小学科学教学融入STEM理念的设计与实践案例：《升降机》.docx

项目化学习方案项目名称 项目简述:升降机我们学校的科学教室在五楼，每当有很多箱比较重的科学器材运送到学校后，如何运送到五 楼是个难题。一箱一箱的搬送，不仅让老师和同学们很累，又容易损坏到箱子里的器材，这让大 家很苦恼。我们需要设计、制作一款符合学校实际需求的升降机把科学器材安全的送到五楼实验室。© 建议年级：六年级© 课程领域：科学、数学、语文、美术、技术、工程 时长：8课时驱动性问题我们需要设计、制作一款怎样的升降机才能把科学器材安全的送到五楼实验室呢?核心概念、跨学科概念核心概念：1 .物体具有一定的特征，材料具有一定的特性.机械能、声、电、磁是能量的不同表现形式2 .力作用于物体可以改变物体的形状和运动状态.工程技术的关键是设计，工程是运用科学和技术进行设计，解决实际问题和制造产品 的活动3 .人们为了使生产和生活更加便利、快捷、舒适，创造了丰富多彩的人工世界。 跨学科概念：1 .模式.原因和结果：机制和解释2 .结构和功能学习目标1 ,认知升降机的基本结构：曳引系统和轿厢等。2,对设计、制作升降机模型整体情况（例如选址、用处、师生建议等）进行调查3,学习用数学比例的方法，缩小升降机的尺寸；计算出升降机模型的价格。4 .通过同伴合作共同完成数据测量、设计图的绘制、共同研讨、反复修改，形 成可实施方案。5 .能根据设计图，选择合适的材料，设计和制作升降机模型。6 .在解决问题的过程中，能对设计、制作、调查、测试等学习活动进行迭代。7 .能和小组同学积极合作，乐意分享，养成乐于动脑、动手的习惯，感受到身边处处是 科学。、数项目0-45-89-10得分教师团队分工每个学生都有 角色，分配角 色时，出现了 吵闹每个学生都有 合适的主要角 色，讨论角色 时的氛围一般根据学生的特 长，每个学生 都有合适的主 要角色，讨论 是在友好的氛 围中进行的班主任调查报告（对学生小组的调查报告进行客观评价）数项目0-45-89-10得分教师调查过程没有积极参与 调查，记录比 较简单积极参与调查 过程，小组友 好合作，讨论 氛围一般，少 有记录积极参与调查 过程，小组友 好合作，积极 讨论，认真记 录班主任调查报告调查报告太简 单，语言规范， 文字工整调查报告基本 完整，语言规 范，内容科学调查报告完 整，语言规范， 内容科学，文 字清晰，工整语文教师科学教师总分3.方案设计（回顾设计方案的过程，完成学生小组的客观评价）分数0-45-89-10得分教师项目头脑风暴只有一个人有 想法有两三个人有 想法，能提供 信息，但信息 不够完善每个人都有想 法而且能提供 一些必要的信 息班主任设计方案设计思路基本 清晰，设计图 没有标注方案科学，设 计思路基本清 晰，设计图基 本规范（标注 容较少）方案科学，设 计思路清晰， 设计图规范 （标注材料名 称、结构、功 能等）。科学教 师 数学教 师 美术教 师总分制作模型评价 学生评价：姓名：评价内容自评组内互评班主任评组长组 员1组 员2组 员3组 员4得分和 评价关 键词制作升降机模型1 .积极参与模型制作，和组员友好合作，听 从组长安排，为制作过程中遇到的困难提供了 好的想法（9-10分）2 .积极参与模型制作，和组员友好合作，听从 组长安排（5-8分）3 .