STEM项目“未来口罩”案例简介

邹婷

摘要“未来口罩”项目是在“疫情”背景下，针对口罩的性能缺陷进行优化和改进，并安排8个课时具体展开，即：组建小组，明确任务;问卷调查，知识储备;构思方案，设计“口罩”;了解特点，“购买”材料;制作口罩，测试效果;检测迭代，解决问题;组间交流，多维评价;细谈收获，总结反思。通过指导学生设计制作具有一种或多种性能优势的口罩，提高学生综合运用所学知识，解决生活中实际问题的能力。

关键词项目化学习;项目案例;解决问题

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.36.042

Introduction to the Case of STEM Project "Future Mask"

ZOU Ting

（Hangzhou Xiaoshan District Yaqian Town No. 2 Primary School，Hangzhou，Zhejiang 311209）

Abstract：Under the background of "epidemic situation"，the "future mask" project optimizes and improves the performance defects of masks，and arranges 8 class hours，that is，set up a team and clarify the tasks;Questionnaire survey，knowledge reserve;Conceive the scheme and design the "Mask";Understand the characteristics and "buy" materials;Make masks and test the effect;Detect iterations and solve problems;Inter group communication and multi-dimensional evaluation;Talk about the harvest，summarize and reflect. By guiding students to design and manufacture masks with one or more performance advantages，students can improve their ability to comprehensively use their knowledge and solve practical problems in life.

Keywords：project-based learning;project case;solve the problems

疫情期間，口罩成了人人必备的物品，不同的口罩适合不同的人群，但几乎每种口罩都存在它的不足：如透气性好的口罩往往防护性较弱，而防护功能好的口罩舒适性又较差。能否设计制作出同时满足防护性和舒适性的口罩？未来的口罩应该能满足不同人群的不同需求，并兼具舒适和美观。发挥学生的设计天赋，开发出一款具有一种或多种优势的口罩，将成为可能。

1教学目标

了解口罩的结构，认识不同材料，知道组成口罩的各部分材料。

知道根据不同材料的特性，选择合适的材料制作符合要求的口罩。

通过设计制作口罩的活动，学习“明确问题→提出可行的解决方案→选择解决方案→制作模型→测试模型→改进设计”的设计思维。

在真实的情境下感受工程设计不仅是制作合格的产品，还涉及产品的功效和成本等相关内容。

通过项目式学习，增强团队分工合作的能力，培养工程思维。

2教学准备

准备记号笔、直尺、圆规、棉布、纱布、雪纺布、普通无纺布、熔喷布、法兰绒布、活性炭布、保鲜膜、布带、针线、塑料鼻梁条等。

3课程安排

为了了解学生的认知水平，确保项目的实施效果，开课之前教师应组织课前调研“未来口罩”这一项目指向小学中、高年级学生（四、五、六年级），主要从知识基础、生活经验和实践困难等几方面进行调研。针对调研结果，我们对项目和课时做了如下安排（见表1）。“未来口罩”项目共安排了8课时。

4项目实施过程

4.1第1课时：组建小组，明确任务

本课的目标是凝聚小组成员的力量，一个具有较强凝聚力的小组是课程顺利进行的核心，也是我校开展STEM课程的亮点。在这一课中，全班同学被分成6～8个小组。通过“为小组取一个有意义的名字、设计一个寓意深刻的队标、制订一份小组公约”等活动增强小组的“向心力”。组建一个凝聚力强的小组，可以在项目开展的过程中，迎难而上，互相扶持。

在项目开始之前各组商讨制定好小组公约（如图1），约定好项目开展过程中应遵守的基本原则，可以使小组中每个成员的效用最大化，而且可以有效避免项目合作过程中各方面产生的摩擦，提高小组凝聚力。

在项目开展的过程中，每个小组进行具体分工（分工明细见表2），确保每一个组员在项目中充分发挥自己的才能，并形成合力。

4.2第2课时：问卷调查，知识储备

教师事先准备好口罩知识的问卷小调查，通过调查问卷，知晓学生们对口罩的前认知。然后，依据前认知选择好“口罩知识卡”，供学生自主阅读，学习口罩相关知识，为后续活动做知识储备。

