小學(xué)科學(xué)教學(xué)融入STEM理念的設(shè)計(jì)與實(shí)踐案例：4上-設(shè)計(jì)制作小車

1、小學(xué)科學(xué)教學(xué)融 項(xiàng)目：設(shè)計(jì)制作小車（一）入STEM理念的設(shè)計(jì)與實(shí)踐案例【教材簡析】通過前面6節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道運(yùn)動(dòng)的小車與其受到的動(dòng)力、摩擦力 的關(guān)系，知道根據(jù)需要如何減小或增大摩擦力，認(rèn)識(shí)到了運(yùn)動(dòng)的物體具有能量, 這些能量可以以不同的形式來儲(chǔ)存。本節(jié)課將圍繞設(shè)計(jì)制作小車展開，這既是對(duì) 之前所學(xué)知識(shí)和技能的歸納和總結(jié)，又是進(jìn)一步培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展對(duì)工程設(shè)計(jì) 的認(rèn)識(shí)、理解和應(yīng)用?！緦W(xué)情分析】學(xué)生已經(jīng)見過并體驗(yàn)過各種動(dòng)力運(yùn)動(dòng)的車輛，對(duì)車輛的構(gòu)造和動(dòng)力有一定的 知識(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生具有豐富的想象空間，對(duì)許多事物充滿著好奇，也十分熱衷去制 作一些新奇的物品，這些都是本課開展設(shè)計(jì)小車的有利基礎(chǔ)。但要把想

2、象變?yōu)閷?shí) 際的作品，要面對(duì)的困難是很多的，因此，教學(xué)中不僅要引導(dǎo)學(xué)生利用已有的經(jīng) 驗(yàn)、知識(shí)和技能去設(shè)計(jì)能“做得到”的產(chǎn)品，還要讓他們能持續(xù)圍繞一個(gè)主題設(shè) 計(jì)開展有始有終的實(shí)踐活動(dòng)。【設(shè)計(jì)思路】基于學(xué)生已有認(rèn)知基礎(chǔ)，采用項(xiàng)目教學(xué)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法, 讓學(xué)生明確任務(wù)：利用生活中的材料設(shè)計(jì)制作一輛具有動(dòng)力的小車，它能在5 秒內(nèi)把兩塊橡皮運(yùn)輸至少1米遠(yuǎn)。同時(shí)讓學(xué)生明確制作小車的三點(diǎn)要求：1.車身 長度不超過25厘米；2.用橡皮筋或氣球做動(dòng)力；3.只能利用提供的材料。這一 任務(wù)促使學(xué)生運(yùn)用本單元所學(xué)知識(shí)完成挑戰(zhàn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)概念目標(biāo).工程設(shè)計(jì)中需要運(yùn)用相關(guān)的科學(xué)概念來解決問題。.工程設(shè)計(jì)

3、具有一定的執(zhí)行程序。科學(xué)探究目標(biāo).在教師引導(dǎo)下，能根據(jù)任務(wù)要求和材料條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)圖。.在設(shè)計(jì)討論活動(dòng)中，能傾聽他人的想法，并與之交流。.能對(duì)自己的想法和結(jié)果進(jìn)行反思，做出自我評(píng)價(jià)和調(diào)整?？茖W(xué)態(tài)度目標(biāo).發(fā)展對(duì)工程設(shè)計(jì)和動(dòng)手制作的興趣，激發(fā)創(chuàng)新精神。.能夠接納他人的觀點(diǎn)，不斷完善自己的設(shè)計(jì)制作。科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo).體會(huì)到制作的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)。.人們不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)以滿足不斷增加的需求。.意識(shí)到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會(huì)給人類和社會(huì)發(fā)展帶來好處。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：設(shè)計(jì)一輛具有動(dòng)力的小車來完成任務(wù)。難點(diǎn)：運(yùn)用給定的材料，繪制出小車的設(shè)計(jì)圖?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師：PPT,展板，點(diǎn)贊卡。學(xué)生：硬紙盒、橡皮

