基于STEAM教育理念的小學(xué)科技勞動(dòng)校本課程開(kāi)發(fā)
——以四年級(jí)科技勞動(dòng)校本課程“帶傳動(dòng)的認(rèn)識(shí)”為例

文/鄧江帆

引 言

勞動(dòng)自古以來(lái)就是人類(lèi)文明發(fā)展的基礎(chǔ)，而勞動(dòng)教育也是學(xué)校教育的重要培養(yǎng)目標(biāo)之一。在新時(shí)代背景下，勞動(dòng)教育也要與時(shí)俱進(jìn)。習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)教育大會(huì)上強(qiáng)調(diào)要在學(xué)生中弘揚(yáng)勞動(dòng)精神，教育引導(dǎo)學(xué)生崇尚勞動(dòng)、尊重勞動(dòng)，懂得勞動(dòng)最光榮、勞動(dòng)最崇高、勞動(dòng)最偉大、勞動(dòng)最美麗的道理，長(zhǎng)大后能夠辛勤勞動(dòng)、誠(chéng)實(shí)勞動(dòng)、創(chuàng)造性勞動(dòng)。創(chuàng)造性勞動(dòng)指的是通過(guò)人的腦力勞動(dòng)萌發(fā)出技術(shù)、知識(shí)、思維的革新，從而高效提升勞動(dòng)效率、產(chǎn)生超值社會(huì)財(cái)富或成果的勞動(dòng)[1]。這里包含很多種類(lèi)的勞動(dòng)，本文主要討論的是其中一項(xiàng)——科技勞動(dòng)。

一、科技勞動(dòng)課程開(kāi)發(fā)的意義

科技勞動(dòng)課程的開(kāi)發(fā)，致力于探索一種提高學(xué)生探究性、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力的教學(xué)策略和適合我校學(xué)生的校本課程。在科技勞動(dòng)教育中，教師要讓學(xué)生在收獲果實(shí)的同時(shí)，既能體驗(yàn)勞動(dòng)的樂(lè)趣，又能激發(fā)想象力、創(chuàng)造力，學(xué)會(huì)用科技手段進(jìn)行勞動(dòng)，打破固有思維，加深對(duì)勞動(dòng)概念的理解[2]。

二、STEAM 教育理念的內(nèi)涵

STEAM 教育理念以包容多種學(xué)科的綜合性教育為特征，在全球范圍內(nèi)有著極高的影響力，國(guó)內(nèi)外教育界都在不斷地研究和探索其應(yīng)用模式。我校深入學(xué)習(xí)了STEAM 教育的教學(xué)模式、教學(xué)策略、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程評(píng)價(jià)，試圖從中找到適合小學(xué)的學(xué)科融合方式和策略。

STEAM 課程中，學(xué)科知識(shí)整合的初衷就是打破學(xué)科壁壘，減少知識(shí)重疊，解決獨(dú)立學(xué)科的知識(shí)碎片化、孤立化等問(wèn)題。我校以STEAM 課程跨學(xué)科整合的價(jià)值取向性作為科技勞動(dòng)校本課程開(kāi)發(fā)的依據(jù)，基于此來(lái)搭建科技勞動(dòng)課程的結(jié)構(gòu)和框架。

三、科技勞動(dòng)課程開(kāi)發(fā)的內(nèi)容

在研究過(guò)程中，我校確定課程內(nèi)容為信息技術(shù)、機(jī)器人編程、3D 打印、機(jī)械搭建、綜合實(shí)踐活動(dòng)[3]。將這些內(nèi)容進(jìn)行課程整合，開(kāi)發(fā)我校的科技勞動(dòng)校本課程，重點(diǎn)討論如何運(yùn)用STEAM 教育理念來(lái)完善我校科技勞動(dòng)課程的構(gòu)建與實(shí)施。

（1）全面分析STEAM 教育理念，討論小學(xué)科技勞動(dòng)課程對(duì)現(xiàn)階段小學(xué)教學(xué)活動(dòng)的意義。以在邵武第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)與邵武實(shí)驗(yàn)小學(xué)開(kāi)展小學(xué)科技勞動(dòng)課程為研究手段，進(jìn)一步探究小學(xué)科技勞動(dòng)課程對(duì)提高學(xué)生素質(zhì)的作用，從而提高學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。

