本文以“建造古船”主題中的“渡河的工具”課程為例，探討“跨學(xué)科”“探究”“實(shí)踐”三個(gè)STEM教育核心理念在課程設(shè)計(jì)與實(shí)施中的具體應(yīng)用。
課程中的跨學(xué)科內(nèi)容

課程內(nèi)容
(一) 課程概述
“渡河的工具”子課程對(duì)接小學(xué)自然課中“制作小帆船”的教學(xué)內(nèi)容，綜合利用博物館中航海歷史館展區(qū)的相關(guān)展品、場(chǎng)景、視頻等教學(xué)資源，以展區(qū)探究、設(shè)計(jì)制作、實(shí)驗(yàn)探究等形式為主，讓學(xué)生探究物體沉浮的原因以及影響浮力的因素，并進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，動(dòng)手制作一個(gè)可以渡河的工具。課程實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科的整合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課程中的深度參與、科學(xué)探究的主體地位，注重學(xué)生創(chuàng)新能力和科學(xué)精神的培養(yǎng)。

(二) 課程資源

課程實(shí)施地點(diǎn): 航海夢(mèng)工坊 ( 一個(gè)集教室、多媒體、手工制作、實(shí)驗(yàn)探究等功能于一體的活動(dòng)室) 、博物館航海歷史館展區(qū)。

參與人數(shù): 采用小班制，每班20人，分為5組，每組4人。

課程資源包: 課程PPT、博物館探秘學(xué)習(xí)單、STEM學(xué)習(xí)材料包、常用輔助工具包、測(cè)試水槽、知識(shí)加油站線(xiàn)上科普文章等。其中，STEM學(xué)習(xí)材料包內(nèi)含氣球、小木棒、皮筋、方糖、珍珠棉、KT板、200ml礦泉水瓶等; 常用輔助工具包內(nèi)含剪刀、膠水、風(fēng)扇、美工刀、尺子等。

(三) 課程設(shè)計(jì)

1.情境引入 (10分鐘)

通過(guò)PPT展示一個(gè)插畫(huà)故事進(jìn)行課程的導(dǎo)入，故事主要內(nèi)容為:“暑假，江小宇跟著爺爺回到鄉(xiāng)村老家。連日暴雨，村口小河的河水不斷上漲，河上唯一的一座浮橋被沖走了。村民們新鮮采摘的水果無(wú)法運(yùn)輸出去售賣(mài)，大家都非常著急。請(qǐng)你們和江小宇一起想想辦法，幫助村民利用現(xiàn)有的工具渡河，將水果運(yùn)到鎮(zhèn)上售賣(mài)?！闭n程一開(kāi)始，通過(guò)“講故事”的形式創(chuàng)設(shè)“問(wèn)題+任務(wù)”情境，為學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)從實(shí)踐中探究和學(xué)習(xí)航海知識(shí)與技能的“實(shí)踐場(chǎng)”，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)、體驗(yàn)、探究和運(yùn)用航海知識(shí)與技能。

2.博物館探秘 (20分鐘)

學(xué)生帶著學(xué)習(xí)單進(jìn)入博物館 “航海歷史館” 展區(qū)開(kāi)展探究學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)羊皮筏子、竹筏、獨(dú)木舟、木板船、徐福石碑等展品的觀察和學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)古人是如何利用自然界的各種具有浮力的物體或材料橫渡江河的，思考古代各種航渡工具的特點(diǎn)，了解中國(guó)古代著名的航海人物和航海事件。

3.思考與討論 (10分鐘)

教師簡(jiǎn)要介紹STEM學(xué)習(xí)材料包的構(gòu)成，通過(guò)鏈接學(xué)生校內(nèi)知識(shí) ( 浮力的定義、自然課上制作的小帆船) 引導(dǎo)學(xué)生怎樣利用配套材料制作渡河工具，啟發(fā)學(xué)生思考什么樣的設(shè)計(jì)能讓渡河工具又穩(wěn)又快。學(xué)生開(kāi)展思考與討論，思考材料包中哪些材料能浮在水面上并且防水，渡河工具的各個(gè)部件如何相互連接和固定，渡河工具又如何在水中前進(jìn)等問(wèn)題。

4.分工與合作(5分鐘) 學(xué)生以小組為單位自行進(jìn)行任務(wù)分工，明確每位成員在后續(xù)STEM學(xué)習(xí)中的任務(wù)和職責(zé)，該環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。

5.設(shè)計(jì)與創(chuàng)造(15分鐘)

小組協(xié)作，利用材料包里的材料設(shè)計(jì)渡河工具，畫(huà)出渡河工具的設(shè)計(jì)圖，寫(xiě)出制作的具體步驟。

6.選材與制作(30分鐘)

根據(jù)小組的設(shè)計(jì)，選擇材料包中合適的材料制作渡河工具，并記錄遇到的問(wèn)題和解決方法。

7. 測(cè)試與改進(jìn)(20分鐘)

學(xué)生按照測(cè)試要求對(duì)制作的渡河工具進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試要求包括:渡河工具的大小不能超過(guò)限定大小; 用電風(fēng)扇模擬自然風(fēng); 渡河工具能夠運(yùn)載6塊方糖(模擬水果)順利渡河，同時(shí)方糖不被水浸濕。記錄測(cè)試結(jié)果，如需改進(jìn)，分析并記錄存在的問(wèn)題、改進(jìn)設(shè)計(jì)的方案和改進(jìn)后測(cè)試的結(jié)果。

8. 交流與評(píng)價(jià)(10分鐘)

該環(huán)節(jié)重在鼓勵(lì)學(xué)生大膽交流分享，提出課程參與過(guò)程中的困難和疑惑。各小組分別介紹各自設(shè)計(jì)的渡河工具是否成功渡河。在創(chuàng)造的過(guò)程中，經(jīng)歷了哪些困難，遇到了哪些困惑。其他小組是否也遇到了同樣的問(wèn)題等。
課程的評(píng)價(jià)為形成性評(píng)價(jià)，采用小組自評(píng)和互評(píng)相結(jié)合的方式進(jìn)行，側(cè)重評(píng)價(jià)學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，考察學(xué)生課程參與過(guò)程中的專(zhuān)注度、參與度、團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、實(shí)踐操作、語(yǔ)言表達(dá)等多方面的綜合能力，具體評(píng)價(jià)量表如下。

“渡河的工具”子課程評(píng)價(jià)量表

9.知識(shí)加油站

該環(huán)節(jié)是對(duì)本課程知識(shí)內(nèi)容的鞏固、拓展和延伸，采用線(xiàn)上推送科普文章的形式進(jìn)行，旨在進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生課程參與后更深層次的思考，提升學(xué)生對(duì)古人智慧、科學(xué)探究精神等情感性的認(rèn)知和感悟。

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