4、筋、氣球、輪子、連接軸、粗吸管、細(xì)吸管，項(xiàng)目書【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入，引入主題（5分鐘）.出示小車：本單元中，我們是用哪些動(dòng)力讓小車運(yùn)動(dòng)起來的？（彈力、拉 力、重力、反沖力等）.想不想自己來設(shè)計(jì)制作一輛小車呢？一一板貼課題。.了解車的構(gòu)造：車是由哪幾個(gè)部分組成的？板貼：車架、車身、車軸和輪 子。二、明確問題，設(shè)計(jì)方案（23分鐘）1.了解工程設(shè)計(jì)的四個(gè)步驟汽車工程師在造車過程中，一般要經(jīng)歷四個(gè)階段：明確問題一一制定方案一一實(shí)施方案一實(shí)施方案一一評(píng)估與改進(jìn)。2.明確任務(wù)來看看我們今天造車的任務(wù)，板貼：話 內(nèi)將兩塊橡皮運(yùn)輸至少1米遠(yuǎn)。具體的要求：PPT（1）車身長度不超過25厘米（2）用氣球或橡皮

5、筋作動(dòng)力（3）只能利用提供的材料3.頭腦風(fēng)暴t計(jì)一輛有動(dòng)力的小車，要求能在5秒專硬紙盒氣球橡皮筋/ 4輪子連接軸粗吸管一實(shí)施方案一一評(píng)估與改進(jìn)。一實(shí)施方案一一評(píng)估與改進(jìn)。2.明確任務(wù)來看看我們今天造車的任務(wù)，板貼：話 內(nèi)將兩塊橡皮運(yùn)輸至少1米遠(yuǎn)。具體的要求：PPT（1）車身長度不超過25厘米（2）用氣球或橡皮筋作動(dòng)力（3）只能利用提供的材料3.頭腦風(fēng)暴t計(jì)一輛有動(dòng)力的小車，要求能在5秒專硬紙盒氣球橡皮筋/ 4輪子連接軸粗吸管造這樣的一輛小車，我們應(yīng)該考慮哪些問題？（動(dòng)力大、要有貨廂、怎樣安 裝動(dòng)力、怎樣安裝輪子？）你是怎么想的？你的理由是什么？.溫馨提示PPT重點(diǎn)講解三視圖的畫法：把不同角度看

6、到的小車的樣子盡量地畫出來。小車設(shè)計(jì)圖目的:請(qǐng)利用生活中的材料制作一輛具有動(dòng)力的小車,使它能把兩塊橡皮運(yùn)愉1米遠(yuǎn)（直線距離）。要求:L車身長75超過25厘米；2.用橡皮筋或氣球作為動(dòng)力；3,只能利用提供的材料。書 橡皮筋口成本控制區(qū)材料 數(shù)量紙盒氣球橡皮筋輪子連接軸粗吸管細(xì)吸管.活動(dòng)要求計(jì)時(shí)間15分鐘，完成設(shè)計(jì)圖后，準(zhǔn)備發(fā)言稿。發(fā)言提示我們的設(shè)計(jì)有一個(gè)亮點(diǎn)。第一點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了，這是因?yàn)?。第二點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了,這是因?yàn)?O除此之外，我們還設(shè)計(jì)了一。6.學(xué)生設(shè)計(jì)，繪制圖紙三、展示方案、交流評(píng)價(jià). 一組示范講解設(shè)計(jì)圖工程師在設(shè)計(jì)圖紙后，會(huì)和其他設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分享交流，從而獲得更多的建 議。所以，先請(qǐng)XX

7、小組，請(qǐng)根據(jù)交流提示進(jìn)行介紹。大家認(rèn)真傾聽，重點(diǎn)關(guān)注 他們組設(shè)計(jì)的小車是否能完成任務(wù)，圖紙是否畫得清晰，講解是否簡練、清楚。.展示各組的設(shè)計(jì)圖各組將設(shè)計(jì)圖張貼在展板上，由本組的講解員負(fù)責(zé)講解設(shè)計(jì)意圖，其他同學(xué) 認(rèn)真傾聽后，給各組的設(shè)計(jì)進(jìn)行點(diǎn)贊。.點(diǎn)贊活動(dòng)。.大家看一下，哪一組點(diǎn)贊較多，請(qǐng)點(diǎn)贊的同學(xué)來說說點(diǎn)贊理由。這個(gè)小組點(diǎn)贊比較少，來說說沒給點(diǎn)贊的理由。四、完成自評(píng).根據(jù)評(píng)價(jià)量表完成自評(píng)。小乍設(shè)計(jì)制作評(píng)價(jià)ht衣2.拓展：課后以小組為單位，共同完成設(shè)計(jì)圖的改進(jìn)。項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容H當(dāng)自評(píng)1表示不滿意2表示比較滿意3表示非常滿意小車設(shè)計(jì)區(qū)動(dòng)力方式明確回合理選擇材料它標(biāo)注了小車的尺寸已有國出兩個(gè)角度以上的

