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第401期 总第5962期 2020年12月28日 星期一
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STEM项目化学习——纸飞机
来源:本站原创 作者:主讲人:勇辉 发布日期:2020-12-28 10:03:11

勇辉   江苏省宜兴市东坡小学科学教师,正高级教师,宜兴市首批名教师,无锡市科学学科带头人,无锡市乡村骨干教师培育站导师,无锡市教育学会小学科学专业委员会副秘书长。长期坚持在教学第一线,钻研教材,研究教法,深受学生喜爱。主持过江苏省教育科学规划重点资助课题,先后有20多篇论文发表在省级期刊上,带培了一大批青年教师成为小学科学教学领域的佼佼者。

课程背景
 

“纸飞机”是基于项目化学习的科学课,出于作者自编教材。在世界掀起STEM热潮时,作者先行尝试科学与工程整合的教学实践,结合项目学习的任务和学生的兴趣爱好,以问题为导向,让学生收集、发现、整理需要的信息,然后对信息进行综合分析,针对存在的问题,提出有针对性的建议和做法,在实践后进行改进和重新设计等关键步骤,从而提高学生的科学素养和工程素养。


本课的教学对象是五年级学生,通过两年多的科学课学习,他们已经具备了科学探究的态度和方法,也具有一定的问题解决能力,但其思维发展并未完善,在具体形象思维向抽象逻辑思维的发展过程中存在不平衡性。因此,在教学中,作者通过“纸飞机怎样飞得更远”这个项目活动,通过“设计—制作—测试—改进”一系列工程实践步骤,使学生的思维历经“抽象—具体—抽象—具体—抽象”的过程,螺旋式发展,不断进步。
 

教学目标
 

了解纸飞机的飞行原理,能折一种或几种纸飞机;能通过教师提供的整体要求,小组合作设计、制作符合要求的纸飞机;通过试飞,思考什么样的纸飞机能飞得更远,学会调节纸飞机或改进纸飞机的形状达到飞得更远的目标;学会合作,学会分享,学会反思。
 

教学重点与难点
 

教学重点 分析影响纸飞机飞行距离的因素,思考如何折一架能够飞得更远的纸飞机。
 

教学难点 能够通过不断改进,让纸飞机飞得更远。


教学准备
 

每个小组准备10张A4纸,投影仪1台,自制发射器3个。
 

教学过程
 

一、揭题并了解前概念
 

师:昨天布置大家折几架纸飞机,都带来了吗?你知道纸飞机的各部分名称吗?它们又是如何飞上天的?
 

学生回答:机头、机身、机翼、机尾,用力掷出去就能进行放飞,如图1。

师:如果进行纸飞机飞行比赛,可以采用哪些方法呢(即比什么)?
 

学生回答:比谁飞得远、飞得高、飞得时间长。
 

意图解析:直接点题,学生通过回答指向明确的问题,明白纸飞机的放飞是需要施加投掷力量的,同时飞机各部分也在飞行的过程中起一定的作用,还受到空气的阻力等。教师通过提问“比什么”引出今天的教学内容。


二、讨论纸飞机飞得远的因素并出示项目要求
 

师:纸飞机比赛可以有多种方法,今天我们就选取其中的一种玩法来进行比赛——比飞行距离,看哪个小组的纸飞机飞得更远。具体怎么比呢?
 

学生思考怎么设置比赛规则。
 

通过师生互问互答,质疑比赛公平性:材质是否一样;放飞的力量是否一样;放飞的角度是否一样;等等。
 

为了比赛的公平,所有小组都用教师制作的飞机发射器来放飞纸飞机,发射器需要用橡皮筋弹射,有一个向上呈10度的角,如图2。比赛所用的纸飞机统一用教师给学生提供的A4纸进行制作,如图3。

教师提问:要飞得远,纸飞机应该具备哪些条件呢?
 

