工程设计理念指导下《我们来造桥》的STEM教学.pdf
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1、渗透融合SHENTOU RONGHE创新教育CHUANGXIN JIAOYU一、教案概述我国是世界上造桥技术最先进的国家,自古就有“桥的国度”之称。桥梁的设计与制作是一个典型的工程问题,而且学生五年级的科学学习中也有建桥梁的活动。五年级小学科学下册第二单元 结构与形状让学生认识了形状结构与承受力的关系。五年级的让学生通过两年的科学学习,对材料的了解、实验的“公平原则”、合作分工能力得到了一定提高,能够为造桥的工程项目提供一定的帮助。通过造桥这个工程项目,能够认识桥的基本组成,知道几种不同类型的桥;能够对桥梁的承受力进行研究,通过梯度探究,知道提高桥梁承受力的方法;运用科学知识完成桥梁设计,经历
2、桥梁搭建的过程,培养学生的合作创新意识和科学素养,体验科学探究的乐趣;能够将科学活动与工程设计联系,了解工程师为了完成建桥任务需考虑地理条件、建造成本等实际问题。学生建模并展开测试,促进学生的思维不断拓展,创新能力不断提升。课堂设置有挑战性的桥梁招标任务,可以激发学生的创新精神、工程思维和科学探索能力。二、教案目标第一,认识桥梁的主要结构和常见的桥梁类型。第二,探究发现形状、结构、承受力对桥梁的重要应用。第三,通过与他人合作,搭建符合招标内容的桥梁,并完成设计制作。第四,在投标评比环节,像工程师那样评价桥,知道建桥不仅要考虑承重、稳固、抗风等条件,还需要兼顾美观、与环境融合等。三、教案实施过程
3、(一)运用STEM理念,搭建课程框架在原教材教学内容基础上,进一步探究提高桥承受力的各种方法;以STEM教育理念为核心,通过创设工程实践的情境,制定项目合作任务,让学生学着像工程师那样去建造桥、评价桥。我们来造桥 项目包括:桥梁招标、考察研究、桥梁投标、建造桥梁、桥梁验收、评价交流六个环节。(二)设计活动方案,确定教学流程1.桥梁招标视频 艰辛的上学之路 导入任务:为这些孩子建一座合适的桥。师:看完视频你有什么感想?生:这些山里的孩子上学之路太危险了,如果峡谷上有座桥就好了。师:你能猜到这节课的任务是什么吗?工程设计理念指导下我们来造桥 的STEM教学吴杨(江苏:句容市崇明小学文昌校区)摘要我
4、们来造桥 是以工程设计为主线,以STEM教育理念为核心,通过创设工程实践的情境,制定项目合作任务,让学生亲历任务设计测试改进评价交流的过程,像工程师那样去建造桥、评价桥。关键词 小学科学;工程设计;实践教学中图分类号 G424文献标识码 A文章编号 1674-6317(2024)01079-08179S小学科学cience2024.01生:造一座桥。出示甲方桥梁招标书。要参与投标,我们需要做哪些准备?师:为这些孩子建一座合适的桥就是本节课我们要完成的任务。造一座什么样的桥?怎么做呢?我们先来学习一下桥的有关知识。设计意图:用视频 艰辛的上学之路 导入,学生看到视频中山区的孩子乘坐溜索上学,十分
5、危险,激起学生主动学习桥梁知识、为山区孩子建座桥的强烈情感。2.考察研究考察当地的桥梁类型,探讨它们的结构、外形有什么特点,这些结构外形各有什么优缺点,为桥梁设计做准备。学生初步认识四种桥。学生交谈:拱桥、平板桥、斜拉桥、悬索桥是四种常见的桥。虽然桥的种类不同,但是它们有着基本的组成部分桥面、桥墩。教师补充桥的基本组成部分除了桥面、桥墩,还有跨度,斜拉桥中还有桥塔和拉索。设计意图:初步认识桥的三种类型和桥的基本组成结构。探究影响桥承受力的因素。探究活动一:搭建三种桥,并比较它们的承受力。教师通过希沃易课堂设备,发送“任务单”至各组学生平板。师:现在大家对桥有了初步的认识。老师给每组发送了一张任
6、务单,请打开它,小组成员一起看看接下来你们将要完成什么任务。看清楚,记住每一个要求。师:清楚你们的任务了吗?老师要检查一下,我提问,知道的,就一齐答。问题1:桥的跨度如何控制?生:利用直尺。问题2:承受力要测几次?生:测三次。师:测出的数据还要算出什么?生:平均值。师:如果放 10 个夹子桥塌了,桥的承受力是多少?生:9个。师:每个小组做的桥不一样,看清楚你们小组的任务,完成实验、填好表格数据后,提交表格。设计意图:教师有意让12个小组各搭建一种不同类型的桥,这样的有意安排,可以让学生发现,桥梁的承受力除了和桥的类型有关,跨度也是影响桥梁承受力的因素。学生搭建桥,并测量桥梁的承受力。提交、分析
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