8、設(shè)計(jì)圖團(tuán)隊(duì)分工 合作回設(shè)計(jì)小車前,每位組員都充分發(fā)表了自己的意見 團(tuán)團(tuán)隊(duì)有合理的分工，協(xié)作順暢展示講解區(qū)對(duì)設(shè)計(jì)和制作過程講解清晰，聲音洪殼，思路開闊【教學(xué)反思】設(shè)計(jì)制作小車是運(yùn)動(dòng)和力單元的技術(shù)與工程課，本課的設(shè)計(jì)突出這 類課程的特點(diǎn)：以“項(xiàng)目學(xué)習(xí)”為核心，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐活 動(dòng)，體會(huì)工程設(shè)計(jì)不是一次就能成功的，而是在一次次的迭代改進(jìn)中逐步完善。.引導(dǎo)“頭腦風(fēng)暴”，明確設(shè)計(jì)目的本課針對(duì)的是中年級(jí)學(xué)生，根據(jù)技術(shù)與工程的教學(xué)目標(biāo)，本課的要求是在給 定材料的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一輛能完成任務(wù)的小車。要完成這一任務(wù)，對(duì)四 年級(jí)來說是有一定挑戰(zhàn)性的。因此，在明確具體的任務(wù)后，引導(dǎo)小組頭腦風(fēng)

9、暴, “造這樣的一輛小車，我們應(yīng)該考慮哪些問題？ ”（用什么作動(dòng)力？怎樣安裝動(dòng) 力？怎樣安裝輪子？等）使學(xué)生在動(dòng)手之前先動(dòng)腦，充分發(fā)揮全組學(xué)生的創(chuàng)造力, 盡可能地考慮到更多細(xì)節(jié)，使設(shè)計(jì)更有目的。.搭建“思維支架”，促進(jìn)有效繪圖本冊(cè)教材中的技術(shù)與工程學(xué)習(xí)，都要求學(xué)生繪制設(shè)計(jì)圖。在本課中，不僅要 求學(xué)生畫出小車的設(shè)計(jì)圖，而且鼓勵(lì)學(xué)生從前、后、左、右、上方等角度畫出更 多的結(jié)構(gòu)圖，并盡量標(biāo)注清楚各部分的尺寸，還要求確定制作所需的材料、數(shù)量 及其工具，這需要學(xué)生根據(jù)任務(wù)進(jìn)行整體思考。因此，學(xué)生繪制圖紙前，先學(xué)習(xí) 多視圖的繪制方法，提供給學(xué)生材料參考，提供規(guī)范的設(shè)計(jì)圖和自我評(píng)價(jià)量表, 這些都給學(xué)生的繪圖提供了參考。.關(guān)注全員展示，引發(fā)互動(dòng)學(xué)習(xí)本課的展示環(huán)節(jié)，先讓一組優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)先行示范講解,其他同學(xué)帶著任務(wù)傾聽, 促進(jìn)有效評(píng)價(jià)的開展。接著，讓所有小組的設(shè)計(jì)展示在展板上，所有成員去各組 參觀、學(xué)習(xí)，去傾聽各組講解員的介紹，并根據(jù)自己所看、所聽，給自己認(rèn)為優(yōu) 秀的設(shè)計(jì)點(diǎn)贊，并要求說出點(diǎn)贊的理由。在這樣的展示交流平臺(tái)中，全員參與, 引發(fā)各組間的互動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生經(jīng)過觀察、思考，針對(duì)他人的優(yōu)點(diǎn)和他人的建議, 對(duì)