陸戰(zhàn)之王

徐倩　何壘

“科技館活動(dòng)進(jìn)校園”項(xiàng)目案例

全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù)，3D全息投影是將三維畫(huà)面懸浮在實(shí)景的半空中成像，營(yíng)造亦幻亦真的氛圍，效果奇特。本教案以自制3D全息投影為主題，以現(xiàn)代大型舞臺(tái)劇及G20峰會(huì)使用的全息光影技術(shù)和“納米王子——足球烯”展項(xiàng)為切入點(diǎn)，運(yùn)用STEAM教育理念，通過(guò)科學(xué)知識(shí)探究、數(shù)學(xué)幾何建模、工程統(tǒng)籌思維、藝術(shù)審美提升，并結(jié)合中小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同年級(jí)受眾群體進(jìn)行分類教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，是加強(qiáng)館校結(jié)合活動(dòng)的一次有益嘗試。

“陸戰(zhàn)之王”項(xiàng)目依托重慶科技館館校結(jié)合綜合實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)，是以國(guó)防科技展廳特色展品坦克為抓手，以STEAM、基于實(shí)踐的探究式學(xué)習(xí)為教育理念，以探究式學(xué)習(xí)、情景教學(xué)為主要教學(xué)方法，以動(dòng)手制作、趣味實(shí)驗(yàn)、展品體驗(yàn)等為活動(dòng)形式開(kāi)展的系列課程，對(duì)接義務(wù)教育階段小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，注重與學(xué)校教育的合而不同，激發(fā)學(xué)生對(duì)國(guó)防科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，陪伴學(xué)生快樂(lè)成長(zhǎng)。

設(shè)計(jì)思路

“陸戰(zhàn)之王”項(xiàng)目主題逐級(jí)深入，結(jié)合“快樂(lè)成長(zhǎng)好伙伴”的設(shè)計(jì)理念，以坦克為切入點(diǎn)開(kāi)發(fā)了3門(mén)課程，以滿足各個(gè)學(xué)段的分層目標(biāo)及不同學(xué)段學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和身心特點(diǎn)。3門(mén)課程采用不同的教育理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法，以適應(yīng)對(duì)應(yīng)學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知水平與操作技能，最大限度地激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)、實(shí)踐創(chuàng)新的潛質(zhì)。

系列課程介紹

坦克的新裝（3—4年級(jí)）

“坦克的新裝”課程針對(duì)國(guó)防科技展廳展項(xiàng)“坦克演示”和小學(xué)科學(xué)課程中的物質(zhì)科學(xué)內(nèi)容，以“坦克裝甲及其新材料”為主題，采用5E教學(xué)模式，讓學(xué)生在體驗(yàn)展品、探究實(shí)驗(yàn)等過(guò)程中了解坦克裝甲新材料的性質(zhì)及新材料在日常生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)思維方法及勇于探索的科學(xué)品質(zhì)。

第1階段：引入。通過(guò)參觀體驗(yàn)國(guó)防科技展廳“坦克演示”展項(xiàng)，對(duì)坦克外形形成初步認(rèn)知，創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入問(wèn)題，凝練出探究主題——復(fù)合裝甲中新材料（合金、防彈陶瓷）的特性。

第2階段：探究。教師導(dǎo)入問(wèn)題——復(fù)合裝甲材料為什么要采用合金、防彈陶瓷，它們有什么特性？學(xué)生結(jié)合已掌握的知識(shí)進(jìn)行大膽猜想并交流分享。接下來(lái)，進(jìn)行各種材料的硬度實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)和耐蝕實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)學(xué)生分組選擇實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探究，并在活動(dòng)手冊(cè)相應(yīng)位置填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)記錄。

第3階段：解釋。學(xué)生分享小組探究成果，總結(jié)合金、防彈陶瓷的特性——硬度大、強(qiáng)度高、耐腐蝕，作為裝甲材料可增強(qiáng)坦克的防御能力。

第4階段：拓展。幫助學(xué)生了解新材料在日常生活中的應(yīng)用，如陶瓷刀具、合金門(mén)框等。

第5階段：評(píng)價(jià)。教師引導(dǎo)學(xué)生完成綜合實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)表，評(píng)價(jià)包括參與合作態(tài)度、發(fā)現(xiàn)探索問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)探究態(tài)度3方面，幫助學(xué)生作出自我評(píng)價(jià)與調(diào)整。

鋼鐵路面（5—6年級(jí)）

“鋼鐵路面”課程針對(duì)國(guó)防科技展廳展項(xiàng)“坦克演示”“坦克趣聞”和小學(xué)科學(xué)課程中的物質(zhì)科學(xué)內(nèi)容，以“坦克采用履帶行走的原因及坦克是如何行走的”為主題，采用5E教學(xué)模式，讓學(xué)生在體驗(yàn)展品、探究實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手制作等過(guò)程中了解坦克履帶的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和綜合實(shí)踐能力。

第1階段：引入。觀看視頻，提出問(wèn)題——坦克為什么能輕松自如地在復(fù)雜的地形上行駛？?jī)H靠履帶坦克可以正常行駛嗎？坦克為什么要用履帶行走呢？引出探究主題“坦克為什么要采用履帶行走及坦克是如何行走的”。

