教学案例｜STEM课堂，桥梁建筑师的养成之路

作者：湖州市南浔中学计婷婷

前 言

本文选自《融合·创新·分享：STEAM教育实践的湖州样本》一书的项目案例。作者是湖州市南浔中学计婷婷老师。

项目以纪录片导入情境问题，让学生明确任务，设计制作桥梁模型。以5E教学法贯穿始终，基于STEM理念的课堂，让学生体验桥梁建筑师的角色，实践中综合运用所学，非常具有学习借鉴意义。

STEM项目《桥梁建筑》

本项目通过情景导入、主题知识学习，再引导学生利用塑料吸管设计、制作各种桥梁，并进行承重测试。

本项目适用于高一年级，共计6个课时。

实施过程

实施过程采用5E教学法，分为提出问题、准备阶段、阐述制作、展示评价与拓展提升五个环节。

提出问题

本环节的目标是激发学生的学习兴趣，引出项目任务。

教师先播放纪录片《超级工程—港珠澳大桥》，引发学生思考，导入学习内容。

然后，让学生明确该项目的任务：学生分组设计并制作一座美观、承重能力强的桥梁模型，要求此桥梁长50厘米、宽10厘米、高20厘米。

准备阶段

本环节的目标是为后续的设计、制作环节做知识准备和技能准备。

明确任务后，让学生学习主题知识，了解古代桥梁与现代桥梁的各自特点，并熟悉塑料吸管、细铜丝等材料特点。

利用互联网查找相关资料，完成下表，并进行交流。

类型	主要形式	材料	优点	缺点
古代桥梁
现代桥梁

阐述制作

本环节的目标是组织学生设计、制作桥梁模型，激发学生的创造兴趣。

学生分组后，根据已有材料，设计桥梁方案，再上台阐述自己的方案设想；通过提问进行头脑风暴，修改最初设计方案，确定最终方案。

设计完成后，各小组开始动手制作。桥梁模型不仅要求承重能力强，而且要符合审美要求。

桥梁模型的制作是本项目的主体部分。学生前期经历了小组设计、小组汇报、二次修改等环节，接下来就是按图纸开始制作桥梁模型。

活动中，教师提供给学生的材料都是一样的，因此学生要像工程师一样按照设计图去完成制作。针对制作过程中遇到的问题，教师需要引导学生修改方案和解决问题，提醒学生修改作品的同时也要修改设计图。

对于不可行的方案，教师则需和学生一起及时调整、改进。

制作完成后，学生上台展示模型并交流。

展示评价

本环节的目标是让完成作品的小组收拾好桌面，进行组内测试，帮助学生养成良好的工程习惯。

具体操作：学生上台展示自己的桥梁模型，在桥梁上放干电池，比较等量干电池下桥梁的弯曲程度，学生总结提升桥梁承重能力的方法。

最后，评价分为过程性评价和总结性评价。

教师对项目的每一个环节进行阶段性评价，并对学生学习成果进行评价，确保学习目标的达成。

拓展提升

本环节的目标是总结桥梁模型的优劣势，学习工程师的工作流程；头脑风暴，优化桥梁，锻炼学生的总结能力，培养创新精神。

项目中，学生初步设计的桥梁模型结构稳定性较差，桥梁结构承重能力比较弱，也不够美观。通过改进方案，对桥梁进行了再度优化。

案例分析

《桥梁建筑》是桥梁建筑与科学的完美组合，让学生了解科学对桥梁发展的影响和作用，掌握科学实验和科学探究的方法。

基于STEAM理念的课堂，更加注重知识的综合性与应用性、课程的生成性与开放性、教育的跨学科性、及个体经历的过程性与体验性。

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来源｜STEM未来计划编辑

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