《建高塔》教學案例及拓展

《建高塔》教學案例及拓展一、設計依據：當今世界，科學發(fā)展和技術創(chuàng)新的不斷涌現，對每一位公民的科學素養(yǎng)提出了新的要求，科學教育也更注重培養(yǎng)學生的能力和思維，而不是只強調科學知識普及了，這從新頒布的《小學科學課程標準》的明顯變化中可以看出。此次新課標倡導跨學科學習方式，并明確了對STEM的解釋：科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)和數學(Mathematics),即STEM,是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式,它將科學、技術、工程、數學有機地融為一體，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。STEAM是在STEM的基礎上加入了Arts，也就是藝術，變得更加全面。STEAM提倡的實際是一種新的教學理念，讓孩子們自己動手完成他們的感興趣的項目,從過程中學習各種學科及跨學科知識,在學科之間相互支撐,相互補充,共同發(fā)展。二、課例特色：(1)綜合性《建高塔》選取技術與工程領域,使學生有機會綜合所學知識,體驗到科學技術對個人生活和社會發(fā)展的影響,并在整合和協調運用中提升綜合素養(yǎng)?！督ǜ咚?附錄一)一課需要不同學科之間的整合如下：科學(Science)上小下大，上輕下重的高塔穩(wěn)定性強。結構的多樣性。技術(丁?3門0108丫)材料具有不同特點。搭建的經驗和技巧。藝術(Arts)好看的外觀。工程(Engineering)運用已有的科學概念畫設計圖，經過實踐研究多次優(yōu)化設計。數學(Mathematics)對不同層的罐子的數量進行計算，合理安排層數和個數。(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”。本課從實際高塔建筑出發(fā)引起學生的興趣,在分析實際學情和學生發(fā)展規(guī)律的基礎上加入了體驗建造環(huán)節(jié),先用7個易拉罐建高塔,讓學生在完整的工程建設活動中,體會到設計和建造的樂趣,并養(yǎng)成通過“動手做”解決實際問題的習慣。(3)實踐性在本次課堂活動中,學生們在幾次分析——設計——評價——再設計的過程中形成了良好分工配合：一人負責掌握高塔的層數和高度；一人負責35個易拉罐的分配和計算；一人負責每層采用的結構和穩(wěn)定性；一人負責設計圖的繪制,一人進行可行性分析。有了具體的設計方案后,組員進行了合作搭建,將設計轉化為實物。對物質材料和生活環(huán)境加以系統(tǒng)性開發(fā)、生產、加工、建造便是工程,工程的核心是建造。三、教學目標（1）綜合應用工程學的穩(wěn)定性、結構性等技術。（2）根據工程概念設計搭建的結構；通過實踐過程及時調整設計方案。（3）體驗工程設計的重要性。培養(yǎng)探究、創(chuàng)新、團結合作的團隊。（4）感受到生活中處處有科學，工程技術為我們的發(fā)展做出了貢獻。四、教學過程：（一）情境導入——明確實際問題，尋求科學基礎教學實錄：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？生：上小下大三角形框架結構穩(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——展示多樣結構，規(guī)范構想表達教學實錄：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對你的組員說一說你的設計，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（展示設計圖）：我搭了7層，把它們一個個疊起來。

