基于教材的工程类项目式学习活动与课程标准的联系

2021-01-21凌婧

教育信息化论坛 2021年11期

凌婧

摘要：以“改造风力计”项目式学习案例为例，探讨如何引导学生综合运用所学知识和身边的材料完成风力计模型的改造，以此测量风的大小，通过具体的数值反映出风速和风力等相关信息，在此过程中锻炼学生的合作交流能力，提高学生的创造力、批判性思维能力、工程思维及实践能力。此外，对该项目式学习活动与课程标准的联系进行了分析。

关键词：项目式学习活动;课程标准;改造风力计

一、项目研究主题

改造风力计。

二、项目任务

了解风力计，并尝试自己设计、制作一个能测出具体数值的风力计。

三、背景介绍

学生在学习完苏教版小学科学三年级下册第五单元“风向和风力”后，对风力的判断停留在“风级歌”的具体层面，或者是制作学具袋里的风力风向标模型去观测风力风向。但是这个模型只能初步指示风向，依靠视觉观察比较风力的大小，并不能明确测量出风力究竟有多大。故此，笔者设计了此项目式学习案例，希望通过该项目式学习，学生能综合运用所学知识和身边的材料完成风力计模型的改造，以此测量风力的大小，通过具体的数值反映出风速和风力等相关信息。笔者希望在此过程中锻炼学生的合作交流能力，提高学生的创造力、批判性思维能力、工程思维及实践能力。

四、项目与课程标准的联系

（一）与课程目标的具体联系

1.科學知识目标

（1）了解物质的基本性质和基本运动形式，认识物体的运动、力的作用、能量、能量的不同形式及其相互转换。

（2）认识人类与环境的关系。

（3）了解技术是人类能力的延伸，技术是改变世界的力量，技术推动着人类社会的发展和文明进程。

该项目联系课堂活动的期望表现：

（1）知道风车旋转产生的动能可以转换成电能进行测量;知道可利用风车风杯的转速代替风速的测量。

（2）知道改造风力计的工程是依据所学科学原理设计和改造简易风力计的活动;知道设计包括一系列步骤，完成一项工程设计需要分工与合作、需要考虑很多因素，任何设计都受到一定的条件制约。

（3）意识到科学技术的进步可以帮助人类利用更多更好的工具精确、便利、快捷地探索自然。

2.科学探究目标

（1）知道科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案，通过收集和分析信息获取证据，经过推理得出结论，并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点;能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题。

（2）初步了解分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法，发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力，以及运用科学语言与他人交流和沟通的能力。

该项目联系课堂活动的期望表现：

提出并界定问题：能够定义改进版风力计的约束条件和标准;确定测量风速的关键在于可以测量其他指标来代替风速的测量，如风杯转速。

前期研究：根据条件性材料联系已学知识，通过分析、比较了解几种转速仪的测量原理;能根据已学知识推理出可将风杯转动的动能转化成磁能、电能等进行测量。

设计方案：首先，将前期研究中心学习的信息转移到新风力计的改进设计中，使用工程设计流程（考虑项目问题、约束条件和产品标准）对改进版风力计的设计进行头脑风暴，并与小组中的其他人进行比较，利用他们的已有知识和资料评估每个创意是否能满足特定需求。其次，确定以绘图或表格的方式形成小组方案，进行课堂展示和评估。最后，完善设计解决方案。

制作模型：各小组根据修改后的设计方案进行有步骤的分工制作。

测试改进：小组各成员能根据标准和约束条件对模型进行测试与评估，全班针对各组制作的模型进行评分、提问、评价与建议，以确定哪种设计最能解决问题。最后，各组对自己的模型进行优化迭代。

3.科学态度目标

（1）对自然现象保持好奇心和探究热情，乐于参加观察、实验、制作、调查等科学活动，并能在活动中克服困难，完成预定的任务。

（2）具有基于证据和推理发表自己见解的意识;乐于倾听不同的意见和理解别人的想法，不迷信权威;实事求是，勇于修正与完善自己的观点。

（3）在科学学习中运用批判性思维大胆质疑，善于从不同角度思考问题，追求创新。

（4）在科学探究活动中主动与他人合作，积极参与交流和讨论，尊重他人的情感和态度。

该项目联系课堂活动的期望表现：

（1）小组成员能够自主分析问题，积极思考如何快速简便地测出风杯转速，不论个人想法是否正确，主动提出想法与质疑，聆听他人建议，重新审视自己的观点。

（2）小组成员能够合作默契地用画图和标注的方式进行方案设计，能突出创新点，并标出自己的疑问与困惑。

（3）了解一些问题总是有不止一个解决方案，所以比较、测试和交流是极其有益的。

4.科学、技术、社会与环境目标