《建高塔》教学案例及拓展

《建高塔》教学案例及拓展一、设计依据：当今世界，科学发展和技术创新的不断涌现，对每一位公民的科学素养提出了新的要求，科学教育也更注重培养学生的能力和思维，而不是只强调科学知识普及了，这从新颁布的《小学科学课程标准》的明显变化中可以看出。此次新课标倡导跨学科学习方式，并明确了对STEM的解释：科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics),即STEM,是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式,它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。STEAM是在STEM的基础上加入了Arts，也就是艺术，变得更加全面。STEAM提倡的实际是一种新的教学理念，让孩子们自己动手完成他们的感兴趣的项目,从过程中学习各种学科及跨学科知识,在学科之间相互支撑,相互补充,共同发展。二、课例特色：(1)综合性《建高塔》选取技术与工程领域,使学生有机会综合所学知识,体验到科学技术对个人生活和社会发展的影响,并在整合和协调运用中提升综合素养。《建高塔》(附录一)一课需要不同学科之间的整合如下：科学(Science)上小下大，上轻下重的高塔稳定性强。结构的多样性。技术(丁©3门0108丫)材料具有不同特点。搭建的经验和技巧。艺术(Arts)好看的外观。工程(Engineering)运用已有的科学概念画设计图，经过实践研究多次优化设计。数学(Mathematics)对不同层的罐子的数量进行计算，合理安排层数和个数。(2)趣味性要将STEM的整合思维发挥到最大程度，只有通过“动手做”。本课从实际高塔建筑出发引起学生的兴趣,在分析实际学情和学生发展规律的基础上加入了体验建造环节,先用7个易拉罐建高塔,让学生在完整的工程建设活动中,体会到设计和建造的乐趣,并养成通过“动手做”解决实际问题的习惯。(3)实践性在本次课堂活动中,学生们在几次分析——设计——评价——再设计的过程中形成了良好分工配合：一人负责掌握高塔的层数和高度；一人负责35个易拉罐的分配和计算；一人负责每层采用的结构和稳定性；一人负责设计图的绘制,一人进行可行性分析。有了具体的设计方案后,组员进行了合作搭建,将设计转化为实物。对物质材料和生活环境加以系统性开发、生产、加工、建造便是工程,工程的核心是建造。三、教学目标（1）综合应用工程学的稳定性、结构性等技术。（2）根据工程概念设计搭建的结构；通过实践过程及时调整设计方案。（3）体验工程设计的重要性。培养探究、创新、团结合作的团队。（4）感受到生活中处处有科学，工程技术为我们的发展做出了贡献。四、教学过程：（一）情境导入——明确实际问题，寻求科学基础教学实录：师：你们看到了什么？生：高塔。师：看看这些高塔，你有什么发现？生：上小下大三角形框架结构稳定性师：今天我们也要来搭高塔。我们选用的材料是易拉罐。在课的初始，教师以世界上的高塔建筑，如杭州的雷峰塔、法国的埃菲尔铁塔引起学生的兴趣，为孩子们营造一个建筑世界。（二）体验建造——展示多样结构，规范构想表达教学实录：1、个人试搭师：若是老师给你7个易拉罐，你能摆出什么样的造型？（展示7个易拉罐）搭建完成后请每个同学对你的组员说一说你的设计，你的优势。并把你们的高塔画在记录单上。2、小组活动。3、交流研讨生人（展示设计图）：我搭了7层，把它们一个个叠起来。

