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【E教中国·STEAM】基于STEAM理念的项目式学习
作者:王璐琼 来源:学生周刊 点击:1988次 评论:0

   01设计依据

   STEAM理念是我校自办学以来一直坚持着的一项教学观点,因此我校大力支持并开展STEAM课程,并结合我校的航模课程特色,将航模与STEAM进行有机整合,组建研究团队,在“航模STEAM”课程中进行实践。
   02课例特色
   我校在教学实践中不断完善“航模STEAM”校本课程,并自主编印校本教材《“添翼”之小小飞行员》。本课程以航模基础课为载体,融入文学、体育、品德等学科,再结合科学、技术、艺术、工程、数学等领域,鼓励学生在探究学习的过程中实现自我发展。本课程促使学生学会自主提问、小组探究和解决问题等技能。
   STEAM体验园,是我校为开设STEAM课程而特地修建的四个专用教室,分为模拟飞行舱、梦工厂、无人机小屋和远航教室,配备了多种专业用具和材料。该区域为学生的动手实践和探究创新等能力发展提供了条件,是我校实现跨学科育人功能的良好平台。
   03教学目标
   知识与技能认识各类航模;能说出航模的飞行原理,并整合运用跨学科的航模知识。
过程与方法通过自主探究与小组合作,进行具体的实践操作,体会认识—设计—制作—调试的过程,实现全方位的综合能力。
   情感态度与价值观在探究与实践过程中,增强小组合作意识与创新意识;形成独立解决问题的能力;提高艺术审美和技术运用的能力。
   04内容呈现
   一认识航模F16战斗机模型
   学生通过课件欣赏与知识链接,了解不同类型的航模作品。教师重点介绍F16战斗机模型,让学生清楚各部分的结构特征,并将其种类进行分类。
   观看视频:F16战斗机的飞行场景。教师引导学生思考,并提出问题——F16战斗机是如何起飞的?围绕这一问题,全班开展小组合作与科学探究,并组织开展风洞实验,发现并总结实验结果,最后进行小组汇报交流,得出F16战斗机的飞行原理——伯努利原理。
   设计意图:教师在课堂上提供充足的资源,让学生去欣赏、去了解,健全学生对F16战斗机的认知,拓宽学生的综合视野,发展学生的艺术(A)素养。教师通过视频引导学生展开思考,提出问题,帮助学生形成自主提问的能力。学生围绕一个问题展开科学探究与实验操作,增强了动手实践能力与小组合作意识,并在实践过程中落实了他们的科学(S)素养。
   二设计航模F16战斗机模型
   仔细研究F16战斗机的各部分结构及其作用(如图1),F16战斗机分为机头、机翼、机身、垂直尾翼、水平尾翼。师生共同讨论,对各部分结构的形状与种类进行思考和探讨,交流得出不同结构产生的不同功能。根据教师提供的设计样纸,全班学生进行技术发挥,设计F16战斗机(如图2),要求附有标注和设计说明。
   在设计之前,教师引导学生体验“比例”的优点,强调比例图与实际图的相同与不同之处,渗透“比例”的数学知识。在设计过程中,教师鼓励学生运用“比例”等数学知识,将设计图纸进行同比例缩小,方便画图,同时进行精确测量(精确到mm),规范设计要求。
设计意图:基于STEAM课程的模型类教学,离不开技术设计这一层面,通过对各部分结构及其作用的深入剖析环节,帮助学生清楚每一个设计要素,将想象付诸实践,并通过画笔记录下心中的航模造型,强化学生的技术(T)素养。并且在课程设计环节渗透“比例”的数学知识,以及按比例缩小模型的数学概念,体会数学给生活带来的便利,落实了学生的数学(M)素养。
 

      图1
 

        图2
   三制作航模F16战斗机模型
   教师提供实物教具,详细讲解材料的质地与用途,以及各类工具的使用方法,并适时组织学生进行动手实践,规范学生正确使用工具。
   开展师生讨论,选择制作航模F16战斗机模型的材料和工具,学生以小组为单位,动手实践,制作航模F16战斗机模型(如图3)。

   设计意图:通过认识与使用材料和工具,体会航模与生活的密切联系,加强学生独立解决实际问题的能力,规范各类生活用具的正确使用方法。以小组为单位开展制作活动,提高了学生动手实践能力与小组合作意识,最终实现学生的工程(E)素养。
 


      图3
   四调试优化航模F16战斗机模型
   学生在放飞航模的过程中,发现飞机无法平稳飞行,教师引导学生自主提问:飞机为什么飞不稳?围绕这一问题,学生开展自主探究,科学理解飞机无法平稳飞行的原因,即飞机前后重量不一样。
   根据研究结果和原因分析,引导学生开展技术探究,思考正确合适的技术方法来进行飞机配重的调试,即增加机头配重,或减轻尾翼配重。在教师的辅导和提示下,可在机头插入若干枚钉子(如图4)。学生两人为一小组,去操场上进行飞机配重的调试,直至飞机能够平稳飞行。
最后优化航模F16战斗机模型,达到美装的作用(如图5)。


   设计意图:在本环节教学中,围绕一个问题“飞机为什么飞不稳”引导学生进行问题解决与技术研究,以及思考“使飞机前后一样重”的技术方法,在思考过程中落实技术(T)素养。进而将其付诸实践,利用工程理念进行飞机配重的调试,学生自己动手实践,调节试飞模型飞机,实现工程(E)素养的发展,且此环节在户外进行,开放了教学形式。在学生调试成功之后,进行飞机美装,激发了学生的创意思维,发展了学生的艺术(A)素养。
 

     图4


      图5

   05实践反思
   通过多次的课堂实践,我们发现STEAM课程考验的是教师的综合素质。一节融合了科学、技术、工程、艺术、数学五大领域的综合性课程,需要全能型教师的教学,加上本课分为室内教学和户外教学,更加考验执教者的课堂把控能力。由于STEAM课程需要学生以小组为单位,开展动手操作等活动,这就需要教师具备正确引导与有效调控的能力,因此活动前的任务布置十分关键,让学生清晰了解自己所要负责的项目,从而实现有效教学。
   通过STEAM课堂的教学,学生加强了对各方面的了解,学会主动提问,开始积极思考,并会结合各类素养进行深入探究,轻松拓宽了综合视野。
   06教学点评
   在STEAM课堂中,经过独立思考与小组探究,学生就像“飞机工程师”一样,设计并制作出了一架架航模F16战斗机模型,STEAM理念就这样实现了。学生围绕一个问题“飞机为什么会飞”,以小组为单位综合运用科学、技术、工程、艺术和数学等跨学科的知识与技能,自主探究,创新优化,理解了飞机的飞行原理,并亲手设计和制作出飞机模型,且进行成功调试与美装优化。
   在完成项目任务与解决问题的过程中,学生需要认识各类材料,熟练地进行工具使用与技术应用,学会装饰艺术与数学测量,多种学科技能整合实施,拓宽了综合视野,发展了综合能力。另外,基于STEAM理念的项目式学习需要教师具备综合的教学素质。教师能够进行课程整合与有效教学,帮助学生在创新实践中,激发创新思维,提升创新意识,最终落实创新能力。(点评人:梁灵辉,浙江省台州市教研室)


更新:2018/4/7 6:38:49 编辑:fengyefy
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