学生小组讨论并汇报。
 

教师出示整体项目要求:
 

1.学生开展小组合作,讨论折什么样的飞机才能飞得更远,可以在教师提供的8开纸上画一画、写一写。
 

2.推荐1~2位小组成员完成纸飞机的制作,并到指定场地进行放飞(1、2组一号场地,3、4组二号场地,5、6组三号场地),一架飞机最多飞三次,以飞得最远的那次距离作为比赛成绩。
 

3.小组继续讨论,如何改进才能让飞机飞得更远。重复前面两个步骤。
 

4.给每个小组提供10张A4纸用于制作纸飞机,既要用的纸少,又要使折的纸飞机飞得远。


5.两次试验结束后,填写记录单,并继续思考还可以如何改进。


6.时间20分钟。
 

学生开始探究活动,教师巡视并作相关指点。


意图解析:首先教师通过提问“飞得远怎么比”,引发学生的第一次思考。投掷力量、投掷角度、飞机的重量、纸张的材质、飞机的结构、飞机的重心、机翼的面积等因素都会影响纸飞机飞行距离。然后,教师出示今天的纸飞机用材——A4纸,发射工具——固定好的发射器,把投掷的因素和重量的因素都去掉了,学生只能通过改变纸飞机自身来达到飞得远的目的,从而引向本节课的重点——设计和改造纸飞机。学生用20分钟的时间不断改进纸飞机的结构、重心、机翼面积等因素,实现纸飞机的迭代,达到预期要求。
 

三、分析项目实施结果
 

各小组把各自的数据写到黑板上,并进行小组汇报,总结探讨纸飞机改进的意见,试飞记录如图4所示。
 

四、全课总结
 

教师总结全课,请学生谈谈本次项目学习的收获。随后布置作业,让学生课后继续改进纸飞机的折法,争取让纸飞机飞出更远的距离,打破自己的纪录。同时,鼓励学生用课上的方法去进行飞得高、飞得时间长两项比赛。

教学反思
 

2017年1月颁布的《小学科学课程标准》首次把“技术与工程”列入小学科学课程内容中,并且分学段提出了具体目标及具体内容。将工程活动融入科学课程,能够让学生体验广泛的STEM技能、问题和机会,从而强化他们的科学概念。科学教育与工程教育相整合,可以增强学生对科学及科学与工程之间关系的理解。而且小学科学课堂进行的技术与工程实践大多简单易行,这些实践活动能够让学生拥有一双灵巧的双手,获得使用工具解决生活中实际问题及制作产品的经历和体验,培养学生创造性地解决问题的能力。
 

纸飞机是学生喜闻乐见的玩具,但学生大多是模仿别人的制作而进行放飞游戏,真正从科学的角度来设计并改进一架可以飞得更远的纸飞机是他们从未尝试过的。因此,本课把“制作一架飞得远的纸飞机”作为一个项目,带领学生开展工程实践活动。屏蔽掉放飞过程中的一些制约因素,让学生在同样的条件下进行比试,从而引导学生从工程设计入手,开展纸飞机的设计和制作,通过测试进行改进和创新,实现自己的目标。在这个环节中,教师没有打断学生的实践,而是给足了他们思考、设计、制作、测试的时间,整个过程中学生是快乐的、享受的,更可贵的是学生的思维得到了发展,解决问题的能力得到了提升。
 

专家点评
 

本课最大的特点就是让学生围绕真实的任务情境展开课堂探究活动。教师为了最大限度地体现学习任务的真实性,一开始就从学生日常游戏时所熟悉的纸飞机导入,让他们介绍飞机的主要结构。这种设计一方面是把学生置于符合现实生活逻辑的真实环境之中,另一方面可以让学生以此为学习阶梯,自然而然地引出本课的挑战性任务——怎样让纸飞机飞得更远。这个问题成为促进学生持续学习和深入思考的驱动性来源和支持性工具,也成为其循环创新设计和制作的明确目标。
 

围绕这一目标,学生组建了学习共同体,充分发挥个体智慧和集体智慧,不断地改进测试作品。教师为学生的设计和制作预留了大量的课堂时间,它们被用来展示学生的真实表现、学生间的相互评价,以及对影响纸飞机飞行姿态的相关因素的探讨。
 

正是这些有意义的经历,让学生理解了“动力”“稳定”“形状”“平衡”等科学性概念,这些经历将对他们后续的研究活动产生深远的影响。另外,教师自制的弹射器也是一大亮点,它为学生提供了稳定、可靠、安全的评价支撑,同时也体现了一名科学教师极高的学科素质。
 

(点评人:许春良,江苏省无锡市东北塘小学小学科学教师,江苏省无锡市学科带头人,江苏省特级教师)

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