科学绘本 《超级大桥通车了》教学设计

一、课程背景 

《超级大桥通车了》这个科学绘本主要介绍了港珠澳大桥的建造过程。用绘本作为STEM课程对我来说还是第一次实践。课前，需要学生提前阅读绘本，熟悉绘本内容，尤其是涉及的专业性语言。同时，需要同学们对跨海大桥有基本的了解，尤其是了解港珠澳大桥的设计与其他跨海大桥的不同，从而进一步感受那种不惧艰辛、勇往直前的科学精神，同时体会到国家科学进步的强大力量和成果。

《超级大桥通车了》绘本教学分为三个环节，第一环节为阅读；第二个环节制作和试验；第三个环节为总结分享。本课例为第二环节，分为两个课时，制作部分以台湾智高教材为依托，让学生在科学课上，利用简单机械工具和零件，体验STEM课程做中学的实际操作，从而培养学生动脑动手、探究、交流、合作的能力。

二、课程目标

1、学习应用科学技术、工程搭建、遥控技术、数学计算等，培养综合解决问题的能力。

2、初步体验浮力、重力、遥控技术的在生活中的实际应用。

3、通过猜想、设计、实验，学习掌握智高零件及工具的使用方法及技巧，能够灵活使用材料。

4、通过阅读绘本，感知港珠澳大桥建设的不易和建设者的工匠精神。

5、感受中国超级工程和科技的飞速发展。

三、教学重难点

利用不同方法制作起重机与沉管，在规定的时间完成制作与安装。

四、教学准备

绘本、智高、水槽、KT板、壁纸刀、热熔胶枪、不同克数的重物。

五、授课班级和时长

大厂幸福学校五1班、110分钟

六、教学过程

第一课时（60分钟）

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情境引入（5分钟）

师：同学们，桥梁是我们生活中常见的一种方便通行的建筑物，谁来描述一下桥的基本构造？你知道一般的跨海大桥都有哪些部分组成吗？

生 ：桥墩、桥面等；桥塔、桥面、绳索、钢架结构等。

师：通过《超级大桥通车了》绘本阅读，同学们肯定对里面的内容有所了解，谁来简单介绍一下这个绘本？

生：《超级大桥通车了》是一本科学绘本，主要介绍了港珠澳大桥的建设过程…...

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共读绘本（10分钟）

师：先默读翻看绘本5分钟。

师：通过绘本阅读，同学们一定也被这座超级大桥震撼了吧！请同学来说一说港珠澳大桥与普通跨海大桥设计方案有什么不同？（在绘本的第几页？）它的科学性在哪里？

生：绘本第2页，他们提出了一个天才的设计方案：将大桥会影响船只和飞机通行的部分埋入海底，变成海底隧道。这个方案创造性地将大桥建成“桥梁+人工岛+海底隧道”的组合，使大型船只与飞机都能不受烦扰地通行。

师：你能说说港珠澳大桥的三个部分：桥梁、人工岛、海底隧道都包含什么内容吗？

生：绘本第4页，靠近珠海和澳门的区域建造的是桥梁。为了缩短施工时间，减少对中华白海豚的打扰，建造大桥需要的桥墩、钢箱梁等部件都是预制的；绘本第8页，靠近香港的地方，大桥就要变成海底隧道啦，修建海底隧道前，要建好隧道的出入口，也就是两座人工岛；绘本第20页，因为汽车不是潜水艇，不能在海水中行驶，所以工程师要为它制造一个密闭空间，把汽车行驶的道路与海水隔离开来，工程师选择用一种特制的沉管来建造海底隧道。

师：说到海底隧道，今天我们就来挑战一下，模拟制作其中的一个环节，制作安装海底隧道的“最终接头”，通过阅读绘本，海底隧道的“最终接头”是什么意思？ “最终接头”的工程和技术难度在哪里？

生：绘本26页，现在，终于要安装最后一节沉管了，工程师把它叫作“最终接头”。最终接头的体积和重量都比其它沉管小，可是，它的安装是最难的，因为它要同时和两端的沉管精准对接。

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活动探究（一）45分钟

师：总任务

制作一辆可遥控的起重机和一节长方体沉管，通过遥控起重机将沉管放置到水槽里标记的指定位置。（水槽标记的地方）

师：任务一（5分钟），完成任务单第一题

任务要求：根据任务单,小组讨论出如何画图，再由一名同学画出。

生：完成任务单第一题

师：任务二（40分钟），制作起重机和长方体沉管

任务要求：

（1）4人一组，其中两名同学制作一辆起重机，另外两名同学制作一节沉管，最后一起实验。

（2）起重机组：利用智高零件制作一辆起重机。

（3）沉管组：利用KT板制作一节15cm长×5cm宽×4cm高的长方体。

（4）桌面保持整洁有序（用不到的东西整齐摆在桌子中央）。

（5）讨论时仅限小组间听见。

（6）制作时间45分钟，提前完成可以先试验。

（7）注意安全。

生：分工、讨论、开始制作

第二课时（50分钟）

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活动探究（二）（30分钟）

教师任务：试验（动画演示港珠澳大桥最终接头安装视频）

任务要求：

（1）利用遥控起重机，将沉管放置到指定位置（除了放置重物，不能手动触碰沉管和起重机）

（2）连续试验成功两次，算成功

（3）试验不成功填写任务单第二题，并再次试验

师：任务提醒：

（1）放置沉管时需要考虑什么因素？

（2）怎么克服KT板轻的问题？你认为放置多少克数的重物会让沉管沉下去？

 生：讨论、开始试验

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交流、分享（15分钟）

师：选取实验成功的小组展示试验，讲解方案设计及制作技巧.

