小學科學教育科學五年級下冊沉和浮李享《l拯救鐵達尼》浮力STEAM課例

1、STEM理念下的沉與浮單元教學實踐 拯救鐵達尼背景： STEAM教育是綜合的技術教育， 它需要跨學科融合，STEAM的課堂常常是基于真實問題解決的探究學習、基于設計的學習，強調發(fā)展學生的設計能力與問題解決能力。STEAM教育符合當下創(chuàng)新教育、個性化教育的理念。小學科學自身具有極強綜合性屬性，其課程內容與技術、工程、藝術、數學等學科有諸多聯(lián)系，教師從學生學習基礎實際出發(fā)，對教學資源信息展開深度整合優(yōu)化，可以為學生提供適合度更高的學習材料。信息時代需要復合型人才，科學學科教育教學也需要引人 STEAM教育理念，為學生創(chuàng)設適宜教學情境，能夠有效激活學生主動聯(lián)系意識，提升學習廣度，贏得多向思維的順利成

2、長。 本課源自對五年級科學教材沉與浮的改編，從學生的興趣出發(fā)，基于“泰坦尼克號”沉沒的歷史真實事件設問，營造探索、發(fā)現、創(chuàng)造三個條件激發(fā)學生學習興趣；以培養(yǎng)學生的求知欲、自信、思維技巧、創(chuàng)意表達、解決問題能力為目的。探索在課堂教學中運用steam教學理念的具體策略。學情分析：這次執(zhí)教年級為六年級。這屆六年級自五年級接手以來，就展開了大量的學科活動，并開展了幾次中長期的STEAM活動，如“夏日農場STEAM”、“我是外星人”、宇宙單元主題活動等。在日常上課中，也經歷了國家課程校本STEAM化的一些課程，有較強的發(fā)現問題、解決問題的能力，對STEAM課的流程和模式也比較熟悉。從知識學習上看，這節(jié)課

3、用到沉浮的知識點非?；A，主要是物體在重力大于浮力的基礎上就會下沉。因為已經學過了一年，怕孩子遺忘，在授課時對這一部分知識點有一定的引導?；顒幽繕耍嚎茖W概念目標1、知道沉浮的基本原理2、知道船破損后可以采取堵漏、排水、結構設計等方法來防沉科學探究目標1、能借助模型來研究實際問題，了解水密隔艙結構2、學會設計合理的防沉結構，并利用提供的材料進行制作實踐活動科學態(tài)度目標經歷同伴合作、相互交流，感受其中的樂趣科學、技術、社會與環(huán)境目標通過了解我國古代的水密隔艙結構，樹立民族自豪感重難點：1、能借助模型來研究實際問題，設計并制作防沉結構2、知道船破損后可以采取堵漏、排水、結構設計等方法來防沉材料準備：

4、水槽、模型小船、防水膠泥、三塊短隔板、一塊長隔板、一次性塑料杯、三個大螺母（模擬人和貨物、并給小船增重，加快下沉速度）活動過程：一、創(chuàng)設情境，引出話題（4分鐘）1、師：上課前我們先來看一段視頻，視頻中的大船叫什么，發(fā)生了什么2、師生交流有關泰坦尼克號的故事。師：同學們都了解哪些關于泰坦尼克號的信息？3、泰坦尼克號為什么會沉入海底？這樣的悲劇能否防止？今天我們就來研究其中的秘密。設計意圖：設置情境，在真實的情境中展開交流，激起學生解決問題的興趣。二、分析研討，明確問題（3分鐘）1、想要了解船漏水的情況我們可以借助模型來研究。師：老師給大家準備了模型船，現在我們把船放到水槽里，注意觀察并描述水是怎

5、么漏到船里的。2、看到了什么？為什么會沉？F浮G 排開水量 自重進水3、思考并交流：如果我們從增大排開水量和減少自重進水這兩方面思考，有什么辦法能阻止小船下沉？設計意圖：學生了解浮力的基本原理，由此發(fā)散思維思考解決問題的辦法，并且很多學生都有堵漏、排水這樣的基本常識，在調動已有認識來解決問題的基礎上先“求多”，再在后面的環(huán)節(jié)“求優(yōu)”。4、老師給大家提供了一些材料，你能利用這些材料想出阻止小船下沉的辦法嗎？看誰想出的方案最多，并用圖文結合的方法，簡單記錄你們的想法。設計意圖：聚焦到今天的材料上，讓學生根據已有材料頭腦風暴，進行設計。在這個過程中促進交流，并綜合大家的意見調整自己的思路。（學生通過

