基于项目的STEAM课程设计与实践x

1、基于项目的STEAM课程设计与实践以探究气球动力车的性能为例一、项目式学习项目式学习可以是一个长期复杂工程，有时整个学期就完成一个 大项目（通常被拆分成很多小项目）。另外，PBL比较强调真实世界 的任务和问题，并且产出“有形”产品来解决问题。有两个关键点：一 个引发活动的问题或难题，学生自主创造出一个成果来回答问题或解决 问题。经典的项目式学习选取跨学科的主题内容，让学生基于现实情境, 解决实际问题，它能从更广、更深、更结构化的层次对学生的综合能力 进行培养和提升。二、项目解析力无处不在，运动永不停歇。生活中有很多情形的产生都与力和运 动有着密不可分的联系。当有学者们在滑冰场滑旱冰的时候，用手

2、推墙 壁，身体会向后移动；人们蛙泳的时候，双脚向后蹬水，身体会向前移 动；火箭升空时，箭尾喷出的气体推动箭体升空；运动员在跳高时，用 单脚起跳，使身体腾空而起，跨过横杆本项目是有学者校基于苏教版科学四年级下册物体的运动和 万能的力单元，自主研发的STEAM课程。依据小学科学课程标 准中物质科学领域“知道测量距离的方法=“知道生活中常见的摩擦 力是直接施加在物体上的力和工程技术领域“工程的设计是核心，学生 能将自己简单的创意转化为模型叩勺核心概念，引导学生将摩擦力、 反作用力等科学概念应用于实践，培养学生内在的学习动机和兴趣。三、教学过程（一）发现1. 游戏引入：当有学者吹起一个气球，松手后，气

3、球会呈现什么 样的状态呢？2. 课堂展示。学生在讲台进行演示，其他同学仔细观察并描述气 球的运动状态。教师通过此游戏，让学生观察气球的运动方式，初步感知作用力与 反作用力是方向相反的，再通过观察图片分析生活中常见的有关作用力与反作用的现象，引导学生分析这两个力之间的联系。图1人在船上向岸边奔跑3. 出示图片并追问：人在船上向岸边奔跑，船会怎样运动？拉弹 弓后松手，石头是怎样运动的？学生进行描述。图2拉弹弓4. 总结知识点：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直 线上，大小相等，方向相反。教师可以通过课前阅读学习的方式充分理 解此概念，从而生动准确的讲解使学生理解气球是靠反作用力运动起来 的

4、，同时气球运动的方向和气体排出的方向是相反的。5发布任务：随着不可再生资源日益减少，如果不能用新能源取 代汽油，那么人们的出行就会受到很大的影响。今天，有学者们就用清 洁能源空气，制作气球动力车并研究气球动力车的性能。（二）设计1. 设计汽车（1）明确任务，合理分工；姓名职务具体任务共同任务组长组织本组纪律，管理时间，保证顺利完成制作和测试任务测试并改 进气球动 力车；分 享交流本 组的作品器材管理员填写任务单，保管实验器材，辅助设计并制作气球动力车操作人员相互配合，制作气球动力车（2）发放制作材料及工具;（3）根据材料进行设计，设计图包括汽车的简单结 构以及所用的对应材料。学生需要根据气球动

5、力车的结构特征进行材料筛选， 并利用工具对材料进行加工和组合，从多角度挖掘材料的 价值，让学生自带装饰性材料，是为了充分体现学生在车 体外形的独特设计，彰显自己的个性和创意，从而培养学 生思维的延展性和创造性。2. 评价并改进设计图为了培养学生的语言表达能力，教师可以从以下方面 引导分享者和听众进行交流：）制作它的（分享者：有学者们小组设计的气球动力车，利用（ 听众：这个设计的优点在于（），有学者认为还可以从（）方面进行改进。（三）实践1制作气球动力车。明确制作要求：（1）正确使用工具；（2）充分使用材料。2.明确测试标准。以小车车头距起始点的垂直距离作为评判标准。根据小车的整体情况以及测试环

