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小學(xué)STEM未來計(jì)劃之《結(jié)構(gòu)大力士》獲獎科研報(bào)告一、項(xiàng)目名稱

Stem未來計(jì)劃之《結(jié)構(gòu)大力士》

二、學(xué)習(xí)目標(biāo)

工程:能構(gòu)思穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的橋梁,并可以參考設(shè)計(jì)圖制作橋梁;

科學(xué):認(rèn)識穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的相關(guān)特征,知道怎樣能將結(jié)構(gòu)改造得更加穩(wěn)定;

數(shù)學(xué):學(xué)會計(jì)算和標(biāo)注出正確的工程圖尺寸。

技術(shù):學(xué)會繪制工程設(shè)計(jì)圖,并能利用熱熔膠槍連接結(jié)構(gòu),制作穩(wěn)定的橋梁。

三、問題情境

橋一直與我們的生活息息相關(guān),給我們生活帶來便利,然而本地區(qū)一座年久失修的橋梁需要重新建造。這個現(xiàn)實(shí)的問題,引起學(xué)生對橋梁建造的興趣。建成一座經(jīng)得起時間洗禮的橋是一項(xiàng)非常值得驕傲的工程。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

(一)課前準(zhǔn)備——暴露項(xiàng)目起點(diǎn)

小學(xué)階段孩子處于形象思維階段。結(jié)構(gòu)對于孩子來說,在生活中的應(yīng)用十分少有,從而導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)探究的活動興趣不大。此外,雖然在六年級上冊結(jié)構(gòu)單元有所鋪墊,但學(xué)生的探究能力和制作能力仍需要一定的指導(dǎo)。

(二)課中準(zhǔn)備——把控項(xiàng)目關(guān)鍵

有效的指導(dǎo)必然是基于孩子們的探究起點(diǎn),基于學(xué)生在探究制作過程中碰到的困難或一直存在的問題。采用5E教學(xué)法,讓學(xué)生進(jìn)行分層式探究的關(guān)鍵在于以下幾方面。

第一、創(chuàng)設(shè)情境——激發(fā)興趣。教師在了解了學(xué)生前概念后,通過演示實(shí)驗(yàn)或創(chuàng)設(shè)生活中的問題情境來激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,引起學(xué)生的興趣,吸引學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步探究。通過創(chuàng)設(shè)生活中具體的情境來揭示“制作的目的”、“制作的前期準(zhǔn)備”、“制作的過程”、“制作后的交流匯報(bào)與評價(jià)”,讓興趣不大的活動變得更加有趣、有序。

第二、層層遞進(jìn)——提升技能。在結(jié)構(gòu)單元課堂的科學(xué)學(xué)習(xí)過程中,孩子們已經(jīng)了解了生活中的基本結(jié)構(gòu),經(jīng)過課前調(diào)查,大部分學(xué)生都能畫出并制作出三角形結(jié)構(gòu)圖和長方形結(jié)構(gòu)圖,并能對長方形結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性改進(jìn)。

(三)材料準(zhǔn)備——搭建項(xiàng)目基礎(chǔ)

1.穩(wěn)定性測試準(zhǔn)備:圓木棍、帶孔的雪糕棒

2.桁架橋制作準(zhǔn)備:圖紙、輕木條、木片、小圓柱、棉線、圓木棍等

3.工具準(zhǔn)備:熱熔膠槍、剪刀、透明膠帶、筆、小刀

五、課時安排

探究穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)與初步構(gòu)思:2課時

綜合構(gòu)思并完成設(shè)計(jì):1課時

制作與測試改進(jìn):2課時

交流展示與評價(jià):1課時

六、項(xiàng)目實(shí)施過程

(一)明確任務(wù)(5分鐘)

通過測試結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和改進(jìn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來幫助學(xué)生清晰穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的相關(guān)特征,并且指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會根據(jù)整體結(jié)構(gòu)的把握來設(shè)計(jì)并改進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。測試后繼續(xù)思考如何加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,最后增加一些新的結(jié)構(gòu)來優(yōu)化橋梁。學(xué)生明確了此次項(xiàng)目目標(biāo)需要建造一座能承受一定重量的橋梁。

(二)自主探究(120分鐘)