6、任務單理清思路）三、小組動手操作實踐，根據已有材料設計自己的產品。（10分鐘）1、剛剛每個組都設計了這么多種方案，請同學們選擇你最想檢驗的一種方案進行研究，根據實際情況反復調整修改你們的設計，記得將每個調整和想法記錄下來。同時完成任務單。如果你還有更多的時間，可以再試試其他的方案。2、生操作3、交流展示匯報：部分課堂實錄：師：現在請同學們根據任務單項目上臺展示你們的作品。（師退到教室邊緣，將講臺交給學生）匯報組一：匯報同學1：我們根據材料一共設計了3 組方案，最終我們著重選擇了方案2 進行驗證。就是把貨物分成三組，兩組分別放在船體兩側，一組放在船尾，既減輕船體重量，又將重心后移，讓有漏洞的船頭

7、能翹一些起來，減少進水。（匯報同學2演示）我們覺得這是最快速的方法。匯報同學3：下面同學有疑問嗎？提問同學1：這是漏洞比較小的情況下，如果是像泰坦尼克號側面大部分進水怎么辦？提問同學2：你把貨物和人掛在船的外側，怎么解決轉移速度和人、貨物泡在水里的問題？匯報組同學：你們剛剛提到的提問我們還需要再思考一下，謝謝。匯報組二：匯報同學1：我們根據材料一共設計了4組方案，最終我們著重選擇了方案4 進行驗證。我們覺得除了堵漏外，增加船自身的浮力很重要，所以我們設計的船有自動感應裝置。當感知到某個地方漏水時，它會從兩邊伸出側翼，增加浮力，并且再底部會伸出備用艙底，封住漏水的地方。提問同學1：你們怎么解決增

8、加設施的同時也增加了自重的問題？匯報同學：我們用的是浮力較大的材料。提問同學2：你們準備用什么樣的材料既可以保證浮力大，又能保證堅硬度？提問同學3：如果船體再遇到撞擊怎么辦？匯報組三：匯報同學:：我們采用的方案是在平行于底艙的地方增加一層隔艙，這樣水即便漏進來也可以保證其他地方還有足夠的空間維持浮力。提問同學：下面的空間是否太大了，一旦進水，所有的貨物都泡在水里了。匯報組四：匯報同學：我們跟剛剛同學想得比較類似，但是我們是將三塊小隔板豎著放在船底，這樣能分成更多的艙室，無論哪個小艙進水，其他艙室都能保持足夠的浮力。并且其他艙室貨物不會打濕。我們剛剛第一次這樣做的時候并沒有成功，因為水會從邊緣的

9、地方滲過去。我們覺得做好這種小船覺得最關鍵是不能滲水，一定要用防水膠泥做好邊緣的防水。聽了剛剛這個組的匯報，我們覺得如果時間充裕，再給我們一次機會的話，我們會結合剛剛那組的設計，在上面再加一塊橫著的板子，可以當做甲板，人就可以走在上面了。還可以防止水從旁邊艙室的上面漫過去。3、匯報設計意圖：學生在制作產品的過程中，親歷設計、制作、交流、修改、完善等一系列實踐活動，有意識的對所學知識綜合、創(chuàng)造性地運用，并根據任務單有意識的回顧、反思、總結、迭代。四、聯(lián)系實際，拓展應用（5分鐘）1、同學們，你們太了不起了，你們用到了這么多方案來解決我們生活中常見的問題，在你們剛剛用到的方案中，有一種就是當年鄭和下

10、西洋的寶船用到的技術，我們一起來了解一下。介紹古代水密隔艙以及在生活的實際運用2、現代軍艦將這種技術發(fā)揮到了極致，一艘軍艦建立了2500個完全獨立的水密隔艙，用密集的導彈連續(xù)攻擊2天多才有可能沉沒。3、泰坦尼克號雖然有16個水密隔艙，但是隔艙上部并沒有封頂，而且泰坦尼克號最大進水是四個水密艙，而當冰山撞擊的時候已經有5個進水。4、小結：盡管水密隔艙結構有優(yōu)良的防沉效果，但是要想船的安全性更高，還要考慮重心、平衡、材料等更多的因素，我們在今后的課堂還會繼續(xù)研究。設計意圖：了解科學技術的作用以及科技發(fā)展對人類生活的影響，并提高民族自豪感。活動感悟：拯救鐵達尼是一節(jié)steam跨學科理念融合的科學活動

