小學科學STEAM課程之《氣球動力小車賽》

莊麗情

【摘要】本文以《氣球動力小車賽》為例，闡述小學科學STEAM課程的整體設(shè)計，對課程目標、課程活動設(shè)計、實施要點、評價方式等進行詳細論述，以期為小學科學教師開發(fā)STEAM課程提供參考與建議。

【關(guān)鍵詞】STEAM課程;小學科學;教學設(shè)計

一、小學科學課程與STEAM教育的關(guān)系

《義務(wù)教育小學科學課程標準》倡導跨學科學習，STEAM代表科學（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Arts）、數(shù)學（Mathematics），STEAM教育是一種多學科融合的綜合教育理念，是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式，它將科學、技術(shù)、工程、數(shù)學有機地融為一體，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這與小學科學提高學生科學素養(yǎng)的總目標不謀而合。因此，鼓勵科學教師將STEAM理念運用于自己的教學實踐。小學科學課程兼具科學理論和實驗操作，適合開發(fā)STEAM系列課程，本文以《氣球動力小車賽》為例，通過對課程目標、課程活動設(shè)計、實施要點、評價方式等進行詳細論述，介紹STEAM課程的整體設(shè)計，以期為小學科學教師開發(fā)STEAM課程提供參考與建議。

二、《氣球動力小車賽》課程整體設(shè)計

（一）課程概述

1.整體邏輯

《氣球動力小車賽》是在五年級科學上冊第四單元《運動和力》的背景下設(shè)置的STEAM課程，這是學生初步探索運動和力的關(guān)系的課程。五年級學生對于玩具小車充滿極大的熱情，很多學生提出有很多種方法可以讓小車運動起來，基于學生的興趣和生活經(jīng)驗，確立了利用氣球做動力自制小車，進行一場小組氣球動力小車比賽的課程。

2.活動設(shè)計

本次課程從“設(shè)計小車”——“制作小車”——“調(diào)試小車”——“小車競賽”——“評價總結(jié)”持續(xù)五個課時，在項目學習過程中，教師側(cè)重引導學生親身經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題，思考如何運用科學、技術(shù)、工程、數(shù)學知識解決問題的過程，貫徹STEAM的教育理念。

3.評價方式

課程主要從教師評價和學生評價兩個角度進行評價，教師評價主要側(cè)重立足過程，發(fā)現(xiàn)問題，關(guān)注學生課程過程中的態(tài)度、動手能力、合作能力、表達能力、問題解決能力、思維能力的發(fā)展，以激勵性評價為主;學生評價分成他評、自評兩個部分，學生根據(jù)自己和組員在STEAM項目中的整體表現(xiàn)進行量表打分，總結(jié)好的地方，反思不足，進一步思考解決方法。

（二）課程目標

STEAM課程的培養(yǎng)目標中包含了科學素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、藝術(shù)素養(yǎng)和數(shù)學素養(yǎng)等方面，具體分目標拆分如下：

1.S：學生在設(shè)計中運用反沖力驅(qū)動小車運動的原理。

2.T：學生在設(shè)計中掌握制作結(jié)構(gòu)輕巧的小車，確保小車運動穩(wěn)定又持久的技術(shù)。

3.E：學生在設(shè)計中學會繪制小車模型圖，體會產(chǎn)品調(diào)試優(yōu)化的工程實施方法。

4.A：學生在設(shè)計中思考如何制作有美感具有創(chuàng)意性的小車。

5.M：學生在設(shè)計中控制車身對稱，測量車身長寬和小車運動距離，調(diào)整氣球噴嘴角度，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)的記錄過程中，掌握化繁為簡的數(shù)學思想。

（三）課次主體活動設(shè)計

課程一：提出問題，設(shè)計小車

【師】組織和引導學生完成以下活動：（1）回顧運動和力的關(guān)系，明確小車運動需要動力;（2）引導學生思考生活中有什么物體可以提供動力讓小車運動起來;（3）繪制“材料表格”貼在黑板上，方便整理學生所需材料。

【生】在教師的指導下完成以下活動：（1）介紹讓小車運動起來的方法，提出利用氣球制作動力小車，進行小組競賽;（2）進行頭腦風暴，討論氣球動力小車需要的材料，結(jié)合實際選擇合適的車身、車輪、車軸、氣球噴嘴材料等，思考怎樣讓氣球動力小車運動時兼具穩(wěn)定性和持久性，各小組派代表將所需材料填寫到黑板上的表格中;（3）設(shè)計小車：畫出氣球動力小車的模型設(shè)計圖，并在設(shè)計圖上標注材料及尺寸，設(shè)計時注意如何讓小車外形美觀，并給小車起名。

設(shè)計意圖：學生對于小車充滿興趣，在運動和力的課程中引導學生提出用氣球做動力的設(shè)想，通過頭腦風暴激發(fā)學生的創(chuàng)造欲望，鼓勵學生先查閱資料，小組交流，然后在動手做中學習反沖力的知識。

課程二：制作小車，實踐探究

【師】組織和引導學生完成以下活動：（1）根據(jù)學生上節(jié)課的設(shè)計方案準備相應的材料，讓學生動手制作氣球動力小車;（2）檢查反饋：及時查看每一個小組的制作情況并給予有效的反饋，提供必要的技術(shù)指導。

【生】在教師的指導下完成以下活動：（1）小組內(nèi)分工合作，按照設(shè)計圖，制作氣球動力小車，在制作中注意確保車身對稱，調(diào)整車身比例和氣球噴嘴角度到最佳位置;（2）小車制作過程中，根據(jù)遇到的問題，及時調(diào)整策略，選擇更加合適的材料，改進產(chǎn)品，保證制作出來的小車盡可能穩(wěn)定輕巧又美觀。

