一个有趣的STEM活动.docx

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1、一个有趣的STEM活动；消灭声音作者：周计彭／江苏省徐州市徐州一中实验学校　　科学、技术、工程、数学之间存在着一种相互支撑、相互补充、共同发展的关系。如果要了解它们，尤其是它们之间的关系，就不能独立其中任何一个部分，只有在交互中，在相互的碰撞中，才能实现深层次的学习、理解性的学习，也才能真正培养儿童各个方面的技能和认识。但在实践层面，中小学教师对于如何将数学、工程和技术融入科学课堂，还没有完整的思路和有效的教学手段。我在徐州一中实验学校教研组和学校物理组的指导下，设计本节消灭声音，探索STEM教育理念在中学阶段的具体实践方法。　　设计思路　　为何“消

2、灭声音”声音是我们生活中非常常“见”的事物，我们每天要接收非常多的声音讯息。但有的声音是美妙的，有效的；而有一些确实让人烦扰的。而由此，消音装置应运而生。这些消音装置在工业生产与日常生活中很不起眼，但是却十分重要的装置。汽车、摩托车、电脑、门窗等等都有他们的身影。这节课，我们将一起“观察”声音，并研究如何消除噪音。　　本课程中制作隔音的方法是将硼砂溶液加入含聚乙烯醇的透明胶水中（注：聚乙烯醇（PVA）和硼砂可以安全触摸，但不可食用，使用时需注意），稍作搅拌，可以快速获得一种弹性物质，该弹性物质经过塑形，便可以得到弹球。从STEM教育的角度，弹球的制作

3、过程不仅包含“物质的改变导致其特性也改变”的科学原理，高度测量和数据处理等数学方法，还包含了如何改善弹球性能、优化制作工艺等工程技术问题。因此，这是1节整合了4大领域的典型的STEM课程。　　此外，本课程符合STEM课程的特征——学习情境的生活性和真实性[3]。学生从现实生活中寻找素材，用常见的塑料泡沫，收纳盒，报纸，塑料袋，棉花等等通过动手做探究弹，解决生活情境中如何控制噪声的实际问题。这种方式使本课程具有很强的实践性，有利于学生对STEM学科的综合性学习。　　如何“做弹球”　　确定做弹球的主题后，为了提供具有挑战性且与学习者相关的STEM学习内容

4、，我设计了多元化的学习情境和交互式的活动流程。课堂中，我要求学生以小组为单位，各自扮演弹球工厂的角色，参与完整的做弹球过程。教学流程图见图1。　　制订教学目标时，为了体现STEM课程涉及的4个维度，我并未使用中学物理课程标准中的三维目标：知识与技能、过程与方法、情感态度价值观，而是围绕本课主题，站在学生的角度，分别制订了各个领域具体且有针对性的教学目标。　　S（科学）：学生知道硼砂溶液和含聚乙烯醇的胶水混合可以得到一种具有黏性的弹性物质；知道原料配比不同，混合后所得产物的特性（黏性、可塑性、弹性等）不同。　　T（技术）：学生知道制作弹球的工序和塑形工

5、艺，能够制作弹球并测量其反弹高度。　　E（工程）：学生能够设计方案——通过选择不同的原料配比等——解决如何使球弹得更高的问题。　　M（数学）：学生能够确定和控制变量，进行原料用量和比例的换算，能够利用图表呈现数据，并进行分析和解释。　　实践情况　　基于以上设计思路，我挑选了16名5年级学生参加了本次公开课。　　视频引入：聚焦问题，提出任务　　本节课开始时，我拿出1个弹球在手中把玩，吸引了学生的兴趣。通过播放1段视频，我将焦点转向了弹球制造工厂最近遇到的问题。该视频中，工厂的工程师拿出了1封小朋友的来信，信中提到了1个新的弹球配方，他们希望得知其可行性

6、（见图2）。　　“生产弹球的玩具工厂现在面临的是1个什么问题？”我通过这样的提问来确认学生观看视频后是否已经了解了需要解决的问题。在引导学生对新配方的可行性进行预测之后，我进而启发学生自己提出本节课的第1个任务——试做1个弹球来验证新配方的可行性。　　笔者发现，以弹球搭建生活与工业情境的桥梁，以视频为呈现手段，学生能自然地进入本课主题。　　试做：初探弹球配方可行性　　学生从视频中得知了制作弹球的2种原料，但对如何操作是毫无头绪的。我通过询问“对于制作弹球，你有没有什么问题？”引导学生提出并探讨相关技术问题，在互动讨论中明确弹球的制作流程。　　课前，我

7、预计的理想情况是，学生按顺序提出以下3个方面的问题：①原料的用量；②制作的步骤；③塑形的方法。但在课堂中，学生的提问是无序的。一名学生首先提出了“如何做成球的样子？”我随之引导该学生：“你提了一个很好的技术问题，不过加工球的形状之前，我们是不是还有其他的步骤？还能给我们一些建议吗？”通过这样的方式，学生最后都能按照确定变量—原料用量—制球步骤—塑形方法的逻辑顺序进行思考，并明确了弹球的制作流程：量取（见图3）—混合—搅拌（见图4）—捞取—压实—揉搓（见图5）—摇圆（工具如图6所示）。　　在原料的用量方面，对于5年级学生来说，研究多重变量的问题是较为困

8、难的。由于胶水的体积直接影响到弹球的大小，为了便于探究和减少球的尺寸对结果的影响，胶水的用量最好是固定的。因