一桥一课程，一课一情怀

沈雅飞

摘 要：在《义务教育科学课程标准》实施和STEM拓展性课程方兴未艾的背景下，积极开发基于教材的STEM拓展性课程，从研发教具学具、制定课程纲要到研究拓展性课程实施的策略、措施，推进《桥梁工程师》课程向纵深发展。不仅深耕课堂，做深探究，还大胆尝试了项目式学习方法和学科融合的策略。通过“桥梁工程师”课程，发展了孩子的动手实践能力和创新能力，培养了孩子的探究精神，提升了孩子全方位的科学素养。

关键词：拓展性课程;探究;科学素养;项目式学习;学科融合

课程起源

《桥梁工程师》是基于教科版小学科学六年级上册《形状与结构》单元教材而开发的拓展性课程。本单元教材涉及对平桥、拱桥、悬索桥以及各种复合桥梁的研究。但许多实验受制于实验器材的限制，无法便捷而深入地开展实验探究。本拓展性课程，借助“桥梁工程师”教具的研发，变浅层次的体验为深层次的探究，让学生化身为小小桥梁工程师，自主探究发现各种桥梁的受力特点。《桥梁工程师》拓展性课程的开发，不仅顺应了当下拓展性课程开发的时代潮流，对于小学科学新课标中“工程与技术”（STEM）领域目标的培养来说，更是非常有价值的学习资源。

课程开发

一、教具开发

《桥梁工程师》拓展性课程的开发与实施，是以“桥梁工程师”教具的开发为支撑，教具是本拓展性课程的灵魂与核心。为解决教材实验的难操作、难体验这一实际问题，我们从教具的开发入手，遵从“教学性”“科学性”“创新性”“探究性”“启发性”“多元性”等开发理念，最终开发出一套积件式教具，旨在发展孩子的动手实践能力和创新能力，培养孩子的探究精神及工程和技术方面的科学素养。

1.积件式，功能多元，涵盖整个单元教学

本教具的主件是活动式桥梁基座，积件含有积木、垫圈、桥面、吊索、主缆、金属扣、各种形状的纸等10余种。该教具具有很大的通用性、便捷性和灵活性，可以开展平桥、拱桥、悬索桥、廊桥以及各种复合桥梁的探究，涵盖本单元中4篇课文总计14项探究活动。特别在“悬索桥”主题拓展课的开发与实施中，对于激发学生的探究欲望和创新精神，发展学生的实践探究能力，具有非常重要的意义和价值。

2.拼搭式，边玩边学，符合学生学习特点

本教具采用了拼插式积木为桥梁的主构件，让孩子通过积木拼搭来建构桥梁模型。拼搭积木是每一个孩子都喜闻乐见的学习方式，而且让孩子在玩中学科学，更符合儿童脑科学发展理论，可以提高孩子的学习兴趣和学习效率。同时，本教具色彩明丽，符合孩子的学习需求和探究心理，能较好吸引孩子的学习兴趣和探究欲望。

3.探究式，动手动脑，发展孩子科学素养

教科版小学科学六年级上《各种各样的桥》，用文字介绍+模拟体验的方法，帮助学生认知悬索桥的结构特点。这个模拟体验的实验往往容易被老师忽略，学生就算体验了，也往往是一知半解，无法对悬索桥的结构特点有较深刻的理解。本教具的产生，解决了实验器材的瓶颈，突破了教学难点，激发了孩子的探究欲望，发展了孩子的科学素养。

二、制定纲要

结合教材内容和教具特色，我们制定了《桥梁工程师》拓展性课程的课程纲要，确定了课程目标，设计了拓展性课程的内容，并设计了相应的课例。

（一）课程目标

科学概念：认识平桥、拱桥、悬索桥、廊桥等桥梁的结构及承重特点。

科学探究：借助“桥梁工程师”模型，通过拼搭操作，学会模拟建构各种桥梁，并认识各种桥梁的主要结构特点;通过实验探究，发现平桥、拱桥、悬索桥、廊桥等桥梁承重特点;能依据特定情境和具体条件，积极寻求有效的问题解决方法，并能多角度、辩证地分析问题，最终做出合理的选择和决定。通过团队合作尝试解决问题。

科学态度：激发对桥梁研究的兴趣，萌发做一名未来桥梁工程师的梦想;在解决问题的过程中，形成实证意识和严谨的求知态度。

科学、技术、社会与环境：明白一项桥梁工程蕴含着科学技术等方面的知识和原理，一项重大的桥梁工程可以改变我们的生活，对我们生活具有重要的影响和意义。感受中国桥梁文化及桥梁发展史。

（二）课程内容

课程实施

“桥梁工程师”拓展性课程的实施以课内教学与课外拓展相结合，做深课内教学，做宽课外实践。

一、深耕课堂，做深探究

以拓展性课例《悬索桥》为例，本拓展性课例源于教材、基于教材而高于教材，课堂中结构化的自制教具、有梯度的教学引导，有深度的教学设计，为发展学生的科学精神，创设了非常有价值的学习资源。

