STEM规范教学

STEM规范教学详解培生教育集团课程专家华师科创教育研究院研究员蒸汽科创教育联合创始人彭宗豪STEM课程开展的困惑培生STEM课程——设计桥梁STEM课程设计与开展STEM课程开展的困惑3STEM课是实验更加有趣的科学课STEM课越上越像手工课市面上有那么多STEM课程，哪些课程是好的课程？上课的时候学生做出来的东西总是和课程设计的不一样培生STEM课程一览K-3年级•制作饲虫盒•制作雨量器•建造温室•设计小径和道路•制作小船•设计再生纸4-6年级•设计喂鸟器•制作肺活量计•设计桥梁•控制土壤侵蚀•制作超级跑鞋•设计环保清洁剂7-9年级•设计环保水坝•设计假体•设计云霄飞车•建造抗震设施•设计航天器•设计净水系统4培生STEM课程一览K-3年级•制作饲虫盒•制作雨量器•建造温室•设计小径和道路•制作小船•设计再生纸4-6年级•设计喂鸟器•制作肺活量计•设计桥梁•控制土壤侵蚀•制作超级跑鞋•设计环保清洁剂7-9年级•设计环保水坝•设计假体•设计云霄飞车•建造抗震设施•设计航天器•设计净水系统5《设计桥梁》课程概览《设计桥梁》这一主题课程的专题活动为引导学生自选材料来设计一个桥梁模型，并对模型进行测试，并通过对桥梁施加重量直至桥梁倒塌来测试桥梁强度，最后重新设计和改造桥梁，使之更加坚固。问题科学焦点（S）技术焦点（T）工程学焦点（E）数学焦点（M）如何设计坚固的桥梁？力与运动悬索桥结构工程师使用厘米和分米《设计桥梁》课程体系课题引入课题教学课程评估1.阅读材料2.词汇练习3.数学练习1.小实验2.动手动脑3.职业聚焦4.技术专区5.知识加油站1.常规评估2.任务评估3.标准化小测试设计思路•“小实验”和“动手动脑”使学生有更多动手操作的机会，以获得与主题相关的知识与技能。•“职业聚焦”着重介绍与主题活动有关并应用相关知识的职业，使学生为从事21世纪的职业做好准备。•“技术专区”着重介绍与主题活动有关的重要技术，体现技术、科学和工程学的融合。•“知识加油站”激发学生学习热情，帮助他们拓展与主题活动有关知识和技能。科普阅读丨词汇练习小实验丨数学练习项目拓展任务评估丨社会调查技术专区丨职业聚焦项目导入项目实施项目评估实验安全丨动手动脑知识加油站STEM专题活动工程设计过程丨科学方法学前测试期末测试学习表现评价设计思路数学练习小实验词汇练习科普阅读•引言：桥梁•工程篇：连接艺术与科学之桥•技术篇：活动桥•拓展活动厘米丨平衡力丨分米丨力丨结构工程师丨悬索桥丨衍架制作纸桥•公制：厘米和分米•应用：测量物体1课时1课时•使用3张厚实的纸，胶水，胶带等材料制作不同形状的纸桥，测量纸桥的最大承重，观察纸桥变形的难易程度，从而理解形状对强度的影响。*注意实验安全课程设计——项目导入建议课时：2工程设计过程动手动脑实验安全知识加油站1课时STEM专题活动科学方法1课时5课时1课时跨越鸿沟建造稳固的桥基•使用瓦楞纸，纸杯，吸管，细绳等材料设计稳固的桥基。•学生通过体验式学习和探索来了解平衡力的概念。牛顿运动定律•第一定律•第二定律•第三定律•展示科学方法和工程设计的基本过程，让学生们反思本项目中的科学方法和设计过程。项目实施建议课时：8•确定问题：设计桥梁，调研影响因素，撰写设计方案。•选择材料•制作与测试•记录与分享：讨论和比较桥梁模型，发现问题，提出改进方案，进行再制作。•项目报告：汇报成果实验室安全须知、测量•签订安全协议•测量工具职业聚焦技术专区结构工程师•结构工程师•理解考查：结构工程师如何在特殊环境下设计一款悬索桥？悬索桥•悬索桥的特点•理解考查：改进悬索桥任务评估3课时便携桥•任务：能够多次使用的便携桥。安排学生设计解决方案，引导分析解决方案的可行性。项目拓展建议课时：51课时社会调查设计桥梁•安排学生调研移动桥的特点，多渠道收集信息，撰写一篇移动桥的调查报告，掌握撰写科技论文的基本技巧。1课时小实验：纸桥承重•使用3张厚实的纸，胶水，胶带等材料制作不同形状的纸桥，测量纸桥的最大承重，观察纸桥变形的难易程度，从而理解形状对强度的影响。小实验——预先猜想w•哪种截面的纸桥比较坚固？•纸桥会以哪些方式断裂？•用什么材料连接桥体比较好？•……小实验——实验进行与记录承重结果记录圆形截面桥方形截面桥W型截面桥三角形截面第一组制作第二组制作第三组制作第四组制作第五组制作小实验——实验总结•影响纸桥承重能力的因素有哪些？•纸桥的倒塌方式有哪些？分别是什么原因造成的？•不同连接桥体的方式有哪些优缺点？•……小实验——主导思想科学思维与工程思维《设计桥梁》课程体系课题引入课题教学课程评估1.阅读材料2.词汇练习3.数学练习1.小实验2.动手动脑3.职业聚焦4.技术专区5.知识加油站1.常规评估2.任务评估3.标准化小测试专题活动——跨越鸿沟•设计建造一座能够跨越40厘米距离的桥专题活动——分析需求•设计建造一座能够跨越40厘米距离的桥•只能使用某些材料•“鸿沟”两岸是柔软材质•“鸿沟”的深度专题活动——确定方案•查阅资料•分析梁桥，拱桥，悬索桥，斜拉索桥等优缺点•选择用在这个项目中的桥梁形式专题活动——绘制工程图•按比例绘制桥梁图纸•标明每个部分的尺寸•标明桥梁每个部件使用的材料•……专题活动——“原型机”制作•学生分组自主完成搭建•教师做适当引导•教师作为技术支持助手，不主动对制作进行干预•注意实验安全专题活动——发布与测试•学生制作海报或PPT，结合作品介绍桥梁模型的特点•根据规则对各组桥梁模型进行测试•引导学生关注测试过程中模型出现的细节变化专题活动——评估总结•各组之间互相总结模型优缺点•老师总结各组模型优缺点与改进方式•问题思考讨论工程师的设计会一次成功吗？如果不会，怎么办？桥梁类型和所承载重量之间存在什么关系？影响桥梁承重能力的因素有哪些？如何修改设计可以使桥更加坚固？《设计桥梁》课程体系课题引入课题教学课程评估1.阅读材料2.词汇练习3.数学练习1.小实验2.动手动脑3.职业聚焦4.技术专区5.知识加油站1.常规评估2.任务评估3.标准化小测试科学思维与工程思维THANKYOU