工程技術OBE教學案例《玩轉小水輪》

◇邵 慶（江蘇：宜興市新莊小學）

【學情分析】

《玩轉小水輪》是蘇教版小學科學一年級下冊第二單元“水”的第二課。在認識了“水可以流動”的基礎上，本課從工程技術的視角，根據OBE 教學理念設計教學內容，主要包括“探究用水的力量讓小水輪轉動起來”以及“探究讓小水輪轉得更快的方法”兩個實驗。一年級的學生在日常生活中對“水”有了一定的認識，但他們還不能用科學的語言來描述水的特性，也不能將現象與其特性對應起來。

【教學策略】

本課的教學目標是要讓學生認識小水輪構造，能夠利用身邊的材料制作小水輪并探究水輪的轉動原理。根據OBE 教學理念，即目標導向教學理念，設計教學環節，使課堂教學層層緊扣，步步深入，學生通過積累一個個小目標最終實現大目標。本課以“玩轉小水輪”為學習項目，開展STEM 融合教學，通過以下四個環節，讓學生了解水輪的結構和運作原理，并在探究如何讓水輪轉得更快的過程中，培養簡單收集證據、處理信息和表達交流的能力：創設情境，激發學生探究興趣；動手組裝小水輪，感受操作帶來的成就感；探究水輪轉動原理，深入了解水的特性；提升發展，利用水的特性使水輪轉得更快。

【設計目標】

用生活中的材料組裝一個小水輪；

感知流動的水具有能量，是流水使小水輪轉動；

利用流水使小水輪轉動及影響小水輪轉動快慢的因素。

【教學重難點】

利用水的流動性，知道水流有力量，并嘗試通過實驗發現水流量的大小、水位高低會影響小水輪轉動快慢；

在探究“讓小水輪轉得更快”活動中，初步體會控制變量法。

【主要材料清單】

塑料片6 片，塑料桿子，塑料底座，水槽，漏斗2個，粗細不同的橡皮管各2根，水杯、水。

【教學過程】

一、創設情境，激發學生探究興趣

通過上節課的學習，談一談對水的特點的認識，引導學生認識“水從高處往低處流”這一特點。

出示水輪視頻，談一談對這個“大玩具”你有什么想知道的。

簡單介紹水輪，引出課題。

通過復習引入，了解水有各種各樣的特點，為水輪的運作原理與水的特點有關做鋪墊。創設情境，吸引一年級學生的注意力，激發他們對水輪的好奇心，引導學生觀察，便于制作水輪時材料的選取和組裝。

二、組裝小水輪，滿足學生成就感

激發興趣：你們想玩一玩水輪嗎？可是它太大了我們搬不過來，怎么辦呢？能不能想辦法利用生活中的物品制作一個小水輪？

PPT 出示胡蘿卜、鐵絲、塑料片(或鐵皮)圖片。

小組討論：我在家里找到了這些材料，可是該怎么把它們組裝成水輪的樣子呢？

視頻演示：觀看介紹水輪做法的視頻。由于鐵絲、鐵片很危險，我準備了塑料的代替，請你們試著用視頻中的方法，組裝一個小水輪。

分組制作：比一比哪組最會分工、最安靜、最快組裝成小水輪。

小組展示：那你們的小水輪能靈活轉動嗎？拿起來撥一撥。你還可以用什么方法讓它轉起來？（吹一吹）

提出問題：為什么用手撥、用嘴吹就能使水輪轉動起來？

引導總結：用手撥和用嘴吹，都有一股力量使水輪轉動。

通過觀察，學生了解了水輪的結構，便于尋找形狀對應的物品來代替水輪的輪、軸、葉片等等。一年級學生文字感知能力還不強，通過操作視頻再次強化組裝要點，提高組裝成功概率，滿足學生的成就感。通過提問讓學生發現水輪的轉動需要力量，為感知流動的水也有力量做鋪墊。