游离于实践之外（0-4分）教师评价分数 项目0-45-89-10得分评价 关键词教师升降机 模型制 作过程积极参与 模型制作， 组员之间 友好合作， 使用工具 不安全积极参与模 型制作，组 员之间友好 合作，使用 工具规范、 安全积极参与模型制作， 组员之间友好合作， 制作过程有序，气氛 融洽，使用工具规 范、安全各导师 负责升降机 模型制 作完成 情况升降机模 型制作少 部分完成升降机模型 制作大部分完成升降机模型制作全 部完成各导师 负责总分汇报交流评价、分数 评价输0-45-89-101号作品2号 作品升降机模 型价格价格偏贵，不能接 受价格稍贵，勉强能 接受价格较为合理， 易于接受升降机安 全性、稳 定性升降机模型不稳 固，电梯可以实现 上升和下降，但是 有倾斜模型稳固，电梯可 以稳定运行，上 升、下降过程有倾 斜模型坚固，电梯 可以稳定运行， 直线上升和下降升降机的 创新性小部分结构是自 己小组动手制作， 创新性不足大部分结构是自 己小组动手制作， 应用到了机械、形 状与结构、电学等 其中部分知识，有 一定的创新性主要结构都是自 己小组动手制 作，应用到了机 械、形状与结构、 电学等知识，有 很好的创新性升降机美 观性布局一般，没有什 么美观性布局合理，有一定 的美观性布局合理，造型 美观、有特色方案的汇 报汇报过程不清晰， 有点混乱对设计和制作过 程讲解较为清晰对设计和制作过 程讲解清晰、思 路开阔语言表达声音较小，中间有 很多停顿声音较大，语言较 为流畅声音洪亮，语言 流畅总分学习框架:学习阶段主题内容时间第一阶段方案设计2课时第二阶段制作模型2课时第三阶段撰写报告2课时第四阶段交流汇报2课时1 .升降机方案设计项目任务建议时间：2节课单元主题：设计升降机项目活动：调查、 设计项目描述：我们学校的科学教室在五楼，每当有很多箱比较重的科学 器材运送到学校后，如何运送到五楼是个难题。一箱一箱的搬送，不仅让 老师和同学们很累，又容易损坏到箱子里的器材，这让大家很苦恼。怎样 能解决这个难题呢？升降机也许能解决这个问题。什么是升降机呢？如何设计和制作呢？主要关联技能：设计图的绘制主要关联学科：科学、语文、美术、 数学项目目标：1 .认知升降机的基本结构：曳引系统和轿厢等2 .对设计、制作升降机模型整体情况（例如选址、用处、师生建议等）进 行调查3 .学习用数学比例的方法，缩小楼层、升降机的尺寸；计算出升降机模型 的价格4 .通过同伴合作共同完成数据测量、设计图的绘制、共同研讨、反复修改， 形成可实施方案。材料准备教师：升降机的基本结构（文字及图片）；调查报告撰写指导文稿；卷尺（体育用）实验室材料开放；学习单、评价表作品结果表现方式：完成调查报告、方案设计（设计图以及文稿）驱动性问题：你想设计什么样的升降机，能比较合适的满足学校的需求呢？ 可以从安全性、稳定性、承重能力、创新性、美观性等方面来考虑（评价标准）。项目步骤教师支架项目导师（提前准备工 作）一认识电梯升降机1 .认知电梯升降机的基本结构：曳引 系统和轿厢等2 .掌握电梯升降机所蕴含的基本科 学知识提供电梯升降机 的基本结构以及 应用到的科学知 识（文字及图片）打印升降机文 字和图片或者 提供视频二、调查活动以小组为单位对将要设计的升降 机整体情况（例如选址、用处、师生 建议等）进行调查。提供调查报告撰 写指导文稿（必要 时指导当面调查 报告的撰写）提供调查报告 撰写指导文稿 或者录制指导 视频三、升降机设计图的绘制1.以小组为单位到实验室查看材料1.开放实验室；2.等比例缩小楼层和升降机的尺寸2.数学教师提供 等比例缩小尺寸 的方法（进行巡 视，必要时现场及 时指导，帮助困难 学生）；提供方法指导 文稿或者视频3.根据教师提供的资料，小组讨论， 选择升降机动力设备3.