《建高塔》教學(xué)案例及拓展

《建高塔》教學(xué)案例及拓展一、設(shè)計依據(jù)：當(dāng)今世界，科學(xué)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的不斷涌現(xiàn)，對每一位公民的科學(xué)素養(yǎng)提出了新的要求，科學(xué)教育也更注重培養(yǎng)學(xué)生的能力和思維，而不是只強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識普及了，這從新頒布的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的明顯變化中可以看出。此次新課標(biāo)倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，并明確了對STEM的解釋：科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics),即STEM,是一種以項目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式,它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。STEAM是在STEM的基礎(chǔ)上加入了Arts，也就是藝術(shù)，變得更加全面。STEAM提倡的實(shí)際是一種新的教學(xué)理念，讓孩子們自己動手完成他們的感興趣的項目,從過程中學(xué)習(xí)各種學(xué)科及跨學(xué)科知識,在學(xué)科之間相互支撐,相互補(bǔ)充,共同發(fā)展。二、課例特色：(1)綜合性《建高塔》選取技術(shù)與工程領(lǐng)域,使學(xué)生有機(jī)會綜合所學(xué)知識,體驗到科學(xué)技術(shù)對個人生活和社會發(fā)展的影響,并在整合和協(xié)調(diào)運(yùn)用中提升綜合素養(yǎng)?！督ǜ咚?附錄一)一課需要不同學(xué)科之間的整合如下：科學(xué)(Science)上小下大，上輕下重的高塔穩(wěn)定性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)的多樣性。技術(shù)(丁?3門0108丫)材料具有不同特點(diǎn)。搭建的經(jīng)驗和技巧。藝術(shù)(Arts)好看的外觀。工程(Engineering)運(yùn)用已有的科學(xué)概念畫設(shè)計圖，經(jīng)過實(shí)踐研究多次優(yōu)化設(shè)計。數(shù)學(xué)(Mathematics)對不同層的罐子的數(shù)量進(jìn)行計算，合理安排層數(shù)和個數(shù)。(2)趣味性要將STEM的整合思維發(fā)揮到最大程度，只有通過“動手做”。本課從實(shí)際高塔建筑出發(fā)引起學(xué)生的興趣,在分析實(shí)際學(xué)情和學(xué)生發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上加入了體驗建造環(huán)節(jié),先用7個易拉罐建高塔,讓學(xué)生在完整的工程建設(shè)活動中,體會到設(shè)計和建造的樂趣,并養(yǎng)成通過“動手做”解決實(shí)際問題的習(xí)慣。(3)實(shí)踐性在本次課堂活動中,學(xué)生們在幾次分析——設(shè)計——評價——再設(shè)計的過程中形成了良好分工配合：一人負(fù)責(zé)掌握高塔的層數(shù)和高度；一人負(fù)責(zé)35個易拉罐的分配和計算；一人負(fù)責(zé)每層采用的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性；一人負(fù)責(zé)設(shè)計圖的繪制,一人進(jìn)行可行性分析。有了具體的設(shè)計方案后,組員進(jìn)行了合作搭建,將設(shè)計轉(zhuǎn)化為實(shí)物。對物質(zhì)材料和生活環(huán)境加以系統(tǒng)性開發(fā)、生產(chǎn)、加工、建造便是工程,工程的核心是建造。三、教學(xué)目標(biāo)（1）綜合應(yīng)用工程學(xué)的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)性等技術(shù)。（2）根據(jù)工程概念設(shè)計搭建的結(jié)構(gòu)；通過實(shí)踐過程及時調(diào)整設(shè)計方案。