基于STEAM理念的“叶脉探秘”与书签制作-小学三年级综合实践活动教学设计

基于STEAM理念的“叶脉探秘”与书签制作——小学三年级综合实践活动教学设计一、教学内容分析  本节课隶属小学三年级上册综合实践活动课程，以“叶脉书签”制作为显性项目，实质是一场融合科学探究、技术工程、艺术设计与劳动教育的微型STEAM项目学习。从《中小学综合实践活动课程指导纲要》审视，本课精准对接“考察探究”与“设计制作”两类关键活动方式。在知识技能图谱上，其核心在于引导学生通过实践观察，初步认识植物叶片的基本结构（特别是叶脉的支撑与输导功能），并经历“选取材料设计流程动手操作优化改进”的完整制作过程，理解“腐蚀法”背后的简易化学原理（碱性物质对叶肉组织的破坏作用）。这既是对前期自然观察活动的深化，也为后续更复杂的设计制作项目奠定了方法论基础。过程方法路径上，本课旨在让学生亲历“发现问题（如何分离叶肉与叶脉）提出假设（尝试不同方法）实验验证（煮制与刷洗）得出结论”的简易科学探究循环，并渗透工程设计思维中的“迭代优化”理念（如：如何让书签更美观、更牢固）。其素养价值渗透点极为丰富：在小心翼翼的刷制过程中培育专注、耐心的劳动品质与精细操作能力；在观察叶脉精巧网络时激发对自然之美的审美感知与生命赞叹；在小组成员协调材料、分享技巧时发展合作沟通的社交技能；整个探究过程更是对“大胆猜想、细心求证”科学精神的启蒙。  针对三年级学情进行立体化诊断：学生已有基础是具备初步的观察能力，在科学课上接触过植物器官，对“书签”这一生活物品熟悉，且普遍对动手制作充满兴趣。潜在障碍主要存在于三方面：一是认知上，对“叶脉”的功能性理解可能停留在“花纹”层面，对其“骨架”与“血管”的双重角色认知模糊；二是技能上，手指小肌肉群发育尚不完善，刷洗叶肉所需的力度与技巧控制是难点，易因急躁导致叶脉破损；三是安全与规范意识，对加热操作、使用碱性溶液（如碳酸钠）需建立严格的安全规程。因此，教学调适策略必须体现差异化：对于观察与操作能力较强的学生，引导其关注叶脉类型（平行脉、网状脉）的差异与选择，并鼓励其探索染色、塑封等美化；对于动手能力稍弱或耐心不足的学生，则提供叶肉已部分腐蚀的“半成品”降低初试门槛，并配备步骤分解图及“小助手”（同桌或教师）的即时指导。过程性评估将贯穿始终，通过观察学生提问质量、操作规范性、小组互动情况以及“问题解决记录单”的填写，动态把握学情并即时干预。二、教学目标  知识目标：学生能够准确指认叶片中的叶脉部分，并用自己的语言初步解释叶脉具有支撑叶片和运输水分、养分的功能；能陈述制作叶脉书签的基本原理，即利用碱性溶液腐蚀叶肉而保留更为坚韧的叶脉。  能力目标：学生能够安全、规范地协作完成叶片的煮制与刷洗操作流程，掌握轻柔、有序刷除叶肉的技巧；能基于观察，在“问题解决记录单”上简要记录实验现象（如叶片颜色、质地的变化）并尝试归因；初步学会根据叶脉形态和制作效果，对自己的书签作品进行简单的审美评价。  情感态度与价值观目标：在探究与制作活动中，学生能表现出对自然物质精细结构的惊叹与好奇，形成耐心、细致、追求完美的制作态度；在小组合作中，能主动承担任务、分享工具材料，并能对他人的作品给予真诚的欣赏或建设性意见。  科学（学科）思维目标：经历从观察现象（完整的树叶）到提出问题（如何得到纯净叶脉），继而通过实践验证方案的初步探究过程，发展“发现问题尝试解决”的思维习惯；通过对不同树叶煮制、刷洗难易程度的比较，萌发基于证据进行简单对比分析的意识。  