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        校本課程STEM教育初體驗(yàn)

        2021-02-02 05:00:08沈仲謙
        數(shù)理化解題研究 2021年3期
        關(guān)鍵詞:紙飛機(jī)校本飛機(jī)

        沈 穎 沈仲謙

        (1.福建省漳州市第八中學(xué) 363000;2.福建省廈門大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué) 363123)

        2016年教育部《教育信息化“十三五”規(guī)劃》把STEM教育定義為一種新的教育模式.STEM是將 Science (科學(xué))、 Technology(技術(shù))、Engineering(工程)與 Mathematics (數(shù)學(xué))等多學(xué)科進(jìn)行整合,采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的一種課程組織方式,重視真實(shí)、有意義、有挑戰(zhàn)性的問題情境創(chuàng)設(shè),強(qiáng)調(diào)學(xué)生在動手、動腦、動口過程中合作解決問題,提升核心素養(yǎng).課題組成員廈大附中沈仲謙教師以“制作紙飛機(jī)游戲”為主題,設(shè)計(jì)了STEM教育的校本課程,使學(xué)生充分理解科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)之間的交互關(guān)系,為學(xué)生的全面發(fā)展打下良好基礎(chǔ).

        一、課題選擇

        1.源于童年

        折紙飛機(jī)是大家小時(shí)候常玩的一種手工,還經(jīng)常比賽誰的飛機(jī)飛得更高更遠(yuǎn),是很多學(xué)生童年的記憶.

        2.基于校本課程

        《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》中規(guī)定“學(xué)校在執(zhí)行國家課程和地方課程的同時(shí),應(yīng)視當(dāng)?shù)厣鐣?、?jīng)濟(jì)發(fā)展的具體情況,結(jié)合本校的傳統(tǒng)和優(yōu)勢、學(xué)生的興趣和需要,開發(fā)或選用適合本校的課程”.“制作紙飛機(jī)游戲”校本課程的開發(fā)就是依據(jù)學(xué)生的需求和可以利用的課程資源,滿足學(xué)生的獨(dú)特性和差異性,發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng).

        3.立足于STEM

        折疊紙飛機(jī)活動有利于加強(qiáng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng),對紙飛機(jī)測試方案的設(shè)計(jì),有利于加強(qiáng)學(xué)生的工程素養(yǎng),對飛行數(shù)據(jù)的測試有利于加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).符合STEM教育把多學(xué)科相融合的教育方式使學(xué)習(xí)與實(shí)際生活密切相關(guān),滿足了學(xué)生的認(rèn)知需要.

        二、教學(xué)目標(biāo)

        學(xué)生已經(jīng)掌握了一些基本的科學(xué)知識,具備一定的邏輯思維、分析和動手能力,但實(shí)驗(yàn)探究的方法還沒有形成體系,對定量實(shí)驗(yàn)的方法了解還不夠全面.基于此確定表1所列教學(xué)目標(biāo).

        表1

        三、教學(xué)方法確定

        采用PBL(problem based learning)任務(wù)驅(qū)動、模型建構(gòu)、多媒體、引導(dǎo)學(xué)生小組合作探究學(xué)習(xí)如圖1所示.

        圖1

        四、教學(xué)過程

        1.尋找童年的記憶:折出自己最熟悉的紙飛機(jī)模型(5min)

        2.科技寫作初體驗(yàn):簡明扼要寫出自己折紙飛機(jī)的制作過程(5min)

        3.我的心你是否明白:前后桌交換《紙飛機(jī)折疊說明》,并根據(jù)折疊說明折出對方的紙飛機(jī)(15min).

        4.展示學(xué)生的作品.

        提問:為什么根據(jù)《折疊說明》折出來的紙飛機(jī)看上去一點(diǎn)都不像紙飛機(jī).

        學(xué)生可能回答:是《折疊說明》說不清楚,看不懂應(yīng)該怎么疊.

        教師:今天我們將有機(jī)會學(xué)習(xí)像一名工程師那樣進(jìn)行寫作,自己寫一個(gè)更好的折疊方法.

        簡單介紹本次課程的任務(wù):1.學(xué)生不是設(shè)計(jì)真正的飛機(jī),而是一款紙飛機(jī).2.在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮如何讓這款紙飛機(jī)盡量飛遠(yuǎn)一些,同時(shí)將制作這款紙飛機(jī)的折疊方法寫下來.3.學(xué)生將折好的紙飛機(jī)進(jìn)行測試,看看自己原先折的紙飛機(jī)和別人根據(jù)自己《折疊說明》折的紙飛機(jī)是否一樣.4.想想技術(shù)寫作對每一個(gè)紙飛機(jī)的質(zhì)量是否有影響.

