融入STEM教育理念的“玩中学”

蔡瑞

在小学科学教科书的技术与工程部分中，多节设计与制作类型的课体现了STEM教育理念。可是具体怎么实践，课本中没有详细指导，这给广大喜欢STEM教育的教师们带来了一定的困惑。笔者通过几个“玩中学”案例展示如何使用STEM多学科相互交融的教育理念上好技术与工程部分科学课，促进学生各学科的融合发展。

“玩中学”之一：纸船载硬币，挑战不可能

目的：把一张A4纸折成船形，能承载几个一元硬币？纸张会渗水又那么薄，和A4纸相比硬币挺重的，肯定承受不了几个——如果这么想，那你就大错特错了。

材料：A4纸，一元硬币

玩法：根据比赛规则，每个小组限2张A4打印纸，在现场完成2艘纸船的制作，纸张只能采用折叠的方式，不能使用其他材料。准备一定数量的一元硬币。比赛时把纸船放入水中，选手往纸船里放一元硬币，每次只能放1枚，一旦纸船进水，停止摆放硬币，统计纸船承载硬币的数量。比赛限时20分钟，每个小组允许有两次机会，取载重多的一次作为最终成绩。

比赛中，同学们发挥各自的聪明才智，将A4纸折成各种各样的纸船，有的纸船像一只扁纸盒，目的是尽可能扩大船的受力面积，有的纸船船底折成了瓦楞纸状，据说这样结构的船入水不易散架。另外，放硬币的顺序和速度也很重要，从外圈到里圈放硬币，纸船下沉的速度要慢一些，放硬币的速度越快硬币数量也越多，当然放的时候一定要轻柔平放。

同学们多次认真尝试，一次次地改造方法，精益求精。比赛不仅锻炼了学生的动手能力，更重要的是培养了他们的科学思维，让其体会到了创新、探究的重要性。

“玩中学”之二：象棋叠叠乐

目的：亲历探究过程，“玩中学、做中学”，感悟科学探究的乐趣。

材料：普通象棋

玩法：限时20分钟完成。象棋叠高塔活动底部只能放一颗象棋子，不能采用底层先放好几颗再抽取的方法;第二层起个数不限，不借助任何辅助材料，向上叠加象棋子，搭到主体部分倒塌为止，以叠的象棋子总数多少取胜。

意义：怎样的结构更加牢固？怎样才能叠得更多？这需要反复进行探究，整个活动过程中不时会响起象棋子跌落的哗哗声，但掩盖不住那此起彼伏激动欢快的欢呼声。结果不是最重要的，重要的是孩子们可以亲历探究过程，“玩中学、做中学”，感悟科学探究的乐趣。

“玩中学”之三：做琥珀

目的：了解有关琥珀的知识，通过亲手做琥珀的活动，锻炼学生的动手能力，在不断改进制作技巧的过程中培养创新精神。

材料：松香（约2公斤）、酒精灯、石棉网、蒸发皿、三脚架、大头针、尖嘴钳、小昆虫（或其他小物品）、火柴盒（或其他小容器）

玩法：1.组装装置;2.加热松香;3.夹取蒸发皿;4.冷却成形。

制作秘诀：

1.松香里不能加水，也不能使用新鲜树叶，以免飞溅。

2.用模具做琥珀，先倒入一部分松香，等稍微冷又不凝固时，用大头针戳住小昆虫，插入松香内固定，再把松香倒满容器盒，拔出大头针。

3.放置一定时间，直至松香凝固，取出標本。

4.移到火焰边进行微烤，使其更加圆滑，防止烫伤。

意义：琥珀是一种化石，是千万年前松树流出的松脂，经过地壳的变动而深埋地下，并逐步凝结成的天然化石。琥珀的颜色大部分是金黄色的，内部常包含有各种昆虫，如蜘蛛、蚂蚁、蚊虫及种子、炭化的树叶等。让孩子们体验、感受千万年琥珀之美。

“玩中学”之四：鸡蛋撞地球

目的：学习应用创造性思维方式去选择解决问题;尝试动手动脑相结合的创造方式。

材料：两片厚一点的“减震泡沫”，就是买电器时和厚纸箱分隔的那些白色的东西，需要精心挑选一下;一块布，要足够大，如果有DIY要求可以用颜色条纹很多的布，很漂亮;几颗图钉;宽透明胶带。

玩法：具体玩法需要孩子们自己动脑动手，有创新。

玩法参考：在两片厚的“减震泡沫”中间各挖出半个鸡蛋的轮廓。一定要小心，它是保护鸡蛋最关键的地方，决定活动的成败。不要有空隙，最好要紧紧卡死。把鸡蛋放在其中，最后用宽胶带绑紧。

意义：通过动手动脑寻找有效的办法，反复将鸡蛋“撞”向地球，在玩的过程中感受科技的魅力。

“玩中学”之五：放飞水火箭

目的：水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具，可以培养学生学习物理的兴趣，而其中蕴含的物理原理是了解物理中力学的重要基础。

材料：2～6个2.25L的可乐瓶，剪刀、单面刀片、木塞、球类气针、圆珠笔芯、订书机、双面胶、彩色装饰纸、桌布等轻便不透风的材质（具体制作方法可以在网上查询）

水火箭发射方法：1. 调控水量，最佳用水量约为火箭容气空间的1/4到2/5之间。2. 发射角度为水平方向飞行，由于空气的阻力，发射的最佳角度在50到55度之间。意义：制作水火箭寓教于乐，是深受广大青少年喜爱的科普活动。可以让学生直观了解导弹和运载火箭发射升空、回收的过程，了解导弹的飞行与飞机的飞行原理及不同点。让广大青少年了解航天科技，热爱航天科技，为国家航天事业培养、造就、输送优秀人才。

回顾这五个教学活动设计：首先通过情境引发学生产生强烈的参与制作活动的动机;其次实验揭示活动的原理（体现科学），再以动手实践进行活动设计（体现数学），然后各小组根据自己的设计利用工具进行制作加工，落实自己的设计（体现技术）;最后将自己的作品应用体验于生活（体现工程）。整个设计通过科学、数学、技术、工程四门学科的融合，让学生体验享受完整的STEM活动过程，并引导学生对活动过程进行抽象、概括，继而形成“技术”和“工程”的主要概念，完成课标要求。