2025-2026学年小学steam课程教案

2025-2026学年小学steam课程教案科目Xx授课班级Xx年级授课教师Xx老师课时安排1授课题目Xx教学准备Xx课程基本信息：课程名称：小学科学“桥的承重设计与测试”STEAM课程

教学年级和班级：四年级（3）班

授课时间：2025年10月20日（星期二）上午第二节

教学时数：45分钟（1课时）核心素养目标：二、核心素养目标通过“桥的承重设计与测试”STEAM活动，引导学生形成“结构决定功能”的科学观念，发展基于数据比较影响因素的科学思维，提升材料选择、结构优化的探究实践能力，培养合作设计、动手测试的工程意识，体会科学知识与生活实际的联系，激发创新思维与严谨求实的科学态度。学情分析： 三、学情分析四年级学生处于具体运算阶段，能进行逻辑推理但需具体实例支持。知识方面，已掌握基础科学概念如力、材料性质，课本中涉及桥梁结构相关内容，为课程奠定基础。能力上，动手操作能力强，能参与简单设计和测试活动；科学探究能力在发展中。素质方面，好奇心强，创新意识提升，合作意识增强。行为习惯上，注意力持续时间有限，喜欢互动和游戏化学习，课堂参与度高。对课程学习的影响：课本关联性强，能巩固已有知识，激发学习兴趣，但需活动设计生动以维持注意力和促进深度理解。教学方法与手段：教学方法：1.实验法，引导学生动手搭建桥梁模型并测试承重；2.讨论法，组织小组分析课本中的桥梁结构案例；3.任务驱动法，通过设计挑战激发探究兴趣。

教学手段：1.PPT展示课本桥梁结构与承重原理；2.视频演示材料强度对比实验；3.实物模型辅助讲解课本中的结构设计要点。教学流程：1.**导入新课（5分钟）**

展示课本P42-43的桥梁图片（赵州桥、长江大桥），提问：“为什么不同桥梁造型不同？它们如何承受重量？”引导学生观察课本中桥梁结构差异，联系生活实例（如学校附近天桥），激发探究兴趣。明确本课任务：设计并测试纸桥承重能力，验证课本“结构决定功能”的核心观点。

2.**新课讲授（15分钟）**

（1）**知识点解析**：结合课本P44“桥梁的承重原理”，讲解梁桥、拱桥、斜拉桥的受力特点，重点分析三角形结构稳定性（课本P45图示）。

（2）**结构设计要点**：通过课本P46案例，说明桥面、桥墩、支撑点的协同作用，强调“材料厚度影响承重”的结论（引用课本实验数据）。

（3）**材料选择依据**：对比课本P47表格，分析纸板、吸管、木棍的承重差异，引导学生理解“材料强度与结构设计同等重要”。

3.**实践活动（15分钟）**

（1）**模型搭建**：分组用A4纸、吸管、胶带搭建纸桥，参考课本P48“动手做”步骤，要求包含至少一种课本提及的结构（如三角形支撑）。

（2）**承重测试**：用硬币（每枚5g）逐步加压，记录桥面变形数据（模仿课本P49实验记录表），重点观察桥墩与桥面连接处。

（3）**数据对比**：比较不同组设计（如拱形vs平直桥），分析承重差异，验证课本“拱形分散压力”的结论。

4.**学生小组讨论（5分钟）**

（1）**结构设计**：举例回答：“我们组用三角形桥墩，因为课本P45说三角形最稳定。”

（2）**材料选择**：举例回答：“选硬纸板做桥面，课本P47显示它比普通纸承重高2倍。”

（3）**优化方案**：举例回答：增加桥墩数量，参考课本P50‘多跨桥梁’案例分散压力。

5.**总结回顾（5分钟）**

梳理核心知识点：结构稳定性（三角形）、材料强度、承重原理（课本P51结论）。重难点突破：通过实验验证“拱形>平直桥”的承重差异（如A组拱桥承重30g，B组平直桥仅15g）。布置作业：用课本P52方法测试家庭物品（如书本）堆叠结构承重，下节课分享。

**总用时**：5+15+15+5+5=45分钟

**重难点体现**：新课讲授中通过课本案例强化理论，实践活动通过数据对比验证结构设计对承重的影响，讨论环节紧扣课本知识点，确保学生理解“科学设计需结合原理与实践”。教学资源拓展：拓展资源：

1.推荐阅读《桥梁工程启蒙》儿童版书籍，书中详细讲解梁桥、拱桥、斜拉桥的结构特点，包含课本P42-43提到的赵州桥和长江大桥案例，并附有承重原理图解，帮助学生理解课本P44“桥梁的承重原理”。

2.介绍《科学探索》纪录片片段，展示不同桥梁的建造过程和承重测试，如课本P45三角形结构稳定性演示，以及课本P47材料强度对比实验，视频时长约10分钟，适合课堂延伸观看。

