《我们生活的世界》教学设计
王力苑
一、教学背景
1.跨学科概念
本跨学科教学主要涉及的跨学科概念是：系统与模型、稳定与变化
2.主要关联学科
（1）科学
11.3人类活动对环境的影响
1~2年级：①举例说出人类的生活与自然环境有关，知道地球是人类与动植物共同的家园。
12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造。
1~2年级：①知道我们周围的人造物是由人设计并制造出来的，观察和区别身边的自然物和人造物。
12.2技术与工程改变了人们的生产和生活
1~2年级：③举例说出周围简单科技产品的结构和功能，知道科技产品给人们生活带来的便利、快捷和舒适。
13.2工程的关键是设计
1~2年级：②学会使用简单的草图，说出自己的思路。
（2）数学
主要是模型思维的融合。利用设计图、沙盘模型来了解实物，将思考与所学直观展现出来或更佳深入的研究，感受重大技术发明会给人类社会带来深远影响。
（3）语文
在系列任务中，尝试用科学、完整的语言表达观点，将设计意图、评估结果进行梳理，并用简单、明确的语言表达出来。
（4）人文
综合考虑环境、绿化、人与自然世界的和谐共存等问题。帮助学生初步形成辩证的认识、可持续发展意识……
二、教学目标
1.科学观念
在知道人造物是由人设计并制造出来的，观察和区别身边的自然物和人造物。举例说出人类的生活与自然环境有关，知道地球是人类与动植物共同的家园的基础上初步形成人与自然和谐共存的意识，并进一步感受“系统与模型、稳定与变化”的跨学科概念。
2.科学思维
在实践中，经历“需求—设计—改造—评估”的流程，逐步形成技术思维。
3.探究实践
在教师的指导下，能够对自然世界和人工世界提出感兴趣的问题，简要描述按照需求将自然世界改造成人工世界的过程，并有反思、评价和改进的意识。
4.态度责任
能够在团队中交流问题，提供可行性建议，发展反思质疑和勇于探索的意识。
三、教材内容
本课隶属于教科版小学科学教材二上《材料》单元。
四、教学策略
1.创连续事件情境化教学——引发深度学习
本课情境脉络：脉络1：事件情境设计，以兴趣激发学习，外在刺激；脉络2：层级建模贯穿，以需求推动建造，内外融合；脉络3：图纸迭代呈现，技术思维需培养，内在提升；脉络4：系列思维设置，做思结合促发展，内在提升；脉络5：重演浓缩体验，科学人文相融合，暗线渗透。
本课通过引导学生产生需求，并依一个个的需求完成设计图、选择资源、在沙盘中不断改造小世界、召开成果发布会……
2.融入多学科元素于教学——提升核心素养
（1）科学与人文结合，促可持续发展观念形成
利用重演浓缩体验的方式，带领学生重走人工世界发展的历程，在重走历程及展望未来的过程，引发学生深入思考未来产品、世界的改进方向，学生会发现技术与工程确实可以扩大人类的活动范围，实现人类的很多梦想，让我们的生活变得更舒适便捷，在这一过程中体验稳定与变化，而这些变化同时也会带来一些不可避免的负面影响，如过度开发自然资源、污染、机器代替人类后的灾难等，在这一重演过程中，学生逐渐形成了全面认识问题及可持续发展的科学观念，找到稳定与变化的平衡点。
（2）科学与数学结合，促跨学科概念有效建立
模型思维是数学学习中很重要的思维模式，在解决问题的过程中起着至关重要的作用。
科学素养的导航图
在本课设计过程中，针对探究实践环节，不是利用简单的图片进行分类或介绍，而是借助有层级的模型贯穿始终，通过模型思维的建构和应用，帮助学生初步了解什么是系统，并在头脑中尝试将系统和模型建立联系，在体验中逐步感知自然系统和模型系统之间的关系，并在此基础上，逐渐意识到任何复杂的系统都可以用简单模型来表示，未来自己研究新问题时，就会有意识地建立模型来描述、解释要研究的问题。
（3）科学与语文结合，促科学技术思维的发展
语言是思维的外壳，本课在带领学生经历浓缩的世界改造史，未来发展畅想过程中，引导学生在模型改进中，产生新想法，迸发新需求，并经历设计、改造、评估的过程，然后再次产生新的需求，周而复始的经历“需求—设计—改造—评估—新需求”的技术迭代过程，并利用有结构的问题链，帮助学生在头脑中梳理所思、所想，所做，将他们经历的过程用完整语言表达，锻炼学生的语言表达能力，并在思考、实践与表达中，逐步培养技术工程思维
教学过程
1.创设情境
教师组织：带领学生走进“小世界”，介绍小世界模型。
学生活动：观察并描述小世界的样子。
