《降落伞》的STEM课程设计

    王凤梅

    摘 要：基于项目的STEM学习，引导学生通过实践活动，在真实的情境中，为学生提供机会，让学生专注于生活，投入到让学生感觉到满足而值得从事的活动中，培养学生的科学思维和科学素养。本论文以《降落伞》项目中其中的一课为例，来分析基于项目的STEM学习，在小学科学课上发挥的独特魅力。

    关键词：基于项目的STEM学习; 科学思维

    中图分类号：G623.6 ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? 文章编号：1006-3315（2019）01-086-001

    一、基于项目的STEM学习在小学科学课中的应用

    基于项目的STEM学习，一种整合科学、技术、工程和数学的学习方式，基于项目的学习，运用科学探究过程和工程设计过程，实现学生的跨学科学习。

    1.问题并确定需求

    情境导入：在平时的生活中，可能会遇到一些意外和灾害，2008年5月12日，汶川发生了大地震，有这样一位小男孩被埋在废墟里，等待救援。可是由于当时山地地形复杂，且道路损坏严重，人员和车辆无法从道路进入灾区，甚至连必备的物资也没办法送到受灾严重的地区。我们怎样才能救下这个小男孩呢？

    最后引导学生关注到降落伞，伞兵和投放物资的降落伞在救援活动中发挥了很大的作用。

    非常巧合的是，我也从网上找到了当时的这个小男孩，他被一群可爱的伞兵救下来了，因此他的梦想就是长大后成为一个伞兵，结果这个可爱的小男孩十年后，在2018年汶川地震十周年纪录片上真的看到了他，他成为了一个真正的伞兵。这种无声的教育，可能更能触动学生的心。

    2.宣布挑战任务

    设计并制作一顶平稳下降的降落伞，携带100克重物，在4米左右高空安全释放并打开，降落在一定区域，下落时间越长越好。

    3.分享交流

    了解学生关于降落伞的前概念知识

    观察下来，我们发现降落伞主要分成哪些部分？降落伞是怎么让重物缓慢下降的呢？降落伞的功能是什么？

    在思维的碰撞中，学生会对设计降落伞有一定的了解，为接下来设计降落伞的设计图做铺垫。

    4.学生讨论，设计降落伞

    设计文档的要求：包括设计图、尺寸标注等，鼓励有自己小组的特色设计，图案或者文字等。

    设计之前，关键问题引入：要想设计可以平稳下降的降落伞，你觉得需要特别注意的地方在哪里？

    同学们经过自己的思考，会想到设计的核心问题：伞面的大小和伞面形状，伞绳与伞面的连接方式，甚至还有一些学生会想到伞绳的长短。

    给每组学生发放材料，学生根据刚才的设计图制作降落伞。教师出示秒表，让学生学习使用秒表测量降落伞的下降时间，并将数据记录下里。每个小组根据制作及测试过程写实验报告，每个小组汇报实验的结果，交流并讨论。

    二、基于项目的STEM学习，让学习真实发生

    40分钟的这节课，每个组的孩子都愿意参与到降落伞的设计中来，从画设计草图到拿到材料去做降落伞，很多的孩子有很多自己的想法，在设计图中也有所体现。基于项目的STEM学习能够实现高效的自主学习。未来的课堂不再强调以教师讲授为主，而是以促进学生进行个体学习和社会化学习为主。

    《降落伞》项目能够通过专注于问题、事例和将新观点与先前获得的相关知识联系起来的学习背景。比如此次上课过程中提到的与他们同岁的伞兵男孩的故事，牵动他们的心，为画好降落伞的设计图、制作好可以平稳下降的降落伞而努力。

    《降落伞》项目能够让学生的思维具有可见性。可以给学生提供清晰观察自己的学习机会，鼓励学生反思，提供多种表达方式。在本节课中，导学单的设计中增加了反思和评价的模块，让学生能够对自己的学习行为进行自我评价和小组评价，使学生能够看到科学思维过程，因而可以提高学生的科学思维水平。

    《降落伞》项目帮助学生向他人学习，社会建构主义、合作性学习、学习共同体都提倡这种学习理念，鼓励倾听，而且要三思而后行;学习共同体强调学习者要观察榜样，并从榜样的身上学习;设计讨论中必须要考虑“进行反思，整合他人的观点，认真做出自己的贡献。”

    《降落伞》项目促进学生自主学习和终身学习。鼓励教师为学生搭建脚手架，促进自主学习和终身学习能力的培养。

    三、我的思考和心得

    当时设计这个课程的时候，实际上有很多纠结和犹豫的地方，比如这个在开公开课的时候可能会遇到一些问题：降落伞的释放场地和计时问题，因为这个项目大部分时间学生都在小组讨论或者合作设计，有15到20分钟左右的时间，我是全场巡视的。到分享实验结果的环节，因为在设计单中增加了反思和评价，很多孩子会对自己首先有一个评价，比如你制作的降落伞和设计图是否一致，如果调整比较大，为什么？还有如果再给你一次机会，你会如何设计降落伞？而这个环节学生的思维碰撞，更是能够展示出学生是这节课的主人，而我们老师更多的是一种陪伴者和引导者。

    老师及时有效的引导，更是让学生的科學思维不断发展，真正做到了以学生为中心。我们应该相信学生的能力，放手一搏。我们平时的科学课也要多让学生有这种从0到1的体验，不一定每次都是准备好的分组小组材料，这种看似精细，实则不注重学生思维形成过程的探究，长久以来，一定会失去一些东西，因此我们要让学生体验失败，并且学会接受可能的会失败的结果，学会正确评价自己。对学生来说，也是一种成长。

    让我们的科学课中多一些科学思考的时间和空间，相信孩子们有这样的能力，我们的放手可以让孩子们学会真正的思考，而基于项目的STEM学习恰巧给学生提供了这样一个机会，化被动为主动，更是能够促进学习的真正发生。

    参考文献：

    [1]姜玲，李铭扬，刘佳.带着STEM的梦想飘向远方[J]江苏教育，小学科学，2016（11）：12-13

    [2]罗伯特·M·卡普拉罗.基于项目的STEM学习[M]国家出版基金项目，27-29

    [3]周媛.基于PBL的电子双板教学资源设计研究[D]4-6

    [4]冯凌.促进融合的学习[M]江苏凤凰教育出版社，2016