（3）體驗工程設(shè)計的重要性。培養(yǎng)探究、創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)合作的團(tuán)隊。（4）感受到生活中處處有科學(xué)，工程技術(shù)為我們的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。四、教學(xué)過程：（一）情境導(dǎo)入——明確實(shí)際問題，尋求科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)錄：師：你們看到了什么？生：高塔。師：看看這些高塔，你有什么發(fā)現(xiàn)？生：上小下大三角形框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性師：今天我們也要來搭高塔。我們選用的材料是易拉罐。在課的初始，教師以世界上的高塔建筑，如杭州的雷峰塔、法國的埃菲爾鐵塔引起學(xué)生的興趣，為孩子們營造一個建筑世界。（二）體驗建造——展示多樣結(jié)構(gòu)，規(guī)范構(gòu)想表達(dá)教學(xué)實(shí)錄：1、個人試搭師：若是老師給你7個易拉罐，你能擺出什么樣的造型？（展示7個易拉罐）搭建完成后請每個同學(xué)對你的組員說一說你的設(shè)計，你的優(yōu)勢。并把你們的高塔畫在記錄單上。2、小組活動。3、交流研討生人（展示設(shè)計圖）：我搭了7層，把它們一個個疊起來。

師：你們看懂他的設(shè)計了嗎？生：看得懂。師：他每層采用了什么結(jié)構(gòu)？（板書：）（板書：）生B：這樣的塔容易倒。教師：你是怎樣搭的呢？生B（展示設(shè)計圖）。師：他將每層的結(jié)構(gòu)都通過俯視圖展示清楚，所以我們才能找到。其他的同學(xué)也可以采用這種方法修改你的設(shè)計圖。（學(xué)生修改設(shè)計圖）師：說說你這樣設(shè)計的原因。生B：我在底部用了4個易拉罐，上面每層一個，搭建了三層（圖3）,這樣的話比較穩(wěn)定。（板書：（板書：生人：但是我的塔沒有倒啊，7個易拉罐不會倒塌的。師：那如果再給你7個易拉罐，你會繼續(xù)疊加上去嗎？生A：再疊加可能會倒，那我會換個方法。師：展示其他學(xué)生修改后的設(shè)計圖：謂杷棟推的塔面下來.謂杷棟推的塔面下來.生C：我底下用三個易拉罐打了兩層，三角形比較穩(wěn)定，就是矮了點(diǎn)。師：所以我們在考慮結(jié)構(gòu)的同時也要考慮搭的層數(shù)，因為個數(shù)是有限制的。還能使用什么樣的結(jié)構(gòu)？(板書補(bǔ)充：還能使用什么樣的結(jié)構(gòu)？(板書補(bǔ)充：簡單的試搭使學(xué)生潛意識中像一個設(shè)計師、一個工程師那樣去思考問題?；顒咏Y(jié)束時，一座座高塔將學(xué)生的想法很好的展現(xiàn)了出來，通過研討交流，學(xué)生對設(shè)計圖也進(jìn)行了修改。(三)協(xié)同建造——完成作品設(shè)計，調(diào)整實(shí)際搭建教學(xué)實(shí)錄：1、明確目標(biāo)師：接下來我們就要用手中的7個易拉罐進(jìn)行比賽了，請小組成員合作，用你們手中的易拉罐搭建一座高塔。請仔細(xì)閱讀要求。PPT出示：(1)每組35個易拉罐。(2)請設(shè)計師完成你的高塔設(shè)計圖。(3)搭建高塔，完成后及時通知老師拍照。(4)數(shù)數(shù)你們的層數(shù)，比比哪兒組最高。(5)限時10分鐘。師：你還有什么疑問嗎？(說明若是沒有留下照片，就是沒有成績的。)師：我們究竟要比什么？生：比設(shè)計圖。比塔高。師：我們用35個易拉罐進(jìn)行搭建，在設(shè)計的時候要考慮些什么？生：要注意易拉罐的個數(shù)、我們要在高塔穩(wěn)定的情況下讓它盡量的高。2、出示設(shè)計記錄單。師：這是等會兒要完成的設(shè)計圖，你有什么疑問嗎？請同學(xué)說說怎么畫。搭建過程中修改方案。3、進(jìn)行搭高比賽。教師進(jìn)行拍攝輸入和張貼。3、匯報與開展評價各組匯報成果（PPT引導(dǎo)）。擠成后社計圖拄用出個弟措了n層,

共用心擠成后社計圖拄用出個弟措了n層,