评价与元认知目标：能够依据教师提供的简易评价量表（如：叶脉完整性、清洁度、美观度），对自己的作品进行星级自评；能在活动尾声回顾制作过程，说出“我最成功的一步”和“下次可以改进的地方”，初步形成对学习过程的反思习惯。三、教学重点与难点  教学重点：安全、规范地完成叶脉书签的制作流程，并理解其背后的科学原理。确立依据在于，综合实践活动课程核心素养强调“创意物化”与“问题解决”，完整的制作流程是能力培养的载体，而对原理的理解（为何煮、为何刷）则是将单纯模仿提升为有意义学习的关键，避免了活动沦为机械手工课。这一重点直接关联“设计制作”活动方式的核心要求。  教学难点：一是叶肉刷洗技巧的掌握，需控制力度与方向，做到既干净去除叶肉又不损伤叶脉。难点成因在于该操作需要手部精细动作与耐心、观察力的高度协调，三年级学生在此方面个体差异大，易产生挫败感。二是从具象操作到抽象原理的初步理解，即理解“碱”与“叶肉”发生了何种作用。难点成因在于学生化学知识为零，需借助生动的比喻（如“碱溶液像温和的清洁剂，专门分解柔软的叶肉”）和显著的实验现象对比来搭建认知桥梁。预设突破方向是通过教师分步示范、错误操作模拟（展示刷破的叶脉）以及“先感受后命名”的策略，让学生在实践中体会，再提炼原理。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含叶脉高清图、制作微视频）、实物投影仪、不同树种（桂花、玉兰、茶花等）的叶片若干、电磁炉或热源、不锈钢锅、碳酸钠（纯碱）、镊子、旧牙刷、托盘、染色颜料（如红墨水、蓝墨水）、吸水纸（或旧报纸）、塑封机及塑封膜（拓展用）。1.2学习材料：“叶脉探秘”任务单（含观察记录区、步骤提示图、简易评价表）。2.学生准备2.1物品：每人携带12片自己收集的、叶脉较为坚韧厚实的树叶（课前已交流选择标准）、围裙、手套（可选）。2.2预习：观察树叶正反面，用铅笔拓印一片叶子的轮廓及主要叶脉。3.环境布置3.1座位：46人异质分组围坐，便于合作与材料共享。3.2板书记划：预留板块，用于呈现核心问题、关键步骤流程图及学生生成性发现。五、教学过程第一、导入环节1.情境创设与悬念激发：“同学们，老师今天带来了几份特别的‘礼物’。”（通过实物投影仪展示几枚制作精美、染有颜色的叶脉书签）“大家看，这些书签和我们平时用的有什么不一样？它们的材质是什么，你能猜到吗？”1.1核心问题提出：在学生惊叹并猜测是“树叶”后，追问：“是的，这是用树叶的‘骨架’——叶脉做成的。但原本绿色的、柔软的叶片，是怎么变成这样透明又坚韧的艺术品呢？这片小小的叶脉里，又藏着大自然的哪些秘密呢？今天，我们就化身自然探索家和小工匠，一起揭开叶脉的秘密，制作一枚属于自己的叶脉书签。”1.2路径明晰与旧知唤醒：“我们的探索之旅分三步走：第一步，当好观察员，仔细看看叶脉到底长什么样、有什么作用；第二步，当好实验员，用一种神奇的方法让叶肉‘消失’，只留下叶脉；第三步，当好设计师，把你的叶脉书签打扮得漂漂亮亮。还记得我们课前拓印的叶脉图吗？那将是我们的第一份侦察报告。”第二、新授环节任务一：细察秋毫——叶脉的形态与功能初探教师活动：首先，引导学生对比观察手中完整树叶和教师展示的叶脉书签样本。“请大家轻轻抚摸树叶的正面和背面，有什么不同感觉？对着光看看，叶脉的走向有什么规律？”