工程技术OBE教学案例《玩转小水轮》

◇邵 庆（江苏：宜兴市新庄小学）

【学情分析】

《玩转小水轮》是苏教版小学科学一年级下册第二单元“水”的第二课。在认识了“水可以流动”的基础上，本课从工程技术的视角，根据OBE 教学理念设计教学内容，主要包括“探究用水的力量让小水轮转动起来”以及“探究让小水轮转得更快的方法”两个实验。一年级的学生在日常生活中对“水”有了一定的认识，但他们还不能用科学的语言来描述水的特性，也不能将现象与其特性对应起来。

【教学策略】

本课的教学目标是要让学生认识小水轮构造，能够利用身边的材料制作小水轮并探究水轮的转动原理。根据OBE 教学理念，即目标导向教学理念，设计教学环节，使课堂教学层层紧扣，步步深入，学生通过积累一个个小目标最终实现大目标。本课以“玩转小水轮”为学习项目，开展STEM 融合教学，通过以下四个环节，让学生了解水轮的结构和运作原理，并在探究如何让水轮转得更快的过程中，培养简单收集证据、处理信息和表达交流的能力：创设情境，激发学生探究兴趣；动手组装小水轮，感受操作带来的成就感；探究水轮转动原理，深入了解水的特性；提升发展，利用水的特性使水轮转得更快。

【设计目标】

用生活中的材料组装一个小水轮；

感知流动的水具有能量，是流水使小水轮转动；

利用流水使小水轮转动及影响小水轮转动快慢的因素。

【教学重难点】

利用水的流动性，知道水流有力量，并尝试通过实验发现水流量的大小、水位高低会影响小水轮转动快慢；

在探究“让小水轮转得更快”活动中，初步体会控制变量法。

【主要材料清单】

塑料片6 片，塑料杆子，塑料底座，水槽，漏斗2个，粗细不同的橡皮管各2根，水杯、水。

【教学过程】

一、创设情境，激发学生探究兴趣

通过上节课的学习，谈一谈对水的特点的认识，引导学生认识“水从高处往低处流”这一特点。

出示水轮视频，谈一谈对这个“大玩具”你有什么想知道的。

简单介绍水轮，引出课题。

通过复习引入，了解水有各种各样的特点，为水轮的运作原理与水的特点有关做铺垫。创设情境，吸引一年级学生的注意力，激发他们对水轮的好奇心，引导学生观察，便于制作水轮时材料的选取和组装。

二、组装小水轮，满足学生成就感

激发兴趣：你们想玩一玩水轮吗？可是它太大了我们搬不过来，怎么办呢？能不能想办法利用生活中的物品制作一个小水轮？

PPT 出示胡萝卜、铁丝、塑料片(或铁皮)图片。

小组讨论：我在家里找到了这些材料，可是该怎么把它们组装成水轮的样子呢？

视频演示：观看介绍水轮做法的视频。由于铁丝、铁片很危险，我准备了塑料的代替，请你们试着用视频中的方法，组装一个小水轮。

分组制作：比一比哪组最会分工、最安静、最快组装成小水轮。

小组展示：那你们的小水轮能灵活转动吗？拿起来拨一拨。你还可以用什么方法让它转起来？（吹一吹）

提出问题：为什么用手拨、用嘴吹就能使水轮转动起来？

引导总结：用手拨和用嘴吹，都有一股力量使水轮转动。

通过观察，学生了解了水轮的结构，便于寻找形状对应的物品来代替水轮的轮、轴、叶片等等。一年级学生文字感知能力还不强，通过操作视频再次强化组装要点，提高组装成功概率，满足学生的成就感。通过提问让学生发现水轮的转动需要力量，为感知流动的水也有力量做铺垫。