        5.制作自己的紙飛機(jī)(30min)

        (1)為學(xué)生提供紙飛機(jī)圖紙:網(wǎng)上下載

        (2)學(xué)生可以根據(jù)提供的圖紙進(jìn)行折疊或選擇自己從頭設(shè)計(jì).將這款紙飛機(jī)作為寫作的對象進(jìn)行折疊方法的寫作.

        (3)折疊過程的指導(dǎo).

        ①機(jī)翼的折疊方法,調(diào)整升降舵以及配重(可提供回形針)

        ②對疊好的紙飛機(jī)進(jìn)行非正式測試

        (4)根據(jù)測試結(jié)果提實(shí)驗(yàn)建議.

        ①為什么你的紙飛機(jī)總是機(jī)頭朝下墜地?

        ②有什么辦法讓你的紙飛機(jī)實(shí)現(xiàn)直線飛行?

        ③你覺得,真正的飛機(jī)有垂直尾翼和水平尾翼的原因是什么?

        ④在飛機(jī)飛行的過程中,你是否觀察過飛機(jī)升降舵?在飛機(jī)的具體哪一個(gè)時(shí)間段會使用升降舵?升降舵有什么變化?衛(wèi)生要有這樣的變化?

        6.指導(dǎo)學(xué)生做好記錄筆記(30min)

        (1)記錄下飛機(jī)的具體數(shù)據(jù)(如機(jī)身長度、機(jī)頭到回形針的距離等)

        (2)繪制T型圖表,同時(shí)對圖表進(jìn)行標(biāo)注

        (3)利用T形圖表記錄對飛機(jī)的每一個(gè)改造以及這些改造的效果

        7.展示學(xué)生的折疊方法,讓全班學(xué)生一起修改(5min)

        在學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和建議之后,跟學(xué)生解釋“紙飛機(jī)折疊方法”的文本屬于技術(shù)寫作.

        (PPT展示)技術(shù)寫作指南:

        (1)使用明白、直接的詞匯

        (2)不要默認(rèn)你的讀者知道一些他們可能不知道的事情

        (3)盡量使用祈使句表達(dá)

        (4)按邏輯順序羅列步驟

        (5)活用圖表、繪圖,合理使用不同的字體

        8.就自己的概念飛機(jī)寫一份折疊說明書(15min)

        提醒學(xué)生:寫折疊方法時(shí)應(yīng)假設(shè)讀者使用的是一張完全沒有標(biāo)記的白紙.

        9.試折紙飛機(jī)(15min)

        將學(xué)生兩兩分組,學(xué)生將自己的折疊方法交給同組的同學(xué),讓他們根據(jù)手頭上的折疊方法制作相應(yīng)紙飛機(jī).

        10.問學(xué)生,通過觀察,哪些折疊方法時(shí)比較容易操作的,而哪些則恰恰相反.(5min)

        11.讓學(xué)生針對自己拿到的折疊方法,寫下一些需要澄清明確的問題,以便讓折疊方法的作者進(jìn)一步修改完善.(5min)

        12.重折飛機(jī)(25min)

        13.相識度評價(jià)(5min)

        (1)在完成終版飛機(jī)之后,學(xué)生將終版飛機(jī)交到相應(yīng)折疊方法的作者手上.

        (2)作者們應(yīng)當(dāng)仔細(xì)觀察概念飛機(jī)和終版飛機(jī),并完成《相識度評價(jià)表》.

        14.試飛環(huán)節(jié)(45min)

        15.數(shù)據(jù)分析

        16.總結(jié).重點(diǎn)評價(jià)幾個(gè)折疊方法的范本和紙飛機(jī)設(shè)計(jì)范本.

        在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中,充分利用活動報(bào)告,讓學(xué)生在制作中、試驗(yàn)前、試驗(yàn)后填寫.以問題引導(dǎo)的方式指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)化的思考和分析,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等進(jìn)行多角度思考,綜合解決問題的能力.學(xué)生在整個(gè)系列教學(xué)活動中不單單有制作、競賽的快樂,更有“學(xué)以致用”的快樂在里面.

        這次在STEM教育思想指導(dǎo)下設(shè)計(jì)校本課程,在實(shí)際教學(xué)中起到了很好的效果.活動實(shí)施方案是一次教學(xué)模式的探索,希望能給校本課程的設(shè)計(jì)提供一種新的思路.但目前STEM教育的開展還面臨很多困難.在教學(xué)方面很容易跟目前開展中的研究性學(xué)習(xí)、校外科技活動等同起來,組織凌亂難以維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動力.在課程素材方面,STEM教育資源匱乏,很多是直接引自國外資料,缺少從身邊的已有的資源挖掘材料,無法利用STEM教育教育精神從一個(gè)新的角度帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行再學(xué)習(xí)再創(chuàng)作.在師資方面,教師無法跳出單科思維,科學(xué)素養(yǎng)不高無法用STEM視角解釋問題.

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