生：小组分工明确，起重机制作时利用三角形稳定性和桁架结构制作起重机，保证起重机的稳定性，起重机后面又加负重保持平衡（杠杆原理），利用滑轮组减少摩擦力，遥控电机进行操作，慢慢调整遥控技术，直到沉管到水面上指定位置。沉管制作画图，然后测量、裁剪、粘贴，然后和其他同学讨论如何放置到起重机上。第一次试验时，沉管没有沉下去，太轻了（有浮力），我们就先往沉管里放置了100g重物，但沉管仍会飘起来，又添加了100g重物，分别放在了沉管的两端，最后试验成功……

师：选择没有试验成功小组总结一下不成功的原因，查找问题，改进设计？

生：刚开始不知道起重机怎么做更好，思考时间太长了；沉管正视图、俯视图不会画；没有讨论如何放置沉管，一个钩子没办法挂上沉管……

师：从科学性、技术操控、结构搭建、数学计算引导板书加总结.

师：完成任务单第二题

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小结（5分钟）

今天我们通过实验，你是否有更深的感受？感受了科技的进步、科学的严谨，更感受了人类的智慧。最后我们一起观看港珠澳大桥视频，再次感受它的宏伟壮观！（播放视频）

七、教学反思

《超级大桥通车了》是一本科学绘本，它所涉及的专业知识和内容,让不了解港珠澳大桥或者对桥的构造、没有基本概念的同学来说是非常难读懂的，所以在前期工作中，已经让学生对这本绘本内容和港珠澳大桥的纪录片有了基本认识和了解。而针对这个科学绘本，主要是以STEM课程的形式来开展，让学生在阅读绘本，动手制作过程中，利用科学原理、工程技术、数学计算等将绘本内容展示出来，更加深入的了解“超级工程”和中国力量。

这节课主要是模拟港珠澳大桥海底隧道“最后接头”的制作与安装，我觉得整个环节的设计还是比较有层次的，学生都能按照预想设计完成任务要求。

1、通过课前自己阅读和课内默读阅读绘本，了解港珠澳大桥的设计，引出主题，根据主题再读绘本，能够从绘本中找出本节课的将要布置的任务和要求。

2、小组分工合作，学生投入其中，在完成任务单第一题均按要求填写。起重机组和沉管组小组两两配合，在规定的时间积极制作。

3、在试验环节，学生也是很积极在准备和试验，碰到问题立刻想办法解决。我们通过智高零件，利用滑轮组、仿生学、杠杆原理等科学原理（S），利用智高零件技术组装和遥控技术操控（T），进行桁架结构和利用三角形的稳定性的特性进行工程搭建（E），又进行沉管的测量、画图、标注尺寸和设计制作（M），让学更好的完成任务。

但本次课还是有不足之处的，还需要仔细打磨：

1、学生对学科知识的掌握程度把握不精准，本次授课分为8组，在收回的任务单中，没有一个组使用正视图的画法并标注尺寸的，还有小组对俯视图没有概念，这是数学基础的薄弱和科学任务单使用较少的缘故。

2、在搭建制作过程中，学生原有的基础是知道吊车或者是塔吊如何做，在碰到新名词“起重机”后，而且又是在船上，就不知道怎么做了，思考时间较长，耽误制作进度。

3、学生的合作能力仍然需要培养，虽然分组合作分别制作起重机和沉管，但两个组都只是在自己做自己的，没有充分考虑如何合作下面的放置问题，没有仔细讨论用什么方法将沉管放置到起重机上。

4、在试验阶段，有的小组就由于没有提前沟通沉管怎么放置到起重机上，造成了起重机无法吊起沉管，不过有的小组应变能力还是挺强的，学生能够迅速用壁纸刀开口并将沉管悬挂在起重机上，也算是间接的锻炼了他们的应变能力和解决问题的能力。

5、试验阶段最难的是用遥控技术将沉管精准的放置到指定位置，如果前期制作没有考虑绳子的摆动和沉管的安装及浮力等因素，很难控制遥控器。

6、小组分工需明确到人，虽然本次授课，小组有分工，但没有明确到人，尤其在分享阶段，学生会互相推诿，每个任务和环节都明确到人，学生会更加清晰。

虽然整个授课已经结束，但我从中学到很多，对科学绘本有了初步的了解，对STEM课程提供了更广阔的思路。通过绘本阅读，学生能够感受中国力量的强大，在STEM课中感受中国工匠精神，这也教会我在以后的STEM课程中一定要充分考虑各种情况，更充分体现学科特点，更好的展现学科内容。

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