3.提供桥梁模型实验套件，包含纸板、吸管、胶带等材料，参考课本P48“动手做”步骤，学生可搭建课本P50提到的多跨桥梁模型，并记录课本P49实验数据表。

4.建议使用《小学生科学实验手册》，其中包含桥梁承重测试案例，如课本P51结论验证，通过硬币加压实验模拟课本P52家庭作业方法。

5.推荐科学杂志《少年发明家》中的文章，聚焦桥梁结构优化，如课本P46案例中的桥面与桥墩协同作用，提供实际应用实例。

拓展建议：

1.阅读建议：学生课后阅读课本P42-51章节，重点标注桥梁结构类型和材料特性，并绘制课本P45三角形结构示意图，加深对课本P44承重原理的理解。

2.动手实践：使用家中材料（如A4纸、吸管）搭建课本P48中的纸桥模型，模仿课本P49实验记录表，用硬币测试承重，比较课本P47表格中不同材料的承重差异。

3.观察记录：观察学校附近的桥梁（如天桥），记录其结构特点，如是否为课本P46提到的拱形或梁式结构，并拍照或画图，分析课本P50多跨桥梁案例的适用性。

4.数据分析：整理测试数据，计算课本P51结论中的承重比值，如拱桥与平直桥的承重对比，验证课本P44“结构决定功能”的核心观点。

5.创新设计：基于课本P52家庭作业，尝试用书本堆叠不同结构（如三角形支撑），测试承重能力，并撰写简短报告，提出课本P46案例中的优化方案。板书设计：①桥梁结构类型

梁桥（课本P42）、拱桥（课本P42）、斜拉桥（课本P42）

三角形稳定性（课本P45图示）

②承重原理核心

结构决定功能（课本P44结论）

桥面-桥墩-支撑点协同（课本P46案例）

材料厚度影响承重（课本P46）

③实验关键结论

拱形>平直桥承重（课本P51数据）

硬币加压测试方法（课本P49）

材料强度对比表（课本P47）教学评价：1.课堂评价：通过提问课本P42-43桥梁结构类型（如梁桥、拱桥、斜拉桥特点），观察学生实践活动中的模型搭建是否参考课本P48步骤，测试承重时是否按课本P49方法记录数据。提问承重原理（课本P44“结构决定功能”），观察小组讨论中是否能结合课本P45三角形稳定性、P47材料强度表分析原因。通过测试环节，检查学生是否验证了课本P51“拱形>平直桥”的结论，及时纠正操作偏差（如桥墩连接不牢固）。

2.作业评价：批改课本P52家庭作业，重点检查学生是否应用课本知识，如记录材料特性（课本P47表格）、结构类型（课本P42-43），数据分析是否体现课本P51承重对比结论。点评时肯定正确应用课本原理（如三角形支撑）的作业，指出需改进处（如忽略课本P46桥面与桥墩协同作用），反馈中鼓励学生继续结合课本案例优化设计，强化“科学知识指导实践”的意识。反思改进措施：（一）教学特色创新

1.通过STEAM课程整合，将课本P42-52的桥梁结构与承重原理转化为动手实践，学生能直观验证“结构决定功能”的核心观点，提升知识应用能力。

2.小组合作设计活动，结合课本P45三角形稳定性和P47材料强度表，促进团队讨论课本知识点，培养工程思维与创新意识。

（二）存在主要问题

1.教学时间管理：45分钟内完成导入、讲授、实践、讨论和总结环节，时间分配紧张，导致实践活动深度不足，影响学生对课本P51承重结论的验证效果。

2.学生参与度不均：部分学生在小组讨论和实验中积极性低，未能充分结合课本P46桥面与桥墩协同作用案例进行探究，影响整体学习效果。

（三）改进措施

1.针对时间管理：优化导入环节，直接聚焦课本P42-43桥梁类型图片，减少冗余讲解，确保实践活动有充足时间测试承重，强化课本P49数据记录方法。

2.针对参与度：设计角色分工任务，如指定学生负责课本P47材料对比表分析，确保每位成员参与讨论，结合课本案例深化理解。课后拓展：拓展内容：

1.阅读《桥梁工程启蒙》儿童版第3章“生活中的桥梁”，重点分析课本P42-43提到的赵州桥和长江大桥结构特点，结合课本P44“承重原理”图解，理解不同结构如何承受重量。

2.观看《科学探索》纪录片“桥梁的奥秘”片段（约10分钟），记录视频中斜拉桥的受力方式，对比课本P45三角形稳定性实验，思考斜拉桥中钢索的作用。

3.使用《小学生科学实验手册》中“纸桥承重挑战”案例，参考课本P48-49步骤，用家中A4纸、吸管搭建模型，测试不同结构（拱形、三角形支撑）的承重差异。

拓展要求：

1.完成课本P52“家庭作业”：用书本堆叠不同