利用课件展示放大后的网状脉、平行脉等不同类型叶脉图片，并播放一段简短的植物蒸腾作用或养分输送动画（简化版），提出引导性问题：“如果叶子是一座城市，叶脉可能担任什么角色？是道路、水管，还是骨架？”鼓励学生基于观察和动画进行类比猜想。学生活动：学生进行小组内观察与触摸，交流感受。对比自己拓印的叶脉图与实物，尝试描述叶脉的分布特点。观看动画后，小组讨论并尝试用“像……一样，因为……”的句式表达对叶脉功能的猜想（如：“像骨架，因为能撑起叶子”“像血管，因为动画里它在运水”）。即时评价标准：1.观察是否细致（能否指出叶背叶脉更凸起等细节）。2.猜想是否基于观察或提供的资料（避免完全天马行空的想象）。3.小组讨论时能否轮流发言，倾听同伴意见。形成知识、思维、方法清单：★叶脉是叶片中的维管束结构，遍布叶片，形成网络。★叶脉具有双重功能：一是支撑作用，如同骨架，使叶片舒展；二是输导作用，如同血管，运输水分、无机盐（上行）和有机物（下行）。▲观察与类比是认识事物的好方法。通过触摸、透光看、对比观察，可以获得更全面的信息；将未知事物与已知事物（骨架、道路）类比，可以帮助我们理解其功能。任务二：揭秘“消失”的叶肉——腐蚀法原理探究教师活动：“要想得到纯净的叶脉，关键是要安全地去掉叶肉。我们用的是一种‘温和的魔法’——碱水煮制法。”教师进行安全操作示范：佩戴手套，将适量水和碳酸钠放入锅中加热至微沸，放入树叶。“看，树叶放进去了，大家注意观察，叶子颜色和锅里的水可能会有什么变化？猜猜看，是什么在起作用？”在此过程中，强调安全纪律：加热区严禁触碰，溶液需冷却后再处理。用比喻解释原理：“碳酸钠溶于水后呈碱性，这种碱性能温和地分解叶肉细胞中那些柔软的成分，但对更坚韧的叶脉‘骨架’影响较小。就像专门分解油污的洗涤剂一样。”学生活动：小组代表（在教师监督下）按安全规程将自己组的树叶放入指定锅中煮制。所有学生远端安全观察，记录任务单上关于叶片颜色变化（如变深、变黄）、水体变化（可能变浑浊）的现象。小组基于现象和教师比喻，讨论“魔法”可能是什么。即时评价标准：1.能否严格遵守安全观察距离与纪律。2.记录现象是否客观、具体。3.能否将观察到的现象（叶肉变烂、水变浑）与教师的比喻解释初步关联。形成知识、思维、方法清单：★制作原理核心：利用碱性溶液（如碳酸钠水溶液）加热煮沸，腐蚀、软化叶片中的叶肉组织，而叶脉因富含更为坚韧的纤维素等物质，得以较大程度保留。▲安全是实验的第一准则！涉及加热、化学物质（即使食源性），必须听从指令，规范操作。★观察记录要点：记录应包含时间、前后颜色/质地对比、特殊现象等，这是科学探究的重要依据。任务三：巧手匠心——叶脉的刷制与获取教师活动：待叶片煮制完成（约1015分钟），捞出冷却至可触摸。“最考验耐心和手法的时刻到了！如何把软化的叶肉刷掉，得到完整的叶脉？”教师示范刷洗技巧：将叶片平铺在托盘上，背面朝上（叶背叶脉更凸起）；用旧牙刷蘸取少量水，顺着叶脉方向，轻柔地、有节奏地刷动。“注意，力度就像给小猫梳毛，太重了，‘骨架’就刷断啦！先刷掉主要的、已经松散的叶肉。”展示刷破的失败案例，警示常见错误。巡视指导，针对不同进度小组提供差异化支持：对进展快的，鼓励挑战刷制更精细的末端叶脉；对遇到困难的，协助其从叶柄处开始，或帮助固定叶片。学生活动：学生领取自己小组煮好的叶片，开始刷制。在实践中反复尝试、调整力度和角度。