教师简介

佘友军，江苏省南通市学科带头人，现就职于江苏省南通市海安县实验小学。曾荣获江苏省信息技术青年教师基本功比赛一等奖、第三届全国机器人教学比赛一等奖、全国小学信息技术教学研讨会STEM课例评选一等奖等荣誉，组织、指导学生参加省市机器人比赛和创意大赛，亦多次荣获团体和个人一等奖。

STEAM教育是将科学、技术、工程、人文艺术和数学等学科知识融合为一体的跨学科教育方式。在中小学开展STEAM教育，旨在帮助学生运用跨学科知识解决真实情境中的问题，提升知识综合运用能力。当前，很多基层教师积极开展了相关的教学实验研究，我们从中遴选出了一些优秀的案例供大家交流与分享。

一、课例设计依据
基于Arduino软硬件平台的开发和应用，为学生实现科学、技术、工程、人文艺术和数学的跨学科学习与整合提供了可能。本节课程的设计，力图为学生提供跨学科知识融合的情境，让他们主动去探索，去动手，去实践，以培养其探索能力、创新能力和自信心。当学生通过主动探索而非简单模仿，最终获得成功时，就能真正体验到运用综合知识进行创新活动的乐趣。

二、课例特色
在课堂上，我力主让学生经历创造的几个主要流程：方案设计、实现功能、作品展示。本次探究活动根据培养目标和学生的学习需求和水平，运用自主的、个别化的教学方式，以平等参与者的身份辅导学生进行自主学习。学生的主体地位得到真正的确立，个性差异受到保护，并得以充分发展。学习方式由“他主”转向“自主”；由传教者单一灌输转向受教者多元、自主探究，学生的潜能得到开发。在活动过程中，学生逐步懂得综合运用科学、技术、工程等跨学科知识来解决问题。
本课程留给学生很大的创造空间，主要体现在小组方案设计环节，以及最终的程序设计环节。每个小组在充分讨论之后，都顺利地设计出了不同类型的产品，收获了成功的体验。

三、课例内容呈现
1.教学目标
知识与技能 学会将传感器和直流电机组合起来使用，制作成新颖的智能风扇。利用mBlock软件编程，实现风扇的智能运行。
过程与方法 围绕主题，综合利用相关工具和材料设计并制作作品。在展示与评价的过程中进一步完善作品，积累利用信息技术解决问题的经验。
情感态度与价值观 感受信息对生活和学习的作用，产生并保持学习与使用信息技术的兴趣。
行为与创新 尝试将科学、技术、工程等综合性知识应用到实际生活中，尝试利用信息技术解决日常生活中的问题。
2.教学过程
（1）情境引入
教师引导各个小组踊跃展示自己的想法，并对各个小组的合作情况、发言积极性和最终作业成果进行评比。教师设置“勇于表现奖”（给勇于发言的小组）、“方案设计奖”（给设计方案优秀的小组）、“团队合作奖”（给成员分工明确，配合度高的小组）、“优秀作品奖”（给最终呈现的作品比较出色的小组）四种奖章，鼓励大家都有积极的态度和出色的表现。
（2）问题提出
师：（让学生欣赏一些广泛应用的智能产品，例如智能手机）请说说看，为什么人们这么喜欢应用智能产品？（它们首先都具有漂亮的工业设计，更重要的是，以手机为终端加入了各种传感器，让手机更加智能化，彻底改变了手机产业格局。）
师：你们想有朝一日也能设计出这样的产品吗？今天我们就来设计一款电风扇产品。自风扇诞生之日起，它的功能没有发生多大变化，我希望大家能够将传感器的功能引入到风扇产品中去。
（3）产品方案策划
师：设计智能风扇，离不开传感器。前面我们已经研究过了直流电机、温度传感器和超声波传感器，在活动开始前，让我们先对这些工具的功能作深入的了解。（有关这些传感器的使用方法，如果需要进一步复习，可以让学生登录相关学习平台。）

设计意图：复习前面学过的几种传感器，一方面让学生对学过的知识进行回顾，另一方面为接下来的发明创造夯实基础。
师：搞创造发明，需要一些诀窍，老师给大家介绍一个方法——“加一加”创造法。比如“铅笔+橡皮”就成了橡皮头铅笔，“衣服+裙子”就成了连衣裙，“帽子+衣服”就成了风衣。下面我们也来“加一加”，创造产品。

师：你准备如何利用这里的传感器和直流电机创造出一个新产品呢？（课堂上及时与学生互动，激发学生的创造欲望。）
师：接下来，各小组策划各自的设计方案。（每个组分发一张绘图板供其绘制设计方案，然后教师对相关方案设计进行评比，并且要求小组长进行分工安排，填写《研究情况记载表》。）
师：在绘图板上，大家要明确产品的使用场合，打算解决什么问题，具体的功能是什么，预计选择哪个或哪些传感器。可以使用文字进行描述，也可以使用图示法，还可以给自己的产品取个好听的名字。

师：请两个小组的代表阐述自己的产品。（引导学生在聆听方案的时候，提出自己困惑的地方。）
（4）技术实现
每个小组都设计出了不同的方案，下面开始进入动手实践环节。有些学生设想的功能比较复杂，短时间内难以实现，需要教师鼓励、引导学生选择单一功能先进行尝试。
在教学过程中，教师需要为学生搭建良好的技术服务平台，支持学生对技术工具的学习。
师：你们有三种求助热线——小组内互相研究；向老师咨询；登录相关学习平台查看资料。
（5）作品交流
STEAM教育的作品展示交流环节非常重要，可使学生获得创造的成就感和满足感，并激发其对该课程产生持续的学习热情。
师：下面我们就来举行一场产品发布会，请各小组介绍自己的产品。
师：你们设计过程中遇到的问题，是如何解决的？
师：同学们，如果让你来投资的话，你准备将你的资金投给哪个小组？
课堂拓展：通过拓展活动，可以充分发挥学生的想象力，让风扇更加智能。教师通过新问题的引入，打开学生想象的空间。比如，“在风扇的下面安装马达和轮子，以制作一个可以跟着你走的风扇；如果我们把风扇拆下来，还能装上什么？控制风扇的方法也是多样的，比如我们可以在学校用手机控制家中的风扇……”
师：今天我们跟大家一起创作了一款智能电风扇，同学们在课堂中的表现给老师留下了深刻的印象。我们来看一下各团队合作情况，最终获得本节课最佳团队的是……我们有请他们来发表一下获奖感言。

四、教学反思
本节课较好地利用了信息化教学手段，在新课程教学理念的指导下，搭建了基于Blackboard平台的学习空间，开发并提供给学生更为丰富的学习资源，方便学生自主探究学习。在活动过程中，教师引导学生运用科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识去探索和动手实践，培养学生的探索能力，建立自信心，这样的学习过程较好地体现出了STEAM教育理念。

五、教学点评
本次活动课程，教师创设了应用开源硬件来解决问题的情境，将科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识融合其中，学生通过创意设计、程序实现、作品交流等步骤感受创新的过程，体现出了STEAM教育理念。在活动过程中，教师为学生的创意设计与实现提供了开放的空间和技术支持，使学生能够顺利按方案完成作品，以此促进学生创新能力的发展。创意使学生的个性得到展示，不同的设计需求决定了产品的多样性，这不只是学生的学习需要，更是课堂教学的核心价值观。（点评人：孙伟，南通市教研员）