【科学项目化案例精选】“小小电工” 之制作小开关——四年级科学项目化学习

教育   2024-11-06 08:02   江西  

“小小电工”

之制作小开关

四年级科学微项目化学习 



01

项目背景

本课是教科版科学四年级下册“电路”单元的第7课。电路单元对应课标中核心概念“物质的运动和相互作用”中的“电磁相互作用”。通过往年的教学,这部分内容对学生来说比较抽象。虽然学生在生活中使用过开关,但对于开关的结构及其控制用电器的使用原理并不了解。因此选择本课进行微项目化的设计,旨在从开关的设计制作引入,发展开关的作用及其为电路必要电器元件的概念,为大单元的简单电路概念教学打下基础。

原教材在学生已经学习了前6课的内容,知道了电源、导线、用电器等是构成电路的必要元件;连接过实验室的单刀闸刀开关的基础上再进行小开关的设计和制作。通过以往的教学来看,学生设计制作的小开关“大同小异”,以模仿居多。现将其调整为学生进行了点亮小灯泡及导体和绝缘体等支架学习后,自主进行开关的设计制作引入,旨在发展学生的创新思维及动手解决问题等高阶思维能力。

02

项目目标

1、尝试利用身边的材料设计制作一个小开关,并用它来控制电路的通断。

2、通过设计和制作小开关,知道开关有些部分需要用导体,而有些部分必须用绝缘体。

3、 培养动手实践能力和创新意识,养成与同学交流分享自己的项目成果的习惯。

4、经历“明确问题——设计——制作——测试——改进”的工程设计思维。


03

项目实施

整个项目经历了支架学习——提出问题——设计作品——制作测试——交流展评——改进六个环节。

1

支架学习

2

提出问题

1.设置情境,明确项目主题

情境:豆豆同学胆小爬黑,妈妈买了小夜灯送给他,但寄过来的灯不能控制小灯泡的亮灭。

提出项目:设计制作一个控制灯泡亮灭的小开关

通过情境提出项目后,首先引领学生知道开关的功能是控制电路的通或断,这是制作成品实现的基本要求;而后全班共同明确开关的制作要求。

2.确立流程,明确评价标准

评价是贯穿项目化学习的重要环节,通过合适的评价内容及标准可以引导鼓励学生真正参与到项目中,并有所收获。因此,本项目采用跟着项目流程对其进行小组自评和互评,从而映射学生的参与状态。

3

设计作品

在制作成品的项目化学习中,设计是关键。在提供的材料中,学生选择合适的材料进行设计。由于前面的支架课程所做的铺垫,在设计过程中学生自然而然考虑到利用材料的导电性来控制电路的通断以及实现安全性。组内的学生“你言我语”,积极表达自己的“好点子”,集全组的智慧设计自己“理想”的小开关,并用图文结合的方式来呈现自己的想法。

设计好之后,展示设计方案,进行全班交流,然后接受其他同学的提问,对设计的开关的可行性进行讨论评价。在学生的设计图中已经可以发现开关的结构雏形。





4

制作测试

终于到了制作的环节,孩子们跃跃欲试。在材料站领到自己需要的材料后,整组齐心协力开始制作。过程中,学生有遇到例如开关设计过于理想复杂,而提供的材料及现有的动手能力无法实现;也有导线和开关的连接不够牢固等问题,学生们不断思考、不断修正,尽力去解决问题。制作好后,每组先进行测试,根据测试的情况进行调整。同时评价员及组长进行最后的评价。

5

交流展评

制作测试结束后,每个组展示自己制作的小开关,介绍小开关的优缺点,还可以怎样改进,在制作过程中遇到的问题及解决方法,全班交流。这个过程中既提升了学生的语言表达及展示交流的能力,而其他同学在交流的过程中也对自己组制作的小开关由更深入的想法。



6

改进

初步的成品总是不够完美,不是理想的,因此学生课后继续学习电路相关知识,同时观察生活中各种开关的内部结构,对自己制作的开关不断地改进迭代,学生在后续的环节中不断思考、不断创新。



04

成果展示




05

项目反思

从孩子们的设计图来看,尽管学生没有观察过实验室的开关及生活开关的内部结构,孩子们依然有创新的想法,例如有类似拉线开关、按压开关、推拉开关的设计。或许在制作实践的过程中,发现各种各样的问题而导致最后成品和最初的设计有所不同,但孩子们经历这个利用自己所知所能不断解决问题的过程对于高阶思维能力的提升非常有帮助。同时孩子们也能感受到生活中工程师设计制作产品的实际过程。最后的成品或许不够完美,但体现了孩子们对于开关功能及使用的想法。在制作过程中孩子们也有了更好的想法,但受材料所限而无法实现。因此在材料的提供上,或许可以拓宽范围,选择更加合适的材料,或者让学生自己去寻找生活中的材料,也许会有更多“惊喜”的成品。

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本内容选自路小科


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