三、探究水让水轮转动的原理

视频展示：既然是水轮，怎么利用水使水轮转动起来呢？我带来了一杯水，还带来了一个漏斗和一根橡皮管，怎么使用这些器材呢？

分组操作。

看一看谁能让小水轮灵活地转动起来。

学生总结经验。请成功的组来分享一下秘诀：漏斗不能挡住叶片；水流要落在叶片的外部。

提出问题：为什么流动的水也能让水轮转起来？

引导发现：流水具有能量。（板书）

由于学生年龄比较小，看似简单的用水让水轮转起来也会存在问题，所以选择视频操作进行指导，再请成功的小组总结经验，以实现水轮转动的目标。再利用水轮转动需要能量，引导学生发现流水让水轮转动，是由于流水也具有能量。

四、拓展提升，用水的力量让小水轮转得更快

发现问题：为什么有的小组的水轮转得快，有的小组的水轮转得慢呢？想让小水轮转得更快该如何做呢？

通过对比，引导解决问题：当我们用手拨或者用嘴吹的时候，怎样才能使水轮转动得更快？（用更大的力）

规范科学语言：我们怎么用水使水轮转得更快呢？我们只有一杯水，怎么让它力量变大呢？

预设：我们可以把杯子拎得高一些，让水从高处倒下来。（板书：水位）

预设：我们加快倒水的速度，速度越快，一下子倒出来的水越多。（板书：水量）

展示器具实现控制水位和水量：粗细不同的橡皮管可以控制水量；铁架台可以控制水位。

初步体会控制变量：到底是高水位还是大水量可以让水轮转动更快呢？如果你们既把水拎得高，又使用粗的橡皮管，这样能得出结论吗？观看视频，视频中是怎样做的？两个实验，截图对比。

总结：当我们选择把水从更高的地方倒下来时，就要保证橡皮管一样粗；当我们选择粗细不一样的橡皮管时，就要保证水从同一高度倒下来。

分组分工合作实验：探究水流量的大小对小水轮旋转快慢的影响。

规范语言，汇报结果:在同一高度倒水，水流量越大，小水轮转得越快；水流量一定时，水位越高，小水轮转得越快。

这一部分是教学重难点，无论是科学语言的描述还是探究实验的操作，都对学生有着较高的要求。此处设计提问多个问题，先解决想要水轮转得快就要让水流力量变大，再讨论增大水流力量的方法，初步引入控制变量的实验思想。控制变量这一部分，设计了视频和图文对比观察，通过小组分工，由接受能力强的学生带动其他学生，从而达到教学目标。

五、应用与拓展

讨论：生活中我们经常会看到水塔，为什么水塔总建得高高的呢？

视频展示：了解人类对水力资源的利用及生活中常见水力方面的科技产品给人类生活带来的便利。

拓展：生活中我们还能利用水流的力量做哪些事情？展开想象设计一个小发明。

与生活接轨，让学生意识到所有的科学知识都与我们的生活密切相关。利用学生的发散思维，自主地发明创造，从而做到在学习中创造，在创造中学习。

【板书设计】

【专家点评】

OBE 是成果导向教育的简称，也叫目标导向教育。用鲜明的教学目标引导教师设计教学过程，课堂思路更为清晰，学生学习层级更为分明，有助于厘清课堂结构，理顺学生思维，使科学课堂更为高效。本节课的教学内容是组装并探究水轮转动原理。

本节课的亮点在于：这节课渗透了OBE 教育理念，即用学习成果指导教师反向设计教学过程。本节课学生需要学会什么？制作并研究小水轮的转动原理。如何实现这个学习目标？教师是这样分解学习总目标的：第一步要观察水轮结构并选取适宜的材料进行组装；第二步要会利用流水使水轮转动；第三步要学会提高水轮转动速度。三个分解后的学习目标螺旋上升、层层递进。对于实现教学目标，教师分别设计了这样几个环节：复习引入创设情境，引出小水轮，通过对水的探究兴趣，激发学生对水轮探究的兴趣，通过观察、思考和操作，达到第一目标；教师引导学生利用流水转动水轮，达到第二目标。结合徒手使水轮转动进行铺垫对比，教师层层引导学生研究影响水轮转动快慢的因素，并通过图文结合，初步渗透控制变量的科学思想。鼓励学生课后开动大脑发明创造，达到第三目标。教学环节紧凑，教学效率显著提高。