共用心￡中括了小層，共用土工十組2：我們一開始是采用橫排式的，往上搭建時逐個減少，但是側(cè)面的防風(fēng)能力極弱，容易倒塌，于是修改了設(shè)計圖，將底部的7個易拉罐由原本的一排轉(zhuǎn)為聚攏的“梅花”型，從而擺脫倒塌的“厄運(yùn)”。組4：我們的高塔成功了兩次，卻也被推到了兩次。第一次我們底部用了九個來穩(wěn)定，用掉太多了，后來我們用六個廣C,、在上面搭四個的，但是發(fā)現(xiàn)放不穩(wěn)。 cW：師：什么地方不穩(wěn)？組4：四個放在九個易拉罐上面很難放。所以我們改成了三個，搭了14層。設(shè)計方^^存在的問題統(tǒng)計第一次O搭了6層蜜了3層材料在底部過于浪費(fèi)搭了9層共用35個易拉罐第二次搭了搭了4層搭了搭了3層魚搭了3層在6個易拉罐上放置四個易拉罐，不易穩(wěn)定搭了9層共用34個易拉罐第三次°搭了8層鼻搭了3層賽搭了3層搭了14層共用35個易拉罐師：公布優(yōu)勝的小組，下節(jié)課我們將并且進(jìn)一步優(yōu)化小組方案，尋找我們班的最優(yōu)方案。下課！搭建的過程并不是一帆風(fēng)順的，設(shè)計與實(shí)際搭建中存在著各種差異。學(xué)生們在一次次的失敗倒塌中發(fā)現(xiàn)了新的問題，這時候就需要重新進(jìn)行協(xié)同再設(shè)計，及時對設(shè)計圖進(jìn)行修改。當(dāng)高塔作品最終呈現(xiàn)在眼前，同學(xué)們對自己小組作品進(jìn)行展示分享時，我們能從學(xué)生們臉上和眼里看到滿滿的喜悅與自豪，顯然這次設(shè)計搭建的經(jīng)歷讓學(xué)生們發(fā)自真心地喜歡上了設(shè)計與建造，相信他們也體會到了不同學(xué)科間整合應(yīng)用的魅力。五、教學(xué)反思（一）構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)環(huán)境STEAM教育注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和問題解決能力，想要全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，陶冶藝術(shù)情操，就要為學(xué)生構(gòu)建個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生將課程和真實(shí)世界的問題或經(jīng)歷聯(lián)系起來。就如本課只是選擇了最基礎(chǔ)的搭高為目標(biāo)，以此為基礎(chǔ)還可以就不同功能性的塔的設(shè)計為突破口，引導(dǎo)學(xué)生涉及更為廣闊的天地進(jìn)行探索。構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)環(huán)境需要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)習(xí)需要和興趣針對性地提供支持，包括學(xué)習(xí)什么、怎么學(xué)習(xí)、什么時間、什么地點(diǎn)等。在初級階段，可以由老師進(jìn)行指導(dǎo)，選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容和載體。到了后期，學(xué)生會逐漸根據(jù)自身愛好做出自選，他們才會越來越重視真實(shí)問題的解決，逐漸將真實(shí)問題解決作為學(xué)習(xí)的重要組成部分。（二）教師在STEAM課堂教學(xué)中的關(guān)注點(diǎn)STEAM的課堂教學(xué)是以學(xué)生為中心的教學(xué)，除了既定教學(xué)目標(biāo)意外，我認(rèn)為教師還應(yīng)在課堂教學(xué)中關(guān)注學(xué)生“是否參與實(shí)踐、是否參與討論、是否合作學(xué)習(xí)”三個方面。第一，STEAM教育強(qiáng)調(diào)的是“做中學(xué)”，若是學(xué)生在課堂教學(xué)中參與實(shí)踐環(huán)節(jié)的積極性低，則將極大影響到學(xué)生在實(shí)踐中的獲得。第二，STEM教育中真實(shí)問題的解決需要學(xué)生與他人討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。學(xué)生和教師的討論便于教師深入了解學(xué)生現(xiàn)狀，指導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)；學(xué)生之間的交流可以開闊思維、互相學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)潛能。