（2）以勞動(dòng)教育中的創(chuàng)造性勞動(dòng)為抓手，致力于培養(yǎng)學(xué)生六大核心素養(yǎng)中的實(shí)踐創(chuàng)新素養(yǎng)?？萍紕趧?dòng)課程是我校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新思維和科學(xué)精神的一個(gè)重要手段。

（3）將《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中所要求的科學(xué)的學(xué)習(xí)方法、信息技術(shù)中關(guān)于人工智能的課程內(nèi)容、綜合實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng)意物化的課程目標(biāo)進(jìn)行整合，結(jié)合勞動(dòng)課程的內(nèi)容，開(kāi)發(fā)科技勞動(dòng)的校本課程。

四、科技勞動(dòng)校本課程的典型案例

下面，筆者將分析一個(gè)典型的課堂實(shí)例，看看校本課程是如何在課堂教學(xué)中具體呈現(xiàn)的。

（一）設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課是校本課程汽車(chē)主題系列中的一課。汽車(chē)主題的確定原因如下：（1）汽車(chē)既是科技的體現(xiàn)，又給人們帶來(lái)了勞動(dòng)上的便利；（2）汽車(chē)的基礎(chǔ)原理可適用于其他農(nóng)用勞動(dòng)工具，具有延展性；（3）汽車(chē)更加符合學(xué)情，不僅是學(xué)生更為熟悉和感興趣的切入口，還符合學(xué)生的發(fā)展和認(rèn)知水平。

本課以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸方式為入口，引入帶傳動(dòng)的認(rèn)識(shí)。以三種狀態(tài)呈現(xiàn)三種任務(wù)：（1）等速帶傳動(dòng)；（2）加速帶傳動(dòng)；（3）減速帶傳動(dòng)。三種任務(wù)分別對(duì)應(yīng)帶傳動(dòng)三種形態(tài)：等速、加速、減速。結(jié)合知識(shí)的難易程度和學(xué)生的認(rèn)知水平，進(jìn)行案例設(shè)計(jì)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

（1）認(rèn)識(shí)帶傳動(dòng)，了解等速帶傳動(dòng)、不等速帶傳動(dòng)的形態(tài)。

（2）通過(guò)認(rèn)識(shí)帶傳動(dòng)，了解帶傳動(dòng)的功能、分類(lèi)、特點(diǎn)以及在生活中的應(yīng)用。

（3）通過(guò)認(rèn)識(shí)、搭建帶傳動(dòng)，感受機(jī)械動(dòng)能，提高學(xué)生對(duì)工程機(jī)械的興趣。

（三）教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：初步認(rèn)識(shí)帶傳動(dòng)的三種類(lèi)型，能分辨等速及不等速帶傳動(dòng)。

教學(xué)難點(diǎn)：理解三種速度帶傳動(dòng)的原理。

（四）教學(xué)準(zhǔn)備

積木搭建工具包：底座1 個(gè)，軸2 個(gè)，虛軸銷(xiāo)2 個(gè)，三單元交叉塊1 個(gè)，大小輪各2 個(gè)。

（五）教學(xué)步驟

1.導(dǎo)入（10 分鐘）

（1）呈現(xiàn)視頻：以變形金剛大黃蜂的視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并通過(guò)視頻解釋汽車(chē)中皮帶傳動(dòng)的重要性，從而引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容——帶傳動(dòng)，并讓學(xué)生思考：①汽車(chē)具有什么功能？②這些功能依靠什么實(shí)現(xiàn)？③汽車(chē)的動(dòng)力發(fā)動(dòng)裝置是什么？④這些動(dòng)力是如何進(jìn)行傳動(dòng)的？

（2）引出帶傳動(dòng)的概念——帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。出示帶傳動(dòng)的模型，并提問(wèn)：①這個(gè)模型分為幾個(gè)部分？②如何將這個(gè)模型與發(fā)動(dòng)機(jī)和速度結(jié)合起來(lái)？