设计意图：用模型情境将学生卷入到实践探究中。（思维层级1：记忆应用）
2.实践探究
（1）任务1：设计、改造能够满足人类生存需求的“小世界”。
教师组织：①思考：生存在小世界里，必备的条件是什么呢？②小组为设计团队，设计满足生存需求的小世界，在设计册中完成设计图。③引导学生选取资源，完成小世界搭建。④引导学生对改造情况进行描述。
学生活动：①学生可能会说：需要食物、水、房屋……②小组讨论并完成设计图。③学生改建小世界。④召开改造成果发布会。
设计意图：在小世界中思考满足生存需求需要哪些必备条件，培养学生全面思考的意识。
（思维层级2：比较分析）
通过实践经历“需求—设计—改造—评估”流程。熟悉技术工程过程，逐渐形成技术思维。
（2）任务2：设计、建造能够满足人类生存方便、舒适需求的“小世界”。
教师组织：①提出思考，对你的小世界满意吗，有没有新需求或想法。②根据需求（方便、舒适），设计、改进、评估小世界。
思考：在小世界里方便、舒适的生活的条件是什么？
小组为设计团队，设计满足方便、舒适需求的小世界，在设计册中完成设计图。引导学生选取资源，完成小世界搭建。
对改造情况进行交流。
学生活动：①学生产生新的想法与需求：有些不方便；没有娱乐……
②设计、选取资源、完成改造。召开改造成果发布会。
设计意图：模型层级贯穿教学。在实践经历中向学生渗透“模型与系统、稳定与变化”的跨学科概念。（思维层级3：比较分析、审辩判断）
3.任务3：从小世界中取走资源
教师组织：①认识自然物和人工物；②引导学生思考提出新想法；③从小世界中取走1样资源，你们选择……理由是……再取走3样资源，你们选择……理由是……
学生活动：这个世界太拥挤了……学生尝试从自己不断改造的小世界中取走资源并阐述理由，进行逆向思考。
设计意图：通过逆向思维引导学生思考模型与系统的关系。（思维层级4：审辩判断）
4.总结延伸
教师组织：在畅想未来的世界过程中，思考自然世界与人工世界如何才能和谐发展。
①回顾最初的小世界是什么样子？了解自然世界与人工世界的概念。
②思考科技高速发展的人工世界会怎样？
③总结：合理开发，不能过度利用自然资源，自然世界和人工世界和谐共存，我们的生活才能更加美好的意识。
④揭示单元的后续学习。
学生活动：观看图片与微视频，了解后续学习内容。
设计意图：通过讨论、观看科幻片片段等形式，引导学生思考过度开发自然资源的弊端，引发深入思考，形成人与自然环境和谐发展的意识。通过大单元教学，将碎片知识点建立关联。（思维层级5：转化创造）
教学感悟：
一、设计事件情境，以兴趣激发学习
引导学生聚焦现象，自主提出可研究的问题是模型建构的前提。而有效的教学情境是生发问题、产生认知冲突以及促进学生积极思考的前提条件，有效的情境应基于实际生活、接近真实情境，紧扣教学内容。在这十节课得教学中，我们都能看到每一位教师都能从孩子们得身边事物入手，创设事件情境，贴近学生生活，带领学生走入情境，探索科学奥秘，学生们得兴趣浓厚，给予直接有效得外在刺激。
二、层级建模贯穿，以需求推动建造
学生的认知是一个从未知到清晰、从无序到有序的发展过程，杂乱无序的碎片化知识很难纳入知识框架，更无法构建知识体系，实现对事物变化规律与本质属性整体的认知。模型是对客观事物的抽象提炼，以系统化和结构化的形式给事物的各属性有序编码，这也决定了模型能与学生原有的认知结构有序、高效地对接与整合。因此，模型推导中的逻辑性尤为重要。通过设计层层递进的建模过程，以学生的内在需求来推动学生的搭建构造，通过内外融合的方式促进学生科学思维的形成。
三、图纸迭代呈现，技术思想得培养
在图纸设计环节，学生明确工程实践的影响因素和限制条件，并基于现实的复杂情况形成设计方案、完成建模。模型的搭建涉及数学、科学、工程等多种学科知识的综合运用，教师尽可能地给学生提供帮助，以先学的内容为基础，促进后学知识的理解和巩固。
系列思维设置，做思结合促发展
科学思维的培养是形成科学核心素养的关键步骤，在科学教学中可通过多样化的教学模式，有效设计教学活动，激发学生学习兴趣，优化学生学习品质，培养学生科学思维，落实科学核心素养。教师可通过层层递进式的教学环节设计，引导学生在实践的过程中不断建构科学思维。如金老师通过自制小世界，认识人物和自然物，鼓励学生大胆动手，科学质疑。学生在已有知识认知的基础上，提出问题、寻找证据，最后通过批判性思考来验证或解释实验现象。通过以上活动激发学生的好奇心，培养学生的批判性思维精神，为学生未来的学习和发展奠定基础。