小组成员间互相提醒技巧、交换观察心得（如“这片叶子好刷一些”“我这里老是刷破”）。将刷下的叶肉残渣置于指定废弃处。即时评价标准：1.操作是否规范（顺脉刷、力度轻）。2.是否表现出耐心与坚持，遇到困难不轻易放弃（寻求帮助或调整方法）。3.小组内能否共享工具、交流经验。形成知识、思维、方法清单：★刷制操作三大要领：一顺（顺叶脉方向刷）、二轻（力度轻柔）、三耐心（分区域逐步清理）。▲实践出真知：技巧的掌握依赖于亲手尝试和即时调整，看十遍不如做一遍。★材料选择影响成败：通常，革质叶片（如桂花、茶花）叶脉坚韧，更易成功；叶片过嫩或过老都可能增加制作难度。◆常见错误警示：逆刷易撕裂叶脉；干刷或用力过猛直接导致叶脉破损。任务四：点染成趣——书签的美化与定型教师活动：“现在我们得到了晶莹剔透的叶脉‘素胚’，如何让它变成精美的书签呢？”介绍两种常用美化方法：染色与塑封。演示染色：用镊子夹起洗净的叶脉，浸入稀释的颜料水中片刻，捞出后用吸水纸轻轻吸干多余水分。“颜色可以根据你的喜好来选择，想想看，什么颜色最能衬托出叶脉的精致？”演示塑封：将干燥后的叶脉（染色或未染色）放入塑封膜，过塑。“塑封可以永久保存叶脉，让它更挺括、耐用。”鼓励学生进行个性化创作。学生活动：学生选择自己喜欢的方式美化叶脉。进行染色、干燥，或完成塑封。思考并尝试让作品更独特（如尝试双色渐变染色、在塑封前添加闪粉或微小干花点缀）。即时评价标准：1.美化过程是否有序、整洁（如正确处理颜料，保持桌面清洁）。2.作品是否体现出一定的个人创意与审美考虑。3.能否妥善处理完成后的工具与材料。形成知识、思维、方法清单：★美化方法：染色（使用水性颜料，浸泡时间控制颜色深浅）、塑封（长期保存、增加硬度）。▲艺术与科学的结合：科学让我们获得材料（叶脉），艺术设计赋予其美感与个性，这是综合实践的魅力。◆创意拓展方向：可将叶脉粘贴在卡纸上绘画创作，或用多个叶脉组合拼贴成画。任务五：成果品鉴与过程反思教师活动：组织“叶脉书签微展览”。邀请几组学生上台展示作品，并分享“制作过程中最难忘的一个瞬间”或“一个小窍门”。引导学生根据任务单上的简易评价表（叶脉完整性、清洁度、美观度各13颗星）进行自评与组内互评。提出总结性问题：“回顾整个活动，从一片普通的叶子到一枚书签，你最大的收获是什么？是知识，是技能，还是一种新的体验？”学生活动：展示作品，分享心得。认真进行自评与互评，写下简单的评语或星星标记。回顾任务单上的记录，思考并回答教师的总结性问题，进行口头或书面简要反思。即时评价标准：1.展示时表达是否清晰、自信。2.评价他人作品是否客观、友善，能指出优点或提出温和建议。3.反思是否触及自身在知识、技能或态度上的真实成长点。形成知识、思维、方法清单：★评价的维度：可从科学性（原理理解、操作规范）、技术性（作品完整度、工艺精细度）、艺术性（美观、创意）等多维度综合评价作品与过程。▲反思促进成长：学习不仅是做出东西，更是回顾“如何做出”以及“如何能做得更好”，这种元认知能力至关重要。◆项目学习的闭环：完整的项目学习经历“目标计划行动反思”的循环，反思是让经验转化为能力的关键一步。第三、当堂巩固训练  本环节设计分层实践任务，学生可依据自身制作进度与兴趣选择完成：  基础层（全体）：完成至少一枚叶脉书签的基础制作（煮制、刷洗、清洗），并确保叶脉主体完整。任务：在任务单上绘制或粘贴自己的书签作品简图，并标注出至少一个你认为最成功的部分（如：叶柄连接处很完整、某条侧脉刷得很干净）。  