小学科学教学融入STEM理念的设计与实践案例：2上-我给小鸟建个家

1、小学科学教学融 入STEM理念的 设计与实践案例项目：我给小鸟建个家设计：【项目简析】.本项目源自二年级上册教科版科学教材第一单元是我们的地球家园最 后一课做大自然的孩子的探索板块内容，涉及到的动植物与人类的关系。通 过“给小鸟建个家”探索活动，将人与自然的关系聚焦到人与动植物之间的联系 上，体现出动植物对人类的重要性，同时呼吁人类要热爱大自然、关爱地球家园， 要与自然和谐共生，保护大自然亦是保护我们自己。让孩子们认识到，作为大自 然的居民，我们与动植物之间的关系是相互依存、非常密切的。.本册第二单元是材料单元，本项目的内容刚好可以作为两个单元的有 效衔接。【学情分析】通过前6课的学习，二年级

2、的学生对于动植物与环境、人类的联系和关系已 经有了一定认识，在此基础上对“给小鸟建个家”的活动是非常有兴趣的，但是 在选材和制作上存在一定的困难，对设计的概念也比较模糊。因此在制作之前， 从设计的需求、材料的选择到制作的步骤，老师都要给学生细致的指导，帮助学 生顺利完成。【设计思路】. STEM的四个要素分别是科学、数学、工程和技术，但并不是每节课都需 要涉及到这四个要素，可以重点突出其中的某个或者某几个要素，所以本节课， 我教学的重点是要培养孩子们的工程思维（工程师思维的三个基本特征是：结构、 约束、取舍），即建一个鸟窝，需要考虑因素？会遇到哪些问题？可以采用什么 方法予以解决？.本项目教学

3、内容是要引导孩子们识别问题和制约因素，调查研究、形成概念 和分析观点，建立模型、项目测试、反思优化则放在后面的继续学习中，如果有 托管的时间，是可以多做几节的，时间不够，可以再有1节课的时间去实施。【教学目标】.认识到在大自然中，人类和动植物的关系非常密切，相互影响，体会到人 类应该要保护身边的动植物。.识别老师提供的材料特性，学会选择合适的材料设计不同鸟类的窝。.培养学生严密的工程思维和良好的沟通能力、创新能力、合作能力与批判 性思维和问题解决能力。【材料准备】金属片、纸片、木片、塑料片、水、滴管、纸巾【教学过程设计】一、情境导入，聚焦驱动性问题.这是我们校园里的大树，小朋友们平时有没有注意

4、到发现生活在树上的小鸟？ 看到的次数多吗？.现在已经是冬天了，与夏天刚开学的时候比，校园里见到小鸟的次数变多了还 是变少了？你觉得是什么原因造成的？.如果你是一只小鸟，你希望自己在冬天校园里过冬的时候，得到哪些帮助呢？.生活在我们校园里的小鸟，也希望能得到小朋友们的这些帮助，度过这个寒冷 的冬天。这节课，就让我们来做小小工程师，一起来为留在我们校园过冬的小鸟 建一个家吧。作为工程师，我们先要思考、讨论应该为小鸟造一个怎样的家。二、工程设计，研讨如何建一个合适的鸟窝(-)请小工程师们看大屏幕，工程师团队为小鸟建造的家，.能满足小鸟的哪些需要？.会用到什么材料，它有什么特点？.可能会遇到哪些困难？

5、怎么解决呢？讨论时间2分钟。(二)班级交流.能满足小鸟的哪些需要？.观察测试，识别材料的特性并选择合适的材料做鸟窝提示(1)取出测试材料。(2)每人拿一支滴管，负责滴1滴水在各自负责的材料上。(3)组长喊“3、2、1、滴”，同时滴上去。(4)滴完后把滴管放回到水杯里。.请观察水在这些材料上的状况，再用纸巾把水滴擦掉，观察后给它们的防水本 领从强到弱排一排。.除了防水，小鸟的家还有坚固、靠近水源等问题，请小工程师们在设计的时候 要考虑。.可能会遇到哪些困难？怎么解决呢？.取出活动记录单，先完成1和2小题，再把你们团队为小鸟建造的家画下来。 如果组内有不同意见，请画在自己的本子上。三、班级交流，完

6、善设计图.小组派代表上台交流。.下课后修改设计图，画在旁边。下节课会用到它。四、课堂总结，布置下一步的活动计划通过这堂课的学习，小工程师们知道了我们要为小鸟造一个怎样的家，还通 过测试选择了合适的材料为小鸟建一个家。下节课，小工程师们要动手亲自为小 鸟造一个家，需要带的材料下节课上课前提前通知你们。下课。附件1.项目记录表我给小鸟建个家我给小鸟建个家我给小鸟建个家XX小学二（）班第（我给小鸟建个家XX小学二（）班第（）工程师队.我们团队为小鸟建造的家，能满足小鸟保暖 获得食物 有伙伴 房子牢固（保暖 获得食物 有伙伴 房子牢固（保暖 获得食物 有伙伴 房子牢固（）等需要。保暖 获得食物 有伙伴

7、 房子牢固（）等需要。.我们团队为小鸟建造的家，用到材料有（多选）。塑料，防水好，比较硬铁片，防水好，很硬木板，防水较好，比较硬塑料，防水好，比较硬铁片，防水好，很硬木板，防水较好，比较硬木板，防水较好，比较硬硬纸片，防水差，很软木板，防水较好，比较硬硬纸片，防水差，很软等。还有（羽毛）、（树枝）、.我们团队为小鸟建造家的时候，可能会遇到一些困难，可以自己想办法解决或 者找家长、老师帮忙解决。等。.请把你们团队为小鸟建造的家画下来。如果组内有不同想法，请画在自己的本 子上。初稿（第一次想法）终稿（最后一次想法）我是第（）工程队的工程师（），我们建造的家能满足小鸟（哪些） 的需要，采用了（哪些）

8、材料建造，这是我们的设计图。它具有（怎样） 的优点，我的汇报完毕，请工程师们提问。初稿（第一次想法）终稿（最后一次想法）附件2.项目评价表:“给小鸟建个家”设计环节评价表. 第（）工程队评价内容评价标准得分5分3分1分设计有考虑到小 鸟的实际需求吗考虑到了3个 以上需求考虑到了2个 需求考虑到了1个 需求选择的材料与设 计需求相同吗完全相同大部分 相同大部分不相同汇报（师评）声音响亮，条 理清晰，互动 优良声音响亮，表 述清晰，互动 较好声音响亮，表 述清楚设计图再修改 （师评）修改并在旁 边写修改的 理由做简单的修改使设计图更完善做一点修改或没有修改我们工程队在设计环节总得分附件3.实践与反思.二年级的孩子，工程思维要发展到哪一步？技术思维可以不计成本，天马行空，完成一个技术创造。工程思维必须遵循 一定的社会效率，经济效益等方面的考量。二年级的孩子，系统地、缜密地去考虑整个工程显然要求过高，能够认识到 设计与诸多的因素有关、能考虑实施过程中可预见的一些困难并予以解决，有这 个思考就可以了。所以下一步，是需要家长和老师帮助学生去完成鸟窝的制作的。.从这节课看，孩子的工程思维已经达到怎样的程度？学生对设计有自己的一些见解了。比如在设计图中能根据小鸟的“需求”纳 入相应的元素，食物、羽毛等；在正式绘图之前会先“打小样”，修