2.第一個(gè)任務(wù)及學(xué)案（20 分鐘）

（1）宣布第一個(gè)任務(wù)。提供材料，并公布第一個(gè)任務(wù)的學(xué)案。

任務(wù)：使用所提供的積木零件等材料制作一個(gè)等速帶傳動(dòng)模型。要求當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)輪時(shí)，從動(dòng)輪的速度與主動(dòng)輪一樣快。

材料：底座1 個(gè)，軸、虛軸銷(xiāo)各2 個(gè)，三單元交叉塊1 個(gè)，大小輪各2 個(gè)。

（2）學(xué)生進(jìn)行搭建。教師要鼓勵(lì)學(xué)生之間互相觀摩學(xué)習(xí)?？紤]到學(xué)生對(duì)材料的搭建沒(méi)有基礎(chǔ)，教師用3分鐘的微課進(jìn)行簡(jiǎn)單的教學(xué)。課堂實(shí)錄如下：

師：微課中提到一個(gè)問(wèn)題，這兩個(gè)輪子到底要使用哪個(gè)呢？同學(xué)們討論一下。

師：哪位同學(xué)把你們討論的結(jié)果分享一下？

生1：用這個(gè)輪子（大帶輪）。兩邊一樣大，速度才會(huì)一樣。

生2：用小輪子。

（請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)手搭建，根據(jù)學(xué)案進(jìn)行回答）

師：下面請(qǐng)同學(xué)展示一下你設(shè)計(jì)制作的等速帶傳動(dòng)，并說(shuō)說(shuō)你是怎么想的。

生：我首先將主動(dòng)輪和從動(dòng)輪全部用大帶輪，然后便開(kāi)始觀察，發(fā)現(xiàn)從動(dòng)輪速度與主動(dòng)輪一樣。

（3）小結(jié)與反思。每個(gè)小組完成任務(wù)時(shí)，教師要進(jìn)行測(cè)試，并且在全部學(xué)生完成后，讓其進(jìn)行匯報(bào)。學(xué)生在動(dòng)手搭建的同時(shí)進(jìn)行勞動(dòng)，而在勞動(dòng)的過(guò)程中又學(xué)習(xí)了帶傳動(dòng)的原理知識(shí)，進(jìn)而對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)方式有了進(jìn)一步了解。我們是否能夠找出這樣的科技與勞動(dòng)的融合點(diǎn)。

3.第二個(gè)任務(wù)及學(xué)案（20 分鐘）

（1）宣布第二個(gè)任務(wù)，并且公布第二個(gè)任務(wù)的學(xué)案。

任務(wù)：用同樣的材料包，制作一個(gè)加速帶傳動(dòng)模型。要求主動(dòng)輪速度不變的情況下，從動(dòng)輪的速度比主動(dòng)輪快。

材料：底座1 個(gè)，軸、虛軸銷(xiāo)各2 個(gè)，三單元交叉塊1 個(gè)，大小輪各2 個(gè)。

學(xué)生進(jìn)行搭建前，先進(jìn)行討論——如何使模型從等速帶傳動(dòng)改成加速帶傳動(dòng)，再匯報(bào)討論的結(jié)果。

（2）學(xué)生進(jìn)行搭建。發(fā)現(xiàn)做得較好的學(xué)生后，教師應(yīng)鼓勵(lì)其他同學(xué)來(lái)觀摩學(xué)習(xí)。課堂實(shí)錄如下：

師：如何進(jìn)行加速帶傳動(dòng)？

生：把從動(dòng)輪換成小輪子。

師：你是怎么想的？

生：我用一樣的速度搖，帶動(dòng)從動(dòng)輪就會(huì)轉(zhuǎn)得更快。

師：那到底是不是這樣？請(qǐng)動(dòng)手搭建，驗(yàn)證你的想法吧。

師：先請(qǐng)你展示一下你設(shè)計(jì)制作的加速帶傳動(dòng)模型。你做了什么改變？

生：我把大輪子換成了小輪子。

師：有同學(xué)可以完善一下嗎？是哪里的輪子換了？

生：從動(dòng)輪。

師：準(zhǔn)確，那么速度有改變嗎？

生：從動(dòng)輪變快了。

師：誰(shuí)能用一句話概括一下，加速帶傳動(dòng)。

生：從動(dòng)輪比主動(dòng)輪小，速度比主動(dòng)輪快，這樣進(jìn)行的是加速帶傳動(dòng)。

（3）小結(jié)并反思第二個(gè)任務(wù)。對(duì)完成任務(wù)的小組，教師進(jìn)行測(cè)試，在所有小組完成后，請(qǐng)部分小組進(jìn)行匯報(bào)。匯報(bào)內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)思路、出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法、小組的分工、評(píng)價(jià)其他小組的模型設(shè)計(jì)、展示優(yōu)秀作品。