第三，解決問題需要群體協(xié)作，相互幫助，STEAM教育的問題的解決同樣離不開學(xué)生、教師的合作。六、拓展活動的開展為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生在共同目標(biāo)的驅(qū)動下，主動學(xué)習(xí)、整合、并利用多學(xué)科知識，尋求解決方案的能力，培養(yǎng)少年兒童的科學(xué)志趣引發(fā)學(xué)生更積極地投身科學(xué)探究活動之中。本人基于拓展課程《建高塔》開展了全校學(xué)生參與的“聚沙成塔”科技主題活動。（一）活動主題“凝心協(xié)力，聚沙成塔”（二）活動要求堅持全員參與，通過實(shí)際探索，多維一體，寓教于樂的科技教育活動，讓每個學(xué)生在活動中得到鍛煉和發(fā)展，體會活動所STEAM教學(xué)理念。

（三）活動規(guī)則我們的學(xué)校舉行“聚沙成塔”易拉罐搭高塔大賽，每個班級50個易拉罐，全班用接力的方式依次疊放易拉罐，在15分鐘內(nèi)疊成高塔，取單次疊放的最高層數(shù)為比賽成績。（四）活動過程1．收集易拉罐學(xué)校組織“聚沙成塔”易拉罐搭高塔大賽。首先=先要把易拉罐收集起來，學(xué)生可通過各種渠道收集，發(fā)動朋友、家庭的力量，讓同學(xué)們幫忙每人帶1—2個易拉罐，才把原材料的問題解決。2．探討方法課堂上已經(jīng)就高塔的穩(wěn)定性，各層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，搭建的技巧和經(jīng)驗，易拉罐的數(shù)量分布進(jìn)行了探索和實(shí)驗，以此為基礎(chǔ)，各班繼續(xù)在班內(nèi)開展探究并繪制搭建方案。在班級內(nèi)的實(shí)驗過程中，學(xué)生們還發(fā)現(xiàn)易拉罐罐口朝向、層與層間連接方式和人員參與順序都將對搭建高度產(chǎn)生影響。.比賽階段比賽時，各班通過自己的研究選取了最佳設(shè)計方案參與比賽。在比賽過程中，班主任老師耐心指導(dǎo)，全班同學(xué)熱情參與，一些方案設(shè)計的主力同學(xué)開展指揮并引導(dǎo)每一個同學(xué)如何疊放易拉罐，活動現(xiàn)場熱鬧異常。.活動感受這次實(shí)踐活動的開展基于STEAM課例，學(xué)生們在這次實(shí)踐活動中感受到科學(xué)的魅力，學(xué)會從觀察身邊的事物開始，利用所學(xué)多學(xué)科知識對自己感興趣的事物進(jìn)行科學(xué)探究。整個活動和聚沙成塔比賽過程中，展現(xiàn)出了更多的人文特色，團(tuán)結(jié)、合作、探究的學(xué)習(xí)方式無處不在，也潛移默化地培養(yǎng)了我們探究、創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)合作的團(tuán)隊。附錄建高塔塔是一種常見的，有著特定的形式和風(fēng)格的中國傳統(tǒng)建筑?？纯聪旅娴母咚麄冊谛螤詈徒Y(jié)構(gòu)上有什么相同的特點(diǎn)嗎？在建筑學(xué)層面，塔是一種非常獨(dú)特的東方建筑，其體量高大，用料多樣。為了搭建更高的塔，建筑師們選擇下大上小的結(jié)構(gòu)，普遍利用三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行搭建。個人試搭易拉罐高塔在建筑學(xué)層面，塔是一種非常獨(dú)特的東方建筑，其體量高大，用料多樣。為了搭建更高的塔，建筑師們選擇下大上小的結(jié)構(gòu)，普遍利用三角形的穩(wěn)定性進(jìn)行搭建。個人試搭易拉罐高塔我們也當(dāng)回建筑師，造一回高塔。我們能用7個易拉罐建個小塔嗎？從上往下看到的圖叫俯視圖，從側(cè)面看到的圖叫側(cè)視圖。我們也當(dāng)回建筑師，造一回高塔。我們能用7個易拉罐建個小塔嗎？從上往下看到的圖叫俯視圖，從側(cè)面看到的圖叫側(cè)視圖。你能畫出你的設(shè)計圖嗎？/我的底層搭了三個，我二搭了3層，你知道我怎你能畫出你的設(shè)計圖嗎？/我的底層搭了三個，我二搭了3層，你知道我怎你能畫出每層的俯視圖嗎？有2層的俯視圖是一樣，可以綜合在一起表示出來嗎？個人試搭高塔記錄單班級 姓名 請把你搭的塔畫下來側(cè)視圖俯視圖搭了 層搭了 層搭了 層

小組先設(shè)計，再建高塔我們每個人都很有想法，小組合作用35個易拉罐搭個高塔吧！我們先來畫設(shè)計圖，然后按照設(shè)計圖來搭建高塔！我們要考慮些什么呢？我們要考慮