11、課。在本節(jié)課的設計、磨課和討論的過程中我們一直在思考一個重要問題：STEAM教育在教學實踐中如何從項目活動制走進40分鐘的課堂教學中。通過課堂教學理念轉變，課堂活動形式的變革，讓更多學生成為STEAM教育受益者。從本節(jié)課的實施來講，我們主要運用了以下策略：策略一：針對學習興趣先玩后做，注重體驗激發(fā)求知欲、培養(yǎng)思維技巧是STEAM課程活動 的重點之一?！跋韧婧笞觥?，即先呈現成果的樂趣再探索制作，讓學生在實踐活動中體驗和理解相關的概念，力求最大程度地激發(fā)學生的學習需求和求知欲。這里的玩，是“有目的、有引導”的玩，而玩的目的，是為了更好地設計和理解，進而提高思維技巧，具體教學流程如圖1所示。本課以真

12、實的情景設問，同時，讓學生拿破損的小船放到水里，觀察船體沉沒的過程。又親自動手設計拯救小船的方案，在活動過程中，老師沒有先入為主的給孩子任何思路和分析，而是通過孩子自己在情境中去感受、去體驗、通過自己的分析和討論發(fā)現問題，找到解決問題的辦法。當學生帶著問題去參與活動時，學生便從一個“活動的體驗者”向“工程的設計者”邁進了?；顒雍蠼處熃M織學生交流問題，促成進一步的思維碰撞。通過這樣的體驗、觀察和思辨過程，學生在自主設計“不沉的船”時便會有了基本的設計思路，再經過實際運用，對水密倉的作用也會有深刻的理解。策略二：針對個體差異有效助學，滿足需求STEAM課程的開放式學習活動會讓學習進度層次不齊，需要

13、教師采用個別化的指導策略。我們知道，提供有效的助學資源是滿足不同學生學習需要、減輕教師教學輔導工作量的良方之一?？梢赃x擇的助學資源和方式有很多種，如設計導學單、微視頻教學、APP軟件學習等，其共性就是學生能根據興趣、能力和學習程度，自主選擇相應的學習資源。本節(jié)課采用了任務單導學，通過畫圖幫助學生實現思維的可視化。其次通過結構性材料幫助學生思考，并借助模型調試驗證其想法。在活動的過程中，通過小組互動討論和老師巡回指導，以及分組展示，最大限度的彌補個體學生學習情況的差異。同時本節(jié)課也借助了圖片和視頻教學的策略，幫助學生進一步了解水密隔倉的效果和作用策略三：針對思維發(fā)展由點到面，激活思維提高解決問題

14、的能力是STEAM教育的目的之一，提高辯證思維能力可以使青少年全面、動態(tài)地看待問題和解決問題。而要調動每一位學生思維的主動性和積極性，就先要讓他們的思維“動起來”。這里的“點”指的是學生個體，也指解決問題的點子。每個學生的初始想法可以是不全面的，每個點子對于解決問題的程度和效果也是不一樣的。我在STEAM課堂中不僅引導學生用幾個點子解決一個問題，還會要求學生比較問題解決的有效性和最優(yōu)性（如圖3）。 本課最開始老師故意不讓學生進行討論，讓學生有自己的構思和思考，然后在小組進行方案設計的過程中再達到個體和個體的思維碰撞，在碰撞的過程中取長補短，形成小組最優(yōu)方案，然后再通過交流展示環(huán)節(jié)，實現組間思維

15、碰撞，形成最優(yōu)方案，最終達到解決問題的目標，同時也指向本節(jié)課的最重要的知識點水密隔倉。通過這樣的活動設計，一方面是訓練了學生的思維模式，另外一方面是學生通過自己探索得到了知識，提高了能力，而非老師灌輸知識給學生。策略四：針對個性發(fā)展載錄軌跡，創(chuàng)意發(fā)展最基礎、最主要的創(chuàng)造活動是造物，設計便是對造物活動進行預先的計劃，STEAM的課堂正是基于設計的學習。因此，除了訓練學生能用口頭語言來表述設計計劃，更有必要指導他們把規(guī)劃設計落實在筆頭上，繪圖、表格和文字都可以是設計內容的一部分。在這堂課當中其實是沒有標準答案的，我們追求的目標不是學生有沒有成功或者有沒有都采用水密隔倉的方式來解決問題，而是在活動過程中思維方式的培養(yǎng)，我們認為STEAM教育的核心理念是培養(yǎng)學生結構化的