1.任務(wù)遞進(jìn):準(zhǔn)備階段—設(shè)計(jì)階段—制作階段—測試階段—改進(jìn)階段

2.梳理小結(jié):在本課中,為了達(dá)到目標(biāo),學(xué)生必須先對形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行一個穩(wěn)定性測試,搭建不同形狀的框架來測量它們的穩(wěn)定性。教師可以提出一些有效的問題激勵學(xué)生使用并理解科學(xué)和工程模型的試驗(yàn),比如“橋梁中需要用到哪些形狀的框架結(jié)構(gòu)呢?分別用在什么地方?”等問題將有助于引導(dǎo)學(xué)生對橋梁的不斷改進(jìn)和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(三)展示研討(20分鐘)

小組成員上臺描述和展示橋梁模型,闡述設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)的特點(diǎn),以及穩(wěn)定性測試結(jié)果和改進(jìn)措施。

1.闡述在活動中如何角色互換:活動中有可以根據(jù)每個人的特點(diǎn)分配不同的任務(wù),如總策劃、材料管理員、設(shè)計(jì)師、制作人員。各司其職,在自己的崗位上發(fā)光發(fā)亮。學(xué)生在每個活動中都可以轉(zhuǎn)換角色,對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問題不斷進(jìn)行研究。

2.在設(shè)計(jì)過程中遇到來哪些問題又是如何解決的。

(四)遷移運(yùn)用(5分鐘)

欣賞著名的橋梁設(shè)計(jì):了解現(xiàn)實(shí)的橋梁設(shè)計(jì)需要考慮的因素和建造過程中產(chǎn)生的問題,包括地形地勢、氣候情況等,類比我們建造橋梁的過程,總結(jié)工程橋梁建造的方法,提出進(jìn)一步改進(jìn)措施,并在課后做一些嘗試。

七、學(xué)習(xí)評價(jià)方法(15分鐘)

(一)分項(xiàng)式打分-----促進(jìn)評價(jià)機(jī)制精確性

教師可以采用筆試的測試來評價(jià)學(xué)習(xí)內(nèi)容的扎實(shí)性也可以在整個教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行分項(xiàng)式打分。例如:目標(biāo)、知識技能掌握、設(shè)計(jì)理念、分工制作模型、作品測試改進(jìn)等方面展開評價(jià)。評價(jià)的目的在于確保學(xué)生活動的方向或者鼓勵學(xué)生對框架結(jié)構(gòu)繼續(xù)探究,同時也為教師提供了一個評估自己教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)效果的機(jī)會。

(二)互評式反饋-----推進(jìn)評價(jià)主體多元化

可以采用師生互評、生生互評、學(xué)生自評、小組自評、小組互評的方式進(jìn)行多樣化評價(jià),這樣可以幫助老師和學(xué)生雙方都獲得比較及時的反饋,有利于改進(jìn)教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方法。

八、課后反思

(一)驅(qū)動教學(xué)循環(huán)模式

提高學(xué)生建模能力

它首先呈現(xiàn)出一個情境,引發(fā)學(xué)生的好奇心,進(jìn)而對這個問題進(jìn)行解剖,進(jìn)行探究活動,最后通過交流、遷移、評價(jià)環(huán)節(jié)提煉成抽象概念,制作過程肯定會遇到一些問題,可以進(jìn)行改進(jìn)再測試,一個完整的環(huán)節(jié)下來產(chǎn)生新的問題后繼續(xù)循環(huán)活動,不斷促進(jìn)新舊知識的整合。

(二)促動活動角色轉(zhuǎn)換

提升學(xué)生認(rèn)知水平

由于教師在有限的時間中規(guī)定了任務(wù),學(xué)生很難一個人完成,因此多數(shù)學(xué)生都愿意小組合作探究完成課堂中的探究。學(xué)生在每個活動中都可以轉(zhuǎn)換角色,對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問題不斷進(jìn)行研究,學(xué)生認(rèn)為這樣自發(fā)的探究活動使得他們充滿了興趣,并沒有因?yàn)檎n的結(jié)束而停止探究,在課外探究過程中,又會發(fā)現(xiàn)新問題,繼續(xù)探究,直到滿足自己的求知欲為止。

(三)加強(qiáng)小組團(tuán)隊(duì)建設(shè)激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

學(xué)生團(tuán)隊(duì)建設(shè)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。一方面,促進(jìn)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)。在合作的過程中,學(xué)習(xí)任務(wù)的分工,分組的人數(shù)、采取何種方法進(jìn)行探究,如何根據(jù)能力確定分配任務(wù)等,還是需要進(jìn)一步研究探討的。另一方面,自發(fā)地進(jìn)行探究活動,自

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