师：你们看懂他的设计了吗？生：看得懂。师：他每层采用了什么结构？（板书：）（板书：）生B：这样的塔容易倒。教师：你是怎样搭的呢？生B（展示设计图）。师：他将每层的结构都通过俯视图展示清楚，所以我们才能找到。其他的同学也可以采用这种方法修改你的设计图。（学生修改设计图）师：说说你这样设计的原因。生B：我在底部用了4个易拉罐，上面每层一个，搭建了三层（图3）,这样的话比较稳定。（板书：（板书：生人：但是我的塔没有倒啊，7个易拉罐不会倒塌的。师：那如果再给你7个易拉罐，你会继续叠加上去吗？生A：再叠加可能会倒，那我会换个方法。师：展示其他学生修改后的设计图：谓杷栋推的塔面下来.谓杷栋推的塔面下来.生C：我底下用三个易拉罐打了两层，三角形比较稳定，就是矮了点。师：所以我们在考虑结构的同时也要考虑搭的层数，因为个数是有限制的。还能使用什么样的结构？(板书补充：还能使用什么样的结构？(板书补充：简单的试搭使学生潜意识中像一个设计师、一个工程师那样去思考问题。活动结束时，一座座高塔将学生的想法很好的展现了出来，通过研讨交流，学生对设计图也进行了修改。(三)协同建造——完成作品设计，调整实际搭建教学实录：1、明确目标师：接下来我们就要用手中的7个易拉罐进行比赛了，请小组成员合作，用你们手中的易拉罐搭建一座高塔。请仔细阅读要求。PPT出示：(1)每组35个易拉罐。(2)请设计师完成你的高塔设计图。(3)搭建高塔，完成后及时通知老师拍照。(4)数数你们的层数，比比哪儿组最高。(5)限时10分钟。师：你还有什么疑问吗？(说明若是没有留下照片，就是没有成绩的。)师：我们究竟要比什么？生：比设计图。比塔高。师：我们用35个易拉罐进行搭建，在设计的时候要考虑些什么？生：要注意易拉罐的个数、我们要在高塔稳定的情况下让它尽量的高。2、出示设计记录单。师：这是等会儿要完成的设计图，你有什么疑问吗？请同学说说怎么画。搭建过程中修改方案。3、进行搭高比赛。教师进行拍摄输入和张贴。3、汇报与开展评价各组汇报成果（PPT引导）。挤成后社计图拄用出个弟措了n层,

共用心挤成后社计图拄用出个弟措了n层,

共用心£中括了小层，共用土工十组2：我们一开始是采用横排式的，往上搭建时逐个减少，但是侧面的防风能力极弱，容易倒塌，于是修改了设计图，将底部的7个易拉罐由原本的一排转为聚拢的“梅花”型，从而摆脱倒塌的“厄运”。组4：我们的高塔成功了两次，却也被推到了两次。第一次我们底部用了九个来稳定，用掉太多了，后来我们用六个广C,、在上面搭四个的，但是发现放不稳。 cW：师：什么地方不稳？组4：四个放在九个易拉罐上面很难放。所以我们改成了三个，搭了14层。设计方^^存在的问题统计第一次O搭了6层蜜了3层材料在底部过于浪费搭了9层共用35个易拉罐第二次搭了搭了4层搭了搭了3层鱼搭了3层在6个易拉罐上放置四个易拉罐，不易稳定搭了9层共用34个易拉罐第三次°搭了8层鼻搭了3层赛搭了3层搭了14层共用35个易拉罐师：公布优胜的小组，下节课我们将并且进一步优化小组方案，寻找我们班的最优方案。下课！搭建的过程并不是一帆风顺的，设计与实际搭建中存在着各种差异。学生们在一次次的失败倒塌中发现了新的问题，这时候就需要重新进行协同再设计，及时对设计图进行修改。当高塔作品最终呈现在眼前，同学们对自己小组作品进行展示分享时，我们能从学生们脸上和眼里看到满满的喜悦与自豪，显然这次设计搭建的经历让学生们发自真心地喜欢上了设计与建造，相信他们也体会到了不同学科间整合应用的魅力。五、教学反思（一）构建个性化学习环境STEAM教育注重培养学生的综合素质和问题解决能力，想要全面提升学生的科学素养、技术素养、工程素养和数学素养，陶冶艺术情操，就要为学生构建个性化的学习环境，帮助学生将课程和真实世界的问题或经历联系起来。就如本课只是选择了最基础的搭高为目标，以此为基础还可以就不同功能性的塔的设计为突破口，引导学生涉及更为广阔的天地进行探索。构建个性化学习环境需要根据学生的特点、学习需要和兴趣针对性地提供支持，包括学习什么、怎么学习、什么时间、什么地点等。在初级阶段，可以由老师进行指导，选择合适的学习内容和载体。到了后期，学生会逐渐根据自身爱好做出自选，他们才会越来越重视真实问题的解决，逐渐将真实问题解决作为学习的重要组成部分。（二）教师在STEAM课堂教学中的关注点STEAM的课堂教学是以学生为中心的教学，除了既定教学目标意外，我认为教师还应在课堂教学中关注学生“是否参与实践、是否参与讨论、是否合作学习”三个方面。第一，STEAM教育强调的是“做中学”，若是学生在课堂教学中参与实践环节的积极性低，则将极大影响到学生在实践中的获得。第二，STEM教育中真实问题的解决需要学生与他人讨论，充分发挥学生的主观能动性。学生和教师的讨论便于教师深入了解学生现状，指导学生优化学习；学生之间的交流可以开阔思维、互相学习，激发学习潜能。第三，解决问题需要群体协作，相互帮助，STEAM教育的问题的解决同样离不开学生、教师的合作。六、拓展活动的开展为进一步培养学生在共同目标的驱动下，主动学习、整合、并利用多学科知识，寻求解决方案的能力，培养少年儿童的科学志趣引发学生更积极地投身科学探究活动之中。本人基于拓展课程《建高塔》开展了全校学生参与的“聚沙成塔”科技主题活动。（一）活动主题“凝心协力，聚沙成塔”（二）活动要求坚持全员参与，通过实际探索，多维一体，寓教于乐的科技教育活动，让每个学生在活动中得到锻炼和发展，体会活动所STEAM教学理念。