三、探究水讓水輪轉動的原理

視頻展示：既然是水輪，怎么利用水使水輪轉動起來呢？我帶來了一杯水，還帶來了一個漏斗和一根橡皮管，怎么使用這些器材呢？

分組操作。

看一看誰能讓小水輪靈活地轉動起來。

學生總結經驗。請成功的組來分享一下秘訣：漏斗不能擋住葉片；水流要落在葉片的外部。

提出問題：為什么流動的水也能讓水輪轉起來？

引導發現：流水具有能量。（板書）

由于學生年齡比較小，看似簡單的用水讓水輪轉起來也會存在問題，所以選擇視頻操作進行指導，再請成功的小組總結經驗，以實現水輪轉動的目標。再利用水輪轉動需要能量，引導學生發現流水讓水輪轉動，是由于流水也具有能量。

四、拓展提升，用水的力量讓小水輪轉得更快

發現問題：為什么有的小組的水輪轉得快，有的小組的水輪轉得慢呢？想讓小水輪轉得更快該如何做呢？

通過對比，引導解決問題：當我們用手撥或者用嘴吹的時候，怎樣才能使水輪轉動得更快？（用更大的力）

規范科學語言：我們怎么用水使水輪轉得更快呢？我們只有一杯水，怎么讓它力量變大呢？

預設：我們可以把杯子拎得高一些，讓水從高處倒下來。（板書：水位）

預設：我們加快倒水的速度，速度越快，一下子倒出來的水越多。（板書：水量）

展示器具實現控制水位和水量：粗細不同的橡皮管可以控制水量；鐵架臺可以控制水位。

初步體會控制變量：到底是高水位還是大水量可以讓水輪轉動更快呢？如果你們既把水拎得高，又使用粗的橡皮管，這樣能得出結論嗎？觀看視頻，視頻中是怎樣做的？兩個實驗，截圖對比。

總結：當我們選擇把水從更高的地方倒下來時，就要保證橡皮管一樣粗；當我們選擇粗細不一樣的橡皮管時，就要保證水從同一高度倒下來。

分組分工合作實驗：探究水流量的大小對小水輪旋轉快慢的影響。

規范語言，匯報結果:在同一高度倒水，水流量越大，小水輪轉得越快；水流量一定時，水位越高，小水輪轉得越快。

這一部分是教學重難點，無論是科學語言的描述還是探究實驗的操作，都對學生有著較高的要求。此處設計提問多個問題，先解決想要水輪轉得快就要讓水流力量變大，再討論增大水流力量的方法，初步引入控制變量的實驗思想。控制變量這一部分，設計了視頻和圖文對比觀察，通過小組分工，由接受能力強的學生帶動其他學生，從而達到教學目標。

五、應用與拓展

討論：生活中我們經常會看到水塔，為什么水塔總建得高高的呢？

視頻展示：了解人類對水力資源的利用及生活中常見水力方面的科技產品給人類生活帶來的便利。

拓展：生活中我們還能利用水流的力量做哪些事情？展開想象設計一個小發明。

與生活接軌，讓學生意識到所有的科學知識都與我們的生活密切相關。利用學生的發散思維，自主地發明創造，從而做到在學習中創造，在創造中學習。

【板書設計】

【專家點評】

OBE 是成果導向教育的簡稱，也叫目標導向教育。用鮮明的教學目標引導教師設計教學過程，課堂思路更為清晰，學生學習層級更為分明，有助于厘清課堂結構，理順學生思維，使科學課堂更為高效。本節課的教學內容是組裝并探究水輪轉動原理。

本節課的亮點在于：這節課滲透了OBE 教育理念，即用學習成果指導教師反向設計教學過程。本節課學生需要學會什么？制作并研究小水輪的轉動原理。如何實現這個學習目標？教師是這樣分解學習總目標的：第一步要觀察水輪結構并選取適宜的材料進行組裝；第二步要會利用流水使水輪轉動；第三步要學會提高水輪轉動速度。三個分解后的學習目標螺旋上升、層層遞進。對于實現教學目標，教師分別設計了這樣幾個環節：復習引入創設情境，引出小水輪，通過對水的探究興趣，激發學生對水輪探究的興趣，通過觀察、思考和操作，達到第一目標；教師引導學生利用流水轉動水輪，達到第二目標。結合徒手使水輪轉動進行鋪墊對比，教師層層引導學生研究影響水輪轉動快慢的因素，并通過圖文結合，初步滲透控制變量的科學思想。鼓勵學生課后開動大腦發明創造，達到第三目標。教學環節緊湊，教學效率顯著提高。