综合层（大多数）：在完成基础层任务上，对书签进行美化（染色或塑封），并尝试解释自己选择此种美化方式的原因（如：“我选择蓝色，因为它让叶脉看起来像河流”）。任务：与同桌交换书签，根据评价表进行互评，并互相说一句欣赏的话和一个小的改进建议。  挑战层（学有余力）：尝试用不同树种的叶片（如平行脉的竹子叶、网状脉的杨树叶）进行制作，比较哪种更容易成功，并记录可能的原因。或设计一个“叶脉书签”产品标签，包含作品名、树种、制作人、创作理念等。  反馈机制：教师巡视，收集各层次典型作品（成功的、有特点的、存在典型问题的），通过实物投影进行即时点评。重点讲评操作中的共性技巧（如如何判断煮制火候）和创意亮点。同伴互评环节提供“欣赏建议”句式模板，引导学生进行建设性交流。第四、课堂小结  “同学们，今天我们一起完成了一次从自然到艺术的穿越。”教师引导学生共同回顾板书上的学习路径图。“我们观察了叶脉的精密结构，明白了它的重要作用；我们利用科学方法让叶肉‘温柔地离开’；我们用双手耐心地刷制出晶莹的脉络；最后，我们用创意为它赋予个性和生命。看，科学、技术、工程、艺术，还有我们辛勤的劳动，都凝聚在这枚小小的书签里了。”邀请学生用一句话总结今天的感受或收获。  作业布置：1.必做（基础性）：将你的叶脉书签送给一位家人或朋友，并向他/她介绍你是怎么制作的，叶脉有什么作用。2.选做A（拓展性）：查阅资料或观察更多植物，找找看还有哪些植物的叶脉特别美丽或奇特，画下来或拍照记录。3.选做B（探究性）：想一想，除了做书签，清洁干净的叶脉还可以用来做什么？设计一个你的“叶脉再利用”创意小方案（可以画图或文字描述）。六、作业设计基础性作业：实践与分享。将课堂制作的叶脉书签赠予他人，并完成至少一分钟的口头介绍，内容需包含叶脉的功能和制作的基本原理。目的是将课堂所学进行内化与外化表达，巩固核心知识，并建立学习与生活的联系。拓展性作业：自然观察员。在居住小区或公园，寻找并观察至少三种不同形状叶脉的植物叶片（如网状脉、平行脉、叉状脉等），用绘画、拓印或拍照的方式记录下来，制作成简易的“叶脉类型收集卡”，并标注植物名称（或特征）。探究性/创造性作业：叶脉创意工坊。任务二选一：1.创意设计：利用叶脉作为主要材料，构思并尝试制作一件除了书签之外的小工艺品或装饰品（如叶脉贴画、叶脉灯罩装饰、叶脉标本框等），提交设计草图或简要制作方案。2.微型探究：设计一个对比小实验，探究“溶液的碱性强度（如分别用食用碱、小苏打、肥皂水）对叶肉腐蚀速度和叶脉完整度的影响”，记录猜想、步骤和观察结果。七、本节知识清单及拓展★1.叶脉的定义与位置：叶脉是叶片内部呈脉络状分布的维管束组织，是叶片的重要组成部分，支撑起叶片的形态。教学提示：可类比为树叶的“骨骼系统”与“血液循环系统”的结合体。★2.叶脉的双重核心功能：一是机械支撑功能，维持叶片平展，承受风雨；二是输导功能，其中的导管输送水分和无机盐（上行），筛管输送有机物（下行）。教学提示：联系“植物喝的水去哪了”这一前概念，借助动画理解输导过程。★3.叶脉书签制作原理（腐蚀法）：利用碱性溶液（常用碳酸钠，即纯碱）在加热条件下，水解并破坏叶肉细胞的中胶层和细胞壁，使叶肉组织软化、分解，而由更坚韧纤维素、木质素构成的叶脉得以保留。教学提示：避免使用复杂化学术语，强调“碱”对“柔软部分”的特异性作用。