（三）活动规则我们的学校举行“聚沙成塔”易拉罐搭高塔大赛，每个班级50个易拉罐，全班用接力的方式依次叠放易拉罐，在15分钟内叠成高塔，取单次叠放的最高层数为比赛成绩。（四）活动过程1．收集易拉罐学校组织“聚沙成塔”易拉罐搭高塔大赛。首先=先要把易拉罐收集起来，学生可通过各种渠道收集，发动朋友、家庭的力量，让同学们帮忙每人带1—2个易拉罐，才把原材料的问题解决。2．探讨方法课堂上已经就高塔的稳定性，各层结构特点，搭建的技巧和经验，易拉罐的数量分布进行了探索和实验，以此为基础，各班继续在班内开展探究并绘制搭建方案。在班级内的实验过程中，学生们还发现易拉罐罐口朝向、层与层间连接方式和人员参与顺序都将对搭建高度产生影响。.比赛阶段比赛时，各班通过自己的研究选取了最佳设计方案参与比赛。在比赛过程中，班主任老师耐心指导，全班同学热情参与，一些方案设计的主力同学开展指挥并引导每一个同学如何叠放易拉罐，活动现场热闹异常。.活动感受这次实践活动的开展基于STEAM课例，学生们在这次实践活动中感受到科学的魅力，学会从观察身边的事物开始，利用所学多学科知识对自己感兴趣的事物进行科学探究。整个活动和聚沙成塔比赛过程中，展现出了更多的人文特色，团结、合作、探究的学习方式无处不在，也潜移默化地培养了我们探究、创新、团结合作的团队。附录建高塔塔是一种常见的，有着特定的形式和风格的中国传统建筑。看看下面的高塔，他们在形状和结构上有什么相同的特点吗？在建筑学层面，塔是一种非常独特的东方建筑，其体量高大，用料多样。为了搭建更高的塔，建筑师们选择下大上小的结构，普遍利用三角形的稳定性进行搭建。个人试搭易拉罐高塔在建筑学层面，塔是一种非常独特的东方建筑，其体量高大，用料多样。为了搭建更高的塔，建筑师们选择下大上小的结构，普遍利用三角形的稳定性进行搭建。个人试搭易拉罐高塔我们也当回建筑师，造一回高塔。我们能用7个易拉罐建个小塔吗？从上往下看到的图叫俯视图，从侧面看到的图叫侧视图。我们也当回建筑师，造一回高塔。我们能用7个易拉罐建个小塔吗？从上往下看到的图叫俯视图，从侧面看到的图叫侧视图。你能画出你的设计图吗？/我的底层搭了三个，我二搭了3层，你知道我怎你能画出你的设计图吗？/我的底层搭了三个，我二搭了3层，你知道我怎你能画出每层的俯视图吗？有2层的俯视图是一样，可以综合在一起表示出来吗？个人试搭高塔记录单班级 姓名 请把你搭的塔画下来侧视图俯视图搭了 层搭了 层搭了 层

小组先设计，再建高塔我们每个人都很有想法，小组合作用35个易拉罐搭个高塔吧！我们先来画设计图，然后按照设计图来搭建高塔！我们要考虑些什么呢？我们要考虑