STEM 理念下制作“太空探测器”的思考

发表时间:2021/4/16   来源:《教学与研究》2020年35期   作者:金琦瑛
[导读] STEM 教育理念盛行,学生科技活动的内涵在不断丰富与提升。
        金琦瑛
        浙江省义乌市杨村小学
        
        摘 要:STEM 教育理念盛行,学生科技活动的内涵在不断丰富与提升。然而在小学太空探测器赛事活动中,又有哪些操作环节和理念与 STEM 教育理念相吻合呢?在组织小学六年级学生开展太空探测器活动后,结合 STEM 教育理念进行了相关分析与思考,形成了具体的实践方法。
        关键词:太空探测器; STEM; 局部与整体; 运动轨迹模拟
        太空探测器是一种常见的科技航模,深受学生喜欢。同时对太空探测器比赛所产生的疑惑, 开设了主题为“做一架太空探测器”的活动课,探索 STEM 教育理念在太空探测器活动中的具体实践方法。
        一、借助工具:
        让活动走向公平在学校活动中, 太空探测器比赛是一种常见的科技活动, 学生喜欢,也很容易操作,有动手制作和行走得分。动手制作来说,影响的因素有工具、锡丝的材质、器件材质的质量等。使用太空探测器时,操作步骤应该是什么样的? 结合教师的演示再进行尝试体验,通过这样的方式熟悉对太空探测器的制作, 这就相当于使用说明的解读。
        二、科学探究:让活动从趣味性走向科学性
        运动太空探测器, 很大程度上增大了学生对活动的兴趣。 太空探测器活动的目的是这个探索的过程,带给孩子们探究的理念和科学的方法。 为此,整个活动分解为两个主题:太空探测器制作:分析太空探测器制作与电路等相关因素,太空探测器行走(主要是通过学生尝试设计,汇报、制作、分析等环节, 在制作的过程中控制相关因素, 以达到理想的距离)。

活动中,学生分析了解太空探测器的原理与结构,并把相关知识与自己的制作相结合, 对太空探测器保持兴趣的同时, 也在以探究的式,对太空探测器活动所遇到的问题进行解决方案的寻求。
        三、技术支持:思考能够培养学生的技术素养。在这个环节中学生要经过不断的设计、制作与尝试,从而发现问题,再有针对性的改进,使太空探测器越来越定时定点,运动轨迹稳定。
        四、工程引领:让太空探测器从平面走向立体
        在活动中,学生要能够根据要求设计出太空探测器制作过程的方案,绘制或写出太空探测器的设计图。 通过尝试与改进,太空探测器在定时定点完好。在制作的环节中,对材料进行限制,这样可以培养学生对材料的节约意识。
        五、数学辅助:让活动变得精确、精细、精准
        整个活动看似与数学方面联系不大,但 STEM 教育理念中,数学素养指学生在发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题时进行分析、推断和有效交流思想的能力。 数学作为一种辅助工具,体现在学生记录测试数据、求平均值以及分析数据等过程中。 这不仅培养了学生的数学素养,还加深了学生对科学概念和科学探究的理解,促进了工程问题的解决。
        六、难点突破:联系实际让活动由难而易
        局部与整体的关系:在一次又一次做太空探测器、测试太空探测器、分析改进及再测试的过程中, 学生始终会把问题放在容易出现的长臂部分。 因为每次测试,松紧不同运动轨迹发生偏离。在与现实情况结合分析后,学生们能够把太空探测器局部松紧把握:对于六年级的学生而言,对“做太空探测器”的理解,大部分学生都停留在固有的思维—— 太空探测器模样来进行制作。 在这个问题上,采用了局部运动轨迹模拟的实验办法:让学生对要研究的对象更有针对性的进行思考与分析, 这样学生很容易想到用紧密、越紧密、结构越紧密时,力的作用大小不同。 借助运动轨迹模拟实验,学生很容易想到把太空探测器定时定点。整个活动中, STEM 教给学生的是一个科学的探究过程,一个创新与实现的过程,它不只是注重最终的结果,虽然定时定点的确是一项重要的指标, 我们更需要考察的是学生整个活动中参与的过程,包括计划、实施、数据、展示、团队、创新等等各个方面的能力与素养。
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