★4.制作关键流程四步骤：选叶（选革质、叶脉粗壮）→煮制（碱水微沸煮1015分钟，至叶肉易脱落）→刷洗（顺脉、轻柔、耐心）→美化定型（染色、干燥、塑封）。教学提示：流程图为教学板书的骨架，帮助学生建立有序操作的思维。★5.安全操作规范：涉及加热，需成人监督或严格划定安全区；使用碱性物质需佩戴手套，避免接触眼睛和皮肤；刷洗时注意桌面整洁与水渍处理。教学提示：安全规程需作为前提反复强调，并融入过程性评价。▲6.叶脉的主要类型：网状脉（如桂花、杨树，细脉错综连成网）、平行脉（如竹子、小麦，叶脉平行排列）、叉状脉（如银杏，叶脉二叉分枝）。教学提示：引导学生观察对比，理解植物形态的多样性。▲7.影响制作成败的材料因素：叶片的老嫩程度、叶脉的木质化程度、叶肉厚度。通常，秋季成熟革质叶最佳。教学提示：鼓励学生通过失败尝试积累经验，理解材料选择在工程中的重要性。◆8.常见失败原因分析：煮制时间不足（叶肉难刷）或过度（叶脉变脆）；刷洗力度过大或方向逆乱；叶片本身过于娇嫩或衰老。教学提示：将失败案例作为重要学习资源，引导学生分析归因，培养解决问题的能力。◆9.美化的艺术性原则：染色讲究色彩搭配与浓度控制，以衬托叶脉纹理为要；塑封可增加耐久性与挺度；亦可结合绘画、拼贴进行创作。教学提示：鼓励个性化表达，将科学作品转化为艺术创作。★10.项目式学习（PBL）在本课的体现：以真实驱动性问题（如何制作叶脉书签）引领，融合多学科知识，经历完整的“计划实施成果评价”过程，核心目标是能力与素养的提升，而非单一作品。教学提示：教师应有意识地点明各环节对应的学习方式，提升学生对学习过程本身的认知。八、教学反思  （一）教学目标达成度分析。本节课预设的知识与能力目标基本达成。通过课后抽样访谈和任务单分析，90%以上的学生能准确指出叶脉并简述其功能，能描述制作的核心步骤。能力目标方面，大部分学生掌握了刷洗的基本技巧，成品完整率较高。情感与态度目标在课堂氛围和学生投入度上得到充分体现，学生们表现出极高的热情和难得的耐心，小组合作有序。科学思维与元认知目标的达成更具差异性，观察记录环节完成较好，但“基于证据的归因”和“深度反思”仅在一部分学生中显现，这符合三年级学生的认知发展水平。反思内心独白：“看到孩子们屏息凝神刷叶脉的样子，我知道‘耐心’这门课，他们正在体验中学习。”  （二）教学环节有效性评估。导入环节的实物展示和问题情境创设成功激发了全体学生的兴趣，驱动性问题明确。新授环节的五个任务构成了逻辑清晰的认知与实践阶梯。“任务二”的现场煮制和原理比喻是难点突破的关键，生动的比喻（温和的清洁剂）有效降低了理解门槛。“任务三”的刷制是技能核心，预设的分层支持策略（半成品、步骤图、个别指导）发挥了重要作用，但巡视中发现，仍有约20%的学生在力度控制上需要反复、手把手地纠正，预设时间稍显紧张。巩固训练的分层设计满足了不同进度学生的需求，挑战性任务吸引了部分优生课后继续探究。小结环节引导学生从“做”上升到“学”与“思”，但部分学生沉浸在作品成功的喜悦中，反思深度不足。互动语言如“给你的叶脉书签起个名字吧？”、“你觉得这片叶子最难刷的是哪个部位？”，有效促进了学生的个性化表达与深度参与。  （三）对不同层次学生的表现剖析。动手能力强、观察细致的学生（A类）不仅是制作快手，还主动承担了小组内的小老师角色，并能提出拓展性问题（“老师，可以用树叶的茎来做吗？”）。对于他们，课