（一）结构化的自制教具——激发勇于探究意识

本课例，“桥梁工程师”模型是一根定海神针，激发出孩子强烈的探究欲望和探究热情。“桥梁工程师”教具变浅层次的体验为深层次的探究，通过弹簧秤测出主缆受力大小，用具体的数据来理解悬索桥各主要构件的力学原理。孩子在动手动脑、拼拼搭搭中，主动发现问题并解决了问题。

（二）有梯度的教学引导——发展理性思维能力

本課例通过创设具体的问题情境，借助有梯度的教学引导，步步为营，引导孩子通过实验探究、搜集数据、科学论证。并借助有创意的立体板书，帮助孩子理顺了悬索桥设计中的工程技术问题，澄清了科学原理，形成了清晰的逻辑思维。

（三）有深度的教学设计——提升批判质疑能力

本课例通过聚焦矛盾，引发认知冲突，焕发学生的问题意识和深度思考。在多种解决方案面前，能独立思考、独立判断;能多角度、辩证地分析问题，最终做出决策。

二、项目学习，拓展实践

基于项目的学习，是在STEM教育理念指导下，以课堂教学为主阵地，以项目化学习内容为载体的一种教学形式。项目化学习能够更好地实现不同学科的融合，有利于培养学生自主学习能力、小组合作意识、实践操作技能等。

例：《桥梁工程师》拓展性课程之《我心中的桥》

第一阶段：项目启动，设计方案（科学课）

我们抓住2017年钱塘江大桥建成通车80周年这一时代背景，在杭州市中小学生科技节开展“我心中的桥”纸桥设计制作比赛的活动契机下，我们发动全体六年级学生积极参与到纸桥设计建造活动中。①初步设计：介绍活动背景和比赛要求，欣赏世界各地的桥梁建筑艺术，学生设计自己心中的桥，初步画设计图;②交流方案：从设计理念、可行性、工艺性等几个方面，参与者在班内对设计方案进行自我阐述;③成立团队：项目方案设计者招募合作伙伴，组成桥梁工程师团队，并对设计方案进行制作前的评估和改进。

第二阶段：设计制作，调试改进（劳技课）

在这一阶段，桥梁工程师团队进行桥梁模型的制作和完善。科学老师和劳技老师、美术老师启动合作模式。劳技教师对学生进行纸模制作的指导，美术教师给予工艺美术方面的指导，学生利用劳技课、美术课和课外时间，进行桥梁的制作和完善。

第三阶段：成果展示，互动评价（综合实践课）

在成果展评阶段，桥梁工程师团队分别展示并介绍“我心中的桥”作品。然后全班同学从承重、工艺、创意三个方面，通过测试和投票评选出“最佳桥梁设计奖”“最佳桥梁制作奖”和“茅以升”奖。最后，在学校宣传窗进行了“我心中的桥”纸桥模型主题展。我们还推荐优秀作品参加了市区级的“我心中的桥”比赛，其中学生的作品《荷桥》在萧山区科技节“我心中的桥”比赛中获优秀奖。

课程总结

《桥梁工程师》拓展性课程，基于国际流行的STEM理论，紧紧围绕技术与工程的培养目标，以拓展性课程的开发为契机，从“桥梁工程师”的角度，发展了学生的动手实践能力和创新能力，培养了学生的探究精神，提升了学生全方位的科学素养。

一、深层探究，发展素养

《桥梁工程师》拓展性课程，变浅层次的体验为深层次的探究，用数据说话。既突破了教学的难点，又发展了学生的动手实践能力和创新能力，培养了学生的探究精神。

二、拓展学习，培养兴趣

《桥梁工程师》拓展性课程，除了能动手动脑探究各种桥梁以外，还拓展了悬索桥、廊桥、纸桥等各种桥梁建筑的工程和艺术魅力，极大地激发了学生对桥梁探究的兴趣，发展了学生的工程和技术素养。

三、情感升华，筑就梦想

随着对桥梁工程研究的深入，学生对桥梁建筑的情感也在不断升华。当了解到舟山西堠门大桥是中国第一长的悬索桥，当知道更长的悬索桥还在不断超越当中，当老师问有没有可能在大陆和台湾之间建造一座悬索桥，学生的激情被唤醒了，做一名桥梁工程师的梦想也悄悄萌芽。在“我心中的橋”设计制作活动中，学生不仅欣赏了世界各地著名的桥梁建筑，感受到了桥梁工程和艺术的熏陶。还通过实际的设计制作，将美好的梦想和愿景付诸成实际行动，爱祖国、爱家乡、爱科学的情感得到了升华。

一桥一课程，一课一情怀。可以说，《桥梁工程师》不仅仅是一门课程，一个教具，更延伸为孩子憧憬未来桥梁科技的美好情怀！

编辑 王亚青