設(shè)計意圖：這個環(huán)節(jié)主要讓學生小組合作制作氣球動力小車，在動手實踐的過程中充分應用運動和反沖力的原理，在制作的過程中思考小車結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、氣球噴嘴角度是否合適、小車外形是否美觀等問題，根據(jù)實際情況及時調(diào)整。這個制作的過程是培養(yǎng)學生互助交流、團結(jié)協(xié)作能力的過程，也是鍛煉學生動手能力、思維能力的過程，在過程中運用知識，掌握技術(shù)。

課程三：調(diào)試小車，產(chǎn)品優(yōu)化

【師】組織和引導學生完成以下活動：（1）提供場地：組織學生進行產(chǎn)品調(diào)試活動;（2）提供指導：針對產(chǎn)品調(diào)試中出現(xiàn)的問題，引導學生分析問題，尋找解決問題的方法。

【生】在教師的指導下完成以下活動：（1）調(diào)試小車：小組合作完成產(chǎn)品測試，記錄小車運動時存在的問題;（2）產(chǎn)品優(yōu)化：小組內(nèi)分析產(chǎn)品調(diào)試時遇到的問題，尋找解決問題的方法，探討后進行產(chǎn)品優(yōu)化，再對改進后的產(chǎn)品進行檢測。

設(shè)計意圖：產(chǎn)品調(diào)試是學生對設(shè)計方案的驗證，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在的問題，并及時改進優(yōu)化，是工程應用的基本環(huán)節(jié)。在這個過程中，學生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題的過程，從而鍛煉學生的思維能力和動手能力。

課程四：作品介紹，小車競賽

【師】組織和引導學生完成以下活動：（1）提供賽道，講解比賽規(guī)則，競賽分兩輪，8個小組抽簽決定A組、B組，AB組各取成績最好者，再進行PK，決出最終的第一名;（2）成績評定，根據(jù)現(xiàn)場競賽結(jié)果進行評價，對規(guī)定時間內(nèi)運動距離最遠的小車進行頒獎。

【生】在教師的指導下完成以下活動：（1）作品介紹，每個小組依次登臺展示小組的作品，介紹小車的名字、所用材料、設(shè)計意圖等;（2）小車競賽，每個小組派“賽車手”帶著小車參加競賽;（3）課后作業(yè)：學生針對競賽中各個小組的表現(xiàn)，分析出現(xiàn)的問題，思考本次競賽中出現(xiàn)了哪些未預料到的問題，比較其他小組的作品，總結(jié)小車跑得遠和近的原因，寫出感想。

設(shè)計意圖：這個環(huán)節(jié)讓學生帶著調(diào)試優(yōu)化后的產(chǎn)品參加小組競賽，在活動中展示小組的合作成果，達到分享交流的目的。

課程五：開展評價，反思總結(jié)

【師】組織和引導學生完成以下活動：（1）教師評價：教師收集學生的感想，對競賽中每個小組的產(chǎn)品進行針對性的評價，引導學生在活動中發(fā)現(xiàn)不足，取長補短;（2）拓展任務(wù)：總結(jié)此次活動中出現(xiàn)的問題，引導學生進一步思考如何讓小車動力更強，查閱資料尋找還有哪些物體可以提供動力。

【生】在教師的指導下完成以下活動：（1）經(jīng)驗分享：每個小組分享在此次活動中的收獲，綜合競賽中各小組的表現(xiàn)，對小車行駛的穩(wěn)定性、外形是否美觀等進行評價，探索小車運動的影響因素，總結(jié)小車運動得遠的技巧;（2）學生評價：學生根據(jù)自己在此次課程中的整體表現(xiàn)，在STEAM自我評價量表上對自己的態(tài)度、工作質(zhì)量、問題解決、貢獻、任務(wù)專注度等打分，反思不足，總結(jié)經(jīng)驗。

設(shè)計意圖：氣球動力比賽結(jié)束后的評價是立足過程，促進發(fā)展，讓學生通過作品互評、自評，交流觀點，分享收獲，同時鼓勵學生在評價中學會合作，取長補短，反思改進。

在《氣球動力小車賽》系列課程的活動中，學生的創(chuàng)造力、動手能力、合作能力都遠遠超過我的想象，在設(shè)計小車的環(huán)節(jié)，學生會比較不同材料的特點，選擇最輕便穩(wěn)定的材料，在制作小車的環(huán)節(jié)，學生會根據(jù)遇到的問題及時調(diào)整車身比例和氣球噴嘴角度，然后進行產(chǎn)品調(diào)試，再對產(chǎn)品進行優(yōu)化，在這個過程中，學生運用了科學知識反沖力讓小車運動起來，在設(shè)計和產(chǎn)品測試中，學生掌握了技術(shù)與工程的基本原理，同時融合了美學和數(shù)學的思想，這正是STEAM項目學習的意義。

小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，教師在教學中融入STEAM教育理念，將傳統(tǒng)的講授課開發(fā)成項目式系列課程，讓學生親身經(jīng)歷探究性學習，從而提高動手操作能力、觀察思考能力和團結(jié)協(xié)作的能力。通常情況下，完成一個項目課程需要多個課時，建議教師根據(jù)學生實際情況合理安排課時，多關(guān)注學生在項目學習中的能力發(fā)展，讓學生通過STEAM課程的學習，積累相應的科學知識，體驗科學探究的過程，培養(yǎng)良好的學習習慣，發(fā)展學習能力、思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和與人溝通的能力，形成尊重事實、 樂于探究、與他人合作的科學態(tài)度。

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