4.第三個(gè)任務(wù)及學(xué)案（15 分鐘）

（1）宣布第三個(gè)任務(wù)，并公布第三個(gè)任務(wù)的學(xué)案。

任務(wù)：用同樣的材料包，制作一個(gè)減速帶傳動(dòng)模型。要求主動(dòng)輪速度不變的情況下，從動(dòng)輪的速度比主動(dòng)輪慢。

材料：底座1 個(gè)，軸、軸銷(xiāo)各2 個(gè)，三單元交叉塊1 個(gè)，大小輪各2 個(gè)。

學(xué)生進(jìn)行搭建前，先進(jìn)行討論——如何使模型從加速帶傳動(dòng)改成減速帶傳動(dòng)，再匯報(bào)討論的結(jié)果。

（2）學(xué)生進(jìn)行搭建。發(fā)現(xiàn)做得比較好的學(xué)生后，教師要鼓勵(lì)其他同學(xué)間互相觀摩學(xué)習(xí)。課堂實(shí)錄如下：

師：同樣，我們先討論一下?，F(xiàn)在需要慢下來(lái)，要怎樣做呢？

生：可以把兩邊的輪子換一下。

師：你為什么這樣想？

生：因?yàn)榧铀賻鲃?dòng)從動(dòng)輪比主動(dòng)輪小，這樣轉(zhuǎn)起來(lái)就更快，那現(xiàn)在要減速，從動(dòng)輪就要比主動(dòng)輪大，但沒(méi)有比主動(dòng)輪更大的輪子，所以把兩邊的輪子換一下。

師：你的想法太妙了。（同學(xué)們動(dòng)手搭建，根據(jù)學(xué)案進(jìn)行回答）

師：哪位同學(xué)展示一下你設(shè)計(jì)、制作的減速帶傳動(dòng)？說(shuō)說(shuō)你改變了哪里？

生：我把兩個(gè)輪子換了一下。

師：你這么做的目的是什么？

生：這么做的目的是讓從動(dòng)輪比主動(dòng)輪大。

師：對(duì)，從動(dòng)輪比主動(dòng)輪大，速度比主動(dòng)輪小，模型裝置進(jìn)行減速帶傳動(dòng)。

（3）總結(jié)與反思。全班進(jìn)行討論，內(nèi)容如下：①用數(shù)學(xué)的思維來(lái)解釋為什么改變輪子的大小，從動(dòng)輪速度會(huì)改變。②今天學(xué)習(xí)的帶傳動(dòng)知識(shí)分別是什么？③帶傳動(dòng)在生活中，除了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，還有哪些實(shí)際應(yīng)用？④你在本節(jié)課中是否遇到困難？是如何解決的？⑤三次搭建過(guò)程的分工是如何分配的？分配得是否合理？⑥通過(guò)本次的學(xué)習(xí)，你有什么收獲？

5.延伸

如果將你的模型進(jìn)行改進(jìn)，你會(huì)嘗試進(jìn)行哪些改變？功能上又有哪些增加？試著用畫(huà)圖和寫(xiě)作的方式表示出來(lái)。

結(jié) 語(yǔ)

本節(jié)課是科技勞動(dòng)校本課程的一次實(shí)際嘗試，試圖從中找到平衡點(diǎn)和融合點(diǎn)，將科技與勞動(dòng)有效結(jié)合起來(lái)。本節(jié)課設(shè)置了三個(gè)任務(wù)環(huán)節(jié)，以學(xué)生動(dòng)手搭建為主，自主探究汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中帶傳動(dòng)的知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)手搭建，就是一種創(chuàng)造性勞動(dòng)和一種科技勞動(dòng)。