第2階段：探究。①坦克采用履帶行走的原因。學(xué)生制訂方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，提供的實(shí)驗(yàn)材料有海綿墊、氣球、小桌子、尺子、橡皮泥、鉛筆、礦泉水瓶、砝碼等，要求所選的材料能夠模擬坦克及坦克特殊的作戰(zhàn)環(huán)境（草地、雪地、沙地等）。學(xué)生需要在活動(dòng)手冊(cè)相應(yīng)位置填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)記錄。②坦克是如何行走的。學(xué)生以小組為單位體驗(yàn)展項(xiàng)“坦克趣聞”和“坦克演示”，將收集到的信息填寫(xiě)到活動(dòng)手冊(cè)上，并根據(jù)獲得的信息選擇材料制作坦克傳動(dòng)裝置模型（履帶和輪子），要求制作出的傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)其中一個(gè)輪子使得所有輪子都可以轉(zhuǎn)動(dòng)，并進(jìn)一步探究坦克使用履帶行走的結(jié)構(gòu)及原理。

第3階段：解釋。學(xué)生分享小組探究及制作成果。探究實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生知道坦克采用履帶行走的原因之一是增大與地面的接觸面積從而減小壓強(qiáng)，學(xué)生從中掌握壓力、壓強(qiáng)與受力面積的關(guān)系。動(dòng)手制作讓學(xué)生了解在動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，坦克的主動(dòng)輪通過(guò)鏈傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)履帶圍繞主動(dòng)輪、從動(dòng)輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)坦克行走。

第4階段：拓展。履帶、鏈傳動(dòng)在生活中的應(yīng)用，比如挖掘機(jī)、自行車鏈條等。

第5階段：評(píng)價(jià)。教師引導(dǎo)學(xué)生完成綜合實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)表，評(píng)價(jià)包括參與合作態(tài)度、發(fā)現(xiàn)探索問(wèn)題、收集處理信息態(tài)度、是否有成品4個(gè)方面的內(nèi)容，幫助學(xué)生作出自我評(píng)價(jià)與調(diào)整。

坦克模型DIY（7—9年級(jí)）

“坦克模型DIY”課程針對(duì)國(guó)防科技展廳“坦克演示”“坦克趣聞”“矛與盾的較量”展項(xiàng)和初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境”為教學(xué)內(nèi)容，以“設(shè)計(jì)制作坦克模型”為主題，以STEAM為教學(xué)理念，以基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)為教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并制作坦克模型，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、科學(xué)探究能力和綜合實(shí)踐能力。

第1階段：選定項(xiàng)目。通過(guò)情景教學(xué)法和角色扮演法快速切入本次活動(dòng)的主題——制作坦克模型，并討論其應(yīng)該具備的性能：行走、轉(zhuǎn)彎、穿越障礙物等。

第2階段：制訂計(jì)劃。小組合作，分配角色，制訂任務(wù)計(jì)劃，參觀體驗(yàn)展項(xiàng)，收集制作坦克模型的相關(guān)資料，如坦克外形、結(jié)構(gòu)及功能。

第3階段：活動(dòng)探究及作品制作。小組內(nèi)討論探究坦克模型的外形設(shè)計(jì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)及制作模型所需的材料、電路連接方案、材料預(yù)算方案等，方案完成后即可到教師處購(gòu)買材料進(jìn)行坦克模型制作。制作完成后小組內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，如不符合要求，則需討論原因，改進(jìn)方案，改進(jìn)制作。

第4階段：成果交流。組織學(xué)生在沙盤(pán)模型上進(jìn)行演習(xí)，每個(gè)小組選取1名代表分享演習(xí)及制作過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。

第5階段：反思評(píng)價(jià)。組織學(xué)生填寫(xiě)綜合實(shí)踐活動(dòng)評(píng)價(jià)表，評(píng)價(jià)包括參與合作態(tài)度、發(fā)現(xiàn)探索問(wèn)題能力、收集處理信息態(tài)度、是否有成品4個(gè)方面的內(nèi)容，通過(guò)自我評(píng)價(jià)和同伴評(píng)價(jià)幫助學(xué)生總結(jié)優(yōu)勢(shì)及不足，吸取經(jīng)驗(yàn)。

活動(dòng)評(píng)價(jià)

課程結(jié)束后通過(guò)填寫(xiě)問(wèn)卷的方式向?qū)W校教師進(jìn)行課程滿意度調(diào)查，包含課程的總體滿意度、知識(shí)性、趣味性、課時(shí)是否達(dá)標(biāo)及實(shí)施課程教師的親和力5個(gè)方面。調(diào)查結(jié)果顯示，學(xué)校教師對(duì)課程的教學(xué)模式、教學(xué)方法充分肯定，認(rèn)為其靈活多樣，注重學(xué)生體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)基于實(shí)物的體驗(yàn)和基于實(shí)踐的探究，實(shí)現(xiàn)對(duì)直接經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知。

課程結(jié)束后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂隨訪，反饋信息集中為：課程主題新穎且內(nèi)容與小學(xué)物質(zhì)科學(xué)密切相關(guān)，在學(xué)生已有理論基礎(chǔ)之上拓展思維容量，參觀體驗(yàn)展品，方便開(kāi)展深度探究，綜合運(yùn)用動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察記錄、小組討論等多種活動(dòng)形式，充分調(diào)動(dòng)參與積極性。