STEAM课程《风力小车》对学生创新设计能力的培养

（浙江杭州江南实验学校 浙江杭州 310052）

在本文中具体阐述的课例为技术与工程领域的一门拓展课，基于教科版教材五年级上册第四单元第八节《设计制作一辆小赛车》的基础上，让学生在课堂上发挥自己的创造力，现场制作一辆以环保能源风力作为动力的小车。

一、技术和创新能力提升的需求

《小学科学课程标准》中指出，科学是一门基础教育阶段中具有基础性、综合性和实践性的学科，其总目标是为了提升小学生的科学素养。本次课堂上所设计的活动强调能体现探究、创新和设计的要求。能通过创新来引出设计，通过设计升华探究、继而通过探究来改进设计。

对于学生个体而言，现在的学生越来越不会按照预先设定好的方式去完成一个学习任务，或是按照书本上的实验操作方法去完成一个实验。总会有学生思考如何用不同的方法来达成学习目标，这就是基于学生好奇心和创造能力的条件下，充分调动自身的思考，如“怎样做才能做得更好，怎样设计才更有新意”等想法。这些想法，就是2017《课标》新增的技术工程领域当中所强调的“科学的核心是发现，技术的核心是发明、工程的核心是建造”。

二、技术与工程领域创新能力在小学科学教学中的体现

1.通过设计来培养学生创新能力

创新能力的培养离不开创新意识的培养，创新意识是创新能力的基础。在小学科学课堂中培养创新能力，应当建立在学生生活经验的基础上，进一步调动学生的感官和实践能力，通过小组合作或者同伴讨论的方式，进行可行度高的再创造。在《新课标》中提出，对五年级学生而言，“应当能利用文字与图案、绘图或者实物等形式，来表达自己的创意与构想。”因此在这节课上，需要绘制设计图并配以文字说明的形式将自己的创意表达出来同全班同学交流。

图一

图二

上图中分别为同一个小组在设计过程中呈现的两张照片，首先设计出图一的风帆样式，随后小组同学发现四边形不稳定，便又在四个角上加上三角形样式，使得风帆更加稳固。

2.将设计转变为实物的过程中技术素养的提升

小学科学课堂中，应当始终坚持“学生为主体”的教学原则，把课堂交还给学生。《新课标》除了又一次强调学生是主体以外，又给出建议“不要将探究性学习作为唯一的科学学习方式。”教师不应当只局限于教材中的内容，而是要在学生的生活基础上，进行适当的扩充延伸，让学生的思维能得到充分得发散。在《风力小车》这节课中，学生以自己的设计图为模板，充分利用固有的材料，将自己的创意转变成一个个作品。在实践的过程中，学生们会不断遇到问题，但他们能通过同伴之间的交流或者求助老师来及时得到解决。如有的小组发现帆在小车上无法固定，非常容易倒，马上就有同学提出数学中所学到的三角形是最稳定的结构，在容易倾倒的位置固定出三角形结构使得船帆更加稳固。

图三：该小组完成后的成品帆车

除了探究性学习和实践学习以外，教师还应当掌握更多的教学方法，来充分调动学生的思维积极性。适当开展竞赛活动，更加有利于学生在课堂学习中保持一种紧张的状态，有利于学生创新思维的开展。在本节课中，实践活动之前就同同学们介绍帆车制作完成后有一个竞赛“比一比谁的小车开得更远”。紧抓学生兴趣，充分调动学生的积极性。

3.课堂内的系统性工程

在《风力小车》这节课中，学生可以从很多地方来发现问题，如在最开始的图纸设计中，让数个小组带着自己的设计图同大家分享一下设计理念以及这样设计的优点。其余学生在听这些同学汇报时会思考“为什么他们组要设计成这样的形状，有什么优点，这些创意能否运用到我们自己小组的设计中。”

有的小组在讲设计图转变为实物的过程中会遇到多种多样的问题。只有在解决这些临时出现的问题后，才能将实物顺利地呈现出来。

《新课标》中提出，对于五六年级的孩子而言，“需要考虑可利用的条件和制约因素，来对产品进行完善。”这里的完善，除了在设计和制作中外，更需要关注的是实物呈现后的评价。在本节课课堂上，设计了小车制作完成后的竞赛，让每一组的小车都来尝试一下能跑多远。有些在设计和制作中均没有发现的问题，在实际运用中能更直观得体现出来。如若时间允许，可直接在课堂上进行改进，也可以在课后继续进行改进。

学生在观察、实践中去发现问题，通过不断地思考去解决问题，有助于提高学生们的创新能力。小学科学课堂中，要注重系统性的设计，让学生在动手实践后能进行多次评价、完善。