6、境，明确测试标准的目的在于 使学生统一要求测试、分析、总结。3. 测试前充分准备。成员根据测试标准进行头脑风暴，分析小车在制作方面需要进行调 整的地方并完善自己的小车。如学生发现气球里而的气体不充足，需 要再把气球吹得大一些；吸管与气球的连接处漏气，需要加强密封性； 小车的轮子与轴之间有些松动，需要再次加固等，小组成员需要根据讨 论结果对气球动力车进行调整，为第一次测试进行充分的准备。4. 第一次测试。测试要求：（1）以红线作为起点；（2）准备时间为十秒，听到口令后放手；（3）测量后在任务单上记录第一次测试数据。为了保证测试的公平性，统一起始位置和准备时间。为了帮助学 生能够直观认识木组气球动

7、力车的性能，学生应该准确读数并且记录数 据，在此环节为了让全班同学参与到测试过程，使用信息化教学策略， 利用电子书包直播的方式，也可以将该项目的授课地点安排在室内体育 馆进行，让大家清楚观察每组测试过程。5. 全班展示分享交流。谈一谈：A.有学者们的小车存在什么问题？B.怎样改进小车会跑得更远？教师鼓励学生并让其大胆猜测未成功的原因，并让学生给出合理化 的解决方案，培养学生的语言组织和表达能力。通过分享交流，体现多 样性、开放性，加强学生的思想碰撞，培养学生的批判性思维。6. 优化改进。改进要求：（1）填写任务单，总结本组的问题，填写优化方案；（2）优化制作，时间为15分钟，也可以根据学情适当

8、调整；（3）控制音量，高效合作；（4）率先完成优化的小组获得优先测试权。为了帮助学生梳理小车出现的问题，掌握改进气球动力车性能的 方法，学生通过自主探究的方式将发现的问题在活动单上一一梳理出来, 根据每一个问题进行分析改进。为了提高改进的效率，教师以“率先完成 优化的小组获得优先测试权作为奖励。7. 第二次测试。测试要求：（1）以白线作为起点；（2）准备时间为十秒，听到口令后放手；（3）测量后在任务单上记录第二次测试数据。为了验证改进后的效果，教师组织各组进行第二次测试，并且记 录运动距离。通过数据比较，大部分小组在距离上都有了提高，但是小 部分小组的成绩却不如人意，此时老师应该告诉孩子，结果

9、不是最主要 的，有学者们更应该关注探究过程，仔细剖析问题产生的原因，掌握改 进的方法。表1项目活动单-测试结果内容次数第一次第二次距离（单位：米）发现问题优化方案（四）分享1. 全班展示分享交流，谈一谈：小组作品的优点是什么？怎样改 进小车会跑得更远？通过实践制作与反思，有学者们发现学生的回答点基本在动力充 足、车身稳定、减少摩擦力、车身质量小、车体流线型等方面。2. 总结：本节课你学到了什么，还有哪些疑问？完成活动单的知 识梳理。学生的回答集中在为了提高动力，气球吹的气要多一些，吸管出 气的方向与水平面保持平行；为了保证车子能够直线行驶，如果车身 上有两个气球则保证两个气球的气体体积一致；为

10、了减少摩擦力，气 球不能与地面接触等。教师通过范式语句的引导，培养学生的语言组织和表达能力。如： 有学者们组的小车在测试时发现的问题是（），通过改进（）,有学者们（成功/失败）了。因此，有学者们发现增强动力的方法是（）；提高车身稳定性的方法是（）;减少阻力的方法是（）。（五）拓展每一节课不应该是由句号结束，而是还有很多问号和省略号，教 师让学生分析比较轿车和跑车的区别，引导学生认识到动力足、流线 型、重心低、质量轻也是增强汽车性能的方法，帮助学生后续做进一 步的改进，发散学生的思维。（六）评价评价维度内容评价科学知识认识汽车的结构和运动的基本原理 制作技巧通过科学分析合理设计汽车结构且外形美观 通过性能测试发现影响小车性能因素，不断改进完善 语言表达思维逻辑淸晰，语言表达流畅涂色要求：3非常好：2较好：1 一般；0-不好四、结语本课程设计的活动探究环节，学生以三人小组的形式，选取自己携 带的材料运用工具进行创造性地设计和制作气球动力车，在活动中充分 发挥每个