師：你們看懂他的設計了嗎？生：看得懂。師：他每層采用了什么結構？（板書：）（板書：）生B：這樣的塔容易倒。教師：你是怎樣搭的呢？生B（展示設計圖）。師：他將每層的結構都通過俯視圖展示清楚，所以我們才能找到。其他的同學也可以采用這種方法修改你的設計圖。（學生修改設計圖）師：說說你這樣設計的原因。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：展示其他學生修改后的設計圖：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。師：所以我們在考慮結構的同時也要考慮搭的層數，因為個數是有限制的。還能使用什么樣的結構？(板書補充：還能使用什么樣的結構？(板書補充：簡單的試搭使學生潛意識中像一個設計師、一個工程師那樣去思考問題。活動結束時，一座座高塔將學生的想法很好的展現了出來，通過研討交流，學生對設計圖也進行了修改。(三)協同建造——完成作品設計，調整實際搭建教學實錄：1、明確目標師：接下來我們就要用手中的7個易拉罐進行比賽了，請小組成員合作，用你們手中的易拉罐搭建一座高塔。請仔細閱讀要求。PPT出示：(1)每組35個易拉罐。(2)請設計師完成你的高塔設計圖。(3)搭建高塔，完成后及時通知老師拍照。(4)數數你們的層數，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：比設計圖。比塔高。師：我們用35個易拉罐進行搭建，在設計的時候要考慮些什么？生：要注意易拉罐的個數、我們要在高塔穩(wěn)定的情況下讓它盡量的高。2、出示設計記錄單。師：這是等會兒要完成的設計圖，你有什么疑問嗎？請同學說說怎么畫。搭建過程中修改方案。3、進行搭高比賽。教師進行拍攝輸入和張貼。3、匯報與開展評價各組匯報成果（PPT引導）。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，但是側面的防風能力極弱，容易倒塌，于是修改了設計圖，將底部的7個易拉罐由原本的一排轉為聚攏的“梅花”型，從而擺脫倒塌的“厄運”。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順的，設計與實際搭建中存在著各種差異。學生們在一次次的失敗倒塌中發(fā)現了新的問題，這時候就需要重新進行協同再設計，及時對設計圖進行修改。當高塔作品最終呈現在眼前，同學們對自己小組作品進行展示分享時，我們能從學生們臉上和眼里看到滿滿的喜悅與自豪，顯然這次設計搭建的經歷讓學生們發(fā)自真心地喜歡上了設計與建造，相信他們也體會到了不同學科間整合應用的魅力。五、教學反思（一）構建個性化學習環(huán)境STEAM教育注重培養(yǎng)學生的綜合素質和問題解決能力，想要全面提升學生的科學素養(yǎng)、技術素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數學素養(yǎng)，陶冶藝術情操，就要為學生構建個性化的學習環(huán)境，幫助學生將課程和真實世界的問題或經歷聯系起來。就如本課只是選擇了最基礎的搭高為目標，以此為基礎還可以就不同功能性的塔的設計為突破口，引導學生涉及更為廣闊的天地進行探索。構建個性化學習環(huán)境需要根據學生的特點、學習需要和興趣針對性地提供支持，包括學習什么、怎么學習、什么時間、什么地點等。在初級階段，可以由老師進行指導，選擇合適的學習內容和載體。到了后期，學生會逐漸根據自身愛好做出自選，他們才會越來越重視真實問題的解決，逐漸將真實問題解決作為學習的重要組成部分。（二）教師在STEAM課堂教學中的關注點STEAM的課堂教學是以學生為中心的教學，除了既定教學目標意外，我認為教師還應在課堂教學中關注學生“是否參與實踐、是否參與討論、是否合作學習”三個方面。第一，STEAM教育強調的是“做中學”，若是學生在課堂教學中參與實踐環(huán)節(jié)的積極性低，則將極大影響到學生在實踐中的獲得。第二，STEM教育中真實問題的解決需要學生與他人討論，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。學生和教師的討論便于教師深入了解學生現狀，指導學生優(yōu)化學習；學生之間的交流可以開闊思維、互相學習，激發(fā)學習潛能。第三，解決問題需要群體協作，相互幫助，STEAM教育的問題的解決同樣離不開學生、教師的合作。六、拓展活動的開展為進一步培養(yǎng)學生在共同目標的驅動下，主動學習、整合、并利用多學科知識，尋求解決方案的能力，培養(yǎng)少年兒童的科學志趣引發(fā)學生更積極地投身科學探究活動之中。本人基于拓展課程《建高塔》開展了全校學生參與的“聚沙成塔”科技主題活動。（一）活動主題“凝心協力，聚沙成塔”（二）活動要求堅持全員參與，通過實際探索，多維一體，寓教于樂的科技教育活動，讓每個學生在活動中得到鍛煉和發(fā)展，體會活動所STEAM教學理念。

（三）活動規(guī)則我們的學校舉行“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分鐘內疊成高塔，取單次疊放的最高層數為比賽成績。（四）活動過程1．收集易拉罐學校組織“聚沙成塔”易拉罐搭高塔大賽。首先=先要把易拉罐收集起來，學生可通過各種渠道收集，發(fā)動朋友、家庭的力量，讓同學們幫忙每人帶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就高塔的穩(wěn)定性，各層結構特點，搭建的技巧和經驗，易拉罐的數量分布進行了探索和實驗，以此為基礎，各班繼續(xù)在班內開展探究并繪制搭建方案。在班級內的實驗過程中，學生們還發(fā)現易拉罐罐口朝向、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計方案參與比賽。在比賽過程中，班主任老師耐心指導，全班同學熱情參與，一些方案設計的主力同學開展指揮并引導每一個同學如何疊放易拉罐，活動現場熱鬧異常。.活動感受這次實踐活動的開展基于STEAM課例，學生們在這次實踐活動中感受到科學的魅力，學會從觀察身邊的事物開始，利用所學多學科知識對自己感興趣的事物進行科學探究。整個活動和聚沙成塔比賽過程中，展現出了更多的人文特色，團結、合作、探究的學習方式無處不在，也潛移默化地培養(yǎng)了我們探究、創(chuàng)新、團結合作的團隊。附錄建高塔塔是一種常見的，有著特定的形式和風格的中國傳統(tǒng)建筑?？纯聪旅娴母咚麄冊谛螤詈徒Y構上有什么相同的特點嗎？在建筑學層面，塔是一種非常獨特的東方建筑，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構，普遍利用三角形的穩(wěn)定性進行搭建。個人試搭易拉罐高塔在建筑學層面，塔是一種非常獨特的東方建筑，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構，普遍利用三角形的穩(wěn)定性進行搭建。個人試搭易拉罐高塔我們也當回建筑師，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，從側面看到的圖叫側視圖。我們也當回建筑師，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，從側面看到的圖叫側視圖。你能畫出你的設計圖嗎？/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視圖俯視圖搭了 層搭了 層搭了 層

小組先設計，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！我們先來畫設計圖，然后按照設計圖來搭建高塔！我們要考慮些什么呢？我們要考慮