向标放在风口，要等一会儿才能看到效果，耐心等待，箭头指向风来的方向说明成功了。）

學生测试：几组代表轮流上一个测试台。

为什么指向相反的方向？哪儿出问题了？观察风向标。（出示：真正的风向标）

你对自己做的风向标有新的想法了吗？图纸准备怎么改？

请大家修改设计图后，再改进作品。（多个测试台）

再次展示交流产品。

原来你是怎样设计的？后来怎么改进的？最后成功了吗？

小结：制造一件产品真不容易啊！回想一下，我们都经历了哪些过程？

【意图解析】

让学生经历一个完整的工程技术过程，重点对风向标持续调试改进，展示交流做指导，尤其要让学生一定得根据图纸制作产品。当学生解决风向标的自如旋转问题以为大功告成时，却发现另一个问题。采用系统分析法，把自己的设计与生活中专业的风向标进行对比，除了发现各部分的重要性，还发现了风向标指向风来方向的秘密，最终制作成功。一波三折，学生的成就感不言而喻。

（五）拓展思路，完善作品

你对自己的产品还有其他要求吗？ 放哪儿比较合适？

请你们继续修改设计、研究。

小组展示多功能风向标。

欣赏屋顶上的风景。

（六）总结

我们学着像工程师那样制作产品，经历了哪三个过程？（明确问题、设计制作、展示交流）

希望课后你们也能处处留心，像工程师那样解决生活中的问题。

【意图解析】

通过OBE目标导向，以学生为中心，持续改进，经历一个完整的工程技术过程，也要让他们能用自己的话归纳总结工程师的工作流程。重点是这三个主要环节：明确问题、设计制作、展示交流。学生乐于表达、讲述自己的观点，认识到自己可以像工程师一样，利用科学技术改造自然，让生活环境得到改善。

七、板书设计

像工程师那样           做一个风向标

明确问题                箭头

设计制作                支架

展示交流                底座

八、专家点评

本课是全册最后一课的专项学习内容。老师在第一课时，让学生通过了解爱迪生改良灯丝的过程，感受到产品的制造要经过不断设计、改进、调试的过程。最后爱迪生向世界展示作品，又让学生认识到产品只有与大家分享交流才能更新迭代。第二课时以做一个风向标为媒介，让学生体会像工程师那样，经历前期探索、设计图纸初具模型、交流改进不断调试、展示分享这样一个完整的工程活动过程。让学生在有限的材料中进行选择，发现问题。每一次的改进都要先进行交流，产生思维碰撞，先改图纸再改设计，让学生有形成方案落实在纸上再动手的意识。学生的活动从做一个风向标开始，到解决工程的核心技术问题，即箭头和支架之间的连接是否可以灵活转动，最后发现，只有箭头小箭尾大，才会让风向标在风来临的时候指向风来的方向。这个过程是学生的思维不断深化升级的过程，他们体会到“做”的成功和乐趣，并把这个兴趣和理念延伸到课后。

【本文系中国教育学会教育科研课题“基于名师工作室的小学科学OBE项目学习研究”研究案例，批准号：FZ002601】BC511FD1-3693-4259-AAB1-E7F37823ECDA