提供升降机动 力设备3种方案的 介绍。（1 ）手 动拉动升降机（2） 用并联电路和电 动机拉动升降机（3）利用传感器、 程序控制，拉动升 降机）对选择不同设备 的小组现场提供 必要的指导提供升降机动 力设备3种方 案的介绍，文 字、图片或者视 频资料4.小组经过讨论，选择合适的方案， 绘制升降机设计图4.美术教师提供 空间图、立体图等 画法教学可以提前录制 好教学视频，或 者现场）指导学生档案材料收集：调查报告、升降机设计图、学生自评互评评价单2.升降机模型制作建议时间：2节课|单元主题：设计升降机 1页目活动：调查、设计我们已经做好了升降机设计方案，接下来我们要依据方案制作模型。如 果制作过程中，发现了问题，可以修改设计图，依据修改后的设计图继续制 作模型。主要关联技能：制作模型|主要关联学科：科学、数学、美术一项目目标：1 .能根据设计图，选择合适的材料，设计和制作升降电梯模型。2 .在解决问题的过程中，能对设计、制作、调查、测试等学习活动进行迭代。3 .能和小组同学积极合作，乐意分享，养成乐于动脑、动手的习惯，感受到 身边处处是科学。材料准备教师：方形木棒、金属滑轮、弹簧、胶枪、马达、棉线、剪刀作品结果表现方式：升降机模型驱动性问题：制作升降机模型的过程中，如何能顺利完成制作呢？项目步歌教师支架项目导师 （提前准 备工作）一、制作升降机模型1 .依据设计图，小组合作制作升降机 模型2 ,修改设计图，小组继续完成升降机 模型制作1 .提供学生制作所需 基本材料（科学教师）2 .巡查，提供必要的指 导，提醒学生注意安全 （班主任）3 .指导设计方案的修 改（各导师）科学教师（实验室） 语文、数 学、美术老 师（六年级 教室）二、教师对学生制作模型过程认真评 价六1班 A导师 六2班 B导师 六3班 C导师 六4班 D导师提供评价 表学生档案材料收集：修改后升降机设计图、学生自评、互评评价单、教师评 价表3 .撰写产品说明书建议时间：2节课单元主题：撰写产品说明 书项目活动：学习、撰写产 品说明书我们已经做好了升降机模型，如何科学、清楚的向学校介绍自己的升降 机呢？撰写升降机产品介绍是非常有必要的。主要关联技能：撰写文章主要关联学科：语文、科学项目目标：1 .掌握撰写产品说明书的几个步骤2 .撰写升降机产品说明书材料准备教师：产品说明书撰写PPT作品结果表现方式：升降机产品说明书驱动性问题：如何科学、清楚的向学校介绍自己的升降机呢？项目步骤教师支架项目导师（提前准备工 作）二、升降机产品说明撰写指导1 .教师介绍产品说明书如何撰写2 .学生撰写升降机说明书、演讲稿 PPT3 .教师指导学生如何汇报（从演讲 的角度）产品说明书一般步骤：1 .公司介绍：公司名称、公司人员 介绍、联系电话、联系地址等2 .完整设计图及实物图：3 .使用说明：4 .材料清单：（材料名称、尺寸 大小及价格）5 .承诺：安装、（售后服务：服务 期限、服务内容、服务费等）、保 养等）6 .升降机优势：（价格、质量、安 全、方便、节省能源等）7 .我们的升降机创造过程介绍：设 计图怎样制定的？制作过程遇到 了什么困难，怎样解决的？有没有 再次修改设计图，修改了哪些方 面？1 .课上指导：产品说明 书如何撰写（PPT）2 .指导学生如何汇报自 己的产品说明1.语文老师做 好PPT2.各班级语文 教师学生档案材料收集：升降机说明书、演讲稿PPT学习 成果4.升降机汇报交流建议时间：2 节课单元主题：升降机汇报交流项目活动：汇报、评价、反 思我们的升降机效果如何呢？满足学校的要求吗？小组向全体师生汇报我 们的成果。主要关联技能：汇报交 流主要关联学科：科学、语文项目目标：1 .能清晰的表达设计思路、制作过程以及产品的特点等2 .能根据师生的评价，批判性吸收建议，进行再次设计、实践，完善作品材料准备学生：升降机产品说明书、升降机讲解PPT作品结果表现方式：产品说明书、升降机讲解PPT、现场汇报驱动性问题：如何向全体师生全面展示你的升降机作品呢？项目步骤教师支架项目导师 （提前准备 工作）一、班级汇报交流1 .各小组向全班汇报升 降机作品（产品说明书、升降机 讲解PPT）2 .班主任、科学老师、 全班同学给予评价，并 选出2个最优秀小组。提供评价表组织升降机作品评价科学教师班主任二、全校汇报交流1 .每班选出的2个小组 汇报升降机作品（产品说明书、升降机 讲解PPT）2 .全校师生给予评价1 .提供评价表2 .问卷星评价表（全体教师评）3 .组织升降机作品评价全体师生学生档案材料收集：升降机说明书、升降机讲解PPT、汇报交流阶段评价表学生手册一组 长：1号组员： 2号组员：3号组员： 4号组员：5号组员： 6号组员：1.明确任务和评价标准(1)本次学习活动，要解决什么问题?(2)升降机主要的评价标准是什么？2 .升降机调查报告.调查内容一般包括： 升降机最适合安装在哪？原因是什么？ 老师和同学对升降机有什么建议？ 你选择的升降机的动力是什么？这样选择的原因是什么? 你将要设计、制作的升降机，应用到了哪些科学知识 将要制作升降机，需要准备哪些材料？3 .升降机方案的设计(文字介绍和设计图).依据设计方案，小组友好合作制作模型学生活动手册二组 长：1号组员： 2号组员：3号组员： 4号组员：5号组员： 6号组员：如果你们小组对升降机的方案进行了修改，请把修改后的方案记录在下面教师提供的修改建议:提示：1 .文字介绍：哪些地方做出了修改2.设计图（用铅笔、直尺等规范画图，并标记尺寸和材料的名称）学生活动手册三组 长：1号组员： 2号组员：3号组员： 4号组员：5号组员： 6号组员：升降机说明书提示：产品说明书一般步骤：1 .公司介绍：公司名称、公司人员介绍、联系电话、联系地址等2 .完整设计图及实物图：3 .使用说明：4 材料清单：（材料名称、尺寸大小及价格）5.承诺：安装、（售后服务：服务期限、服务内容、服务费等）、保养等）6,升降机优势：（价格、质量、安全、方便、节省能源等）7.我们的升降机创造过程介绍：设计图怎样制定的？制作过程遇到了什么困难，怎样解决 的？有没有再次修改设计图，修改了哪些方面？升降机方案设计评价评价方案姓名：评价内容自评组内互评班主任 评组 长组 员1组 员2组 员3组 员4班主任明确项目任务和评价标准1 .目标、评价标准清晰，并知道接下来该怎 么做（970分）；2 .目标、评价标准清晰，但不知道接下来怎 么做；（5-8分）3 .目标、评价标准不清晰或不完整（0-4分）参与升降机整体情况调查1 .积极参与调查与讨论，掌握升降机所 蕴含的基本科学知识（970分）2 .参与调查与讨论，部分清楚升降机所 蕴含的基本科学知识（5-8分）3 .不参与调查与讨论，部分知道升降机 所蕴含的基本科学知识（0-4分）升降机设计方案1 .积极参与讨论，友好协作，贡献了积 极的想法，参与了升降机设计图的绘制（970 分）2 .积极参与讨论，参与了升降机设计图 的绘制（5-8分）3 .参与讨论，贡献了积极的想法（0-4 分）学生评价表:教师评价表：一、团队建设（对学生小组团队建设进行合理评价）