4.3第3课时：构思方案，设计口罩

在了解了口罩基础知识的前提下，各小组开始构思“未来口罩”的外形、作用和所需材料。各小组展开头脑风暴（如图2），确定所要设计口罩的一个或多个优势性能。

通过上一环节组员间的头脑风暴，各小组对“未来口罩”都有了自己的设想，接下来的主要任务就是要根据大家的设想，设计出“未来口罩”的详细图纸（如图3），由“设计师”负责绘制，作为实施制作的蓝图，后面的设计应当以设计图为依据。

4.4第4课时：了解特点，“购买”材料

针对需要用到几种并不常见的材料，教师专门设计了材料册（见表3）。通过材料册，了解制作口罩的各种材料的不同特点和作用。开始构思“未来口罩”的外形、作用和所需材料。

学生根据设计需要和不同材料的特性、价格，适当考虑材料成本，选择“购买”适当的材料。在这个过程中，教师应提醒学生考虑材料成本这一因素，并作为后面评价环节中的一个考量。这样做的目的是让学生在项目进行时有成本意识，学会充分合理地利用每一份材料，不浪费。

4.5第5课时：制作口罩，测试效果

“购买”好材料之后，学生根据设计图，制作符合自己小组构思的口罩。在制作过程中，组员们相互配合完成打样、裁剪、缝制等环节。

初步完成的口罩，进行分步测试，并把测试的情况按照效果依次在检测表（见表4）中打分，作为后面改进口罩的依据。

4.6第6课时：检测迭代，解决问题

对上一课时制作的口罩进行三个项目的检测打分，目的是发现存在的问题，继而针对发现的问题进行改进，不断迭代，直到问题基本解决，做出小组所设计构思的“未来口罩”。

在这个过程中，通过多次检测、多次改进，尽量使制作出的口罩具备小组最初设计的优势性能。在这个过程中，学生经历不断“试错”，不断改进，或许最终也无法实现小组最初所构思的“未来口罩”。然而，学生经历了这样一个过程，会更加深刻地认识到研发一件新产品的不易，这一收获是比单纯的一个作品更有价值的。

4.7第7课时：组间交流，多维评价

这一课时主要包括两个环节。第一环节是“发言人”对本小组“未来口罩”的设计理念、构思和成品的介绍展示，让其他小组对本小组的产品有基本的了解。第二环节是評价，评价分为组内评价（见表5）、组间评价和教师评价三部分。

4.8第8课时：细谈收获，总结反思

经历了项目的构思、设计、选材、制作、迭代、评价交流的整个过程，组员们对项目式学习有了一个详细的了解，也一定有很多收获和反思。本课中，组员们以小组为单位对这一项目学习进行总结，讨论、分享在项目开展的过程中遇到的问题、小组合作中最记忆深刻的情景和最有价值的事件等。

5评价方法

5.1组内评价

项目式学习过程中都是以小组合作的形式开展的，为提高小组合作的效率，设置组内成员自评和互评。

5.2组间评价

在展示交流环节，“发言人”对自己小组的设计思路、制作成本、制作过程、产品亮点进行详细介绍，目的是吸引其他小组成员的目光，收获更多投票。每位同学有一票，可以投给其他小组。

5.3教师评价

教师针对各小组的设计意图、合作情况、制作过程、产品介绍等环节给予全面性的评价，对各小组在项目开展过程中表现出来的问题或亮点给予建议或肯定，引导学生学会思考总结“功过得失”。

6教学反思

尽管有的小组最终也无法做出符合设计要求的口罩，但正是这样的经历，让学生切身体会了科学研发的不容易。在参与本项目的过程中，学生积极性较高，在头脑风暴、设计、制作、改进等环节中能灵活开动脑筋，努力动手实践，实现小组协作，真正体验了一次STEM项目式学习。

本项目在实施前已经做了较为充分的准备，但是在具体实施过程中还是遇到了一些问题：

第一，教师的STEM项目式教学的经验不足。作为普通一线科学教师的我在这方面的知识储备、教学方法等都还有欠缺。为不断打磨项目课程，迫切需要STEM领域专家的指导。

第二，教师团队合力有待加强。STEM项目式教学步骤多、涉及面广，尤其是在前期策划、学情分析和材料准备等阶段，绝对不是一个教师所能做好的，一定要有一个团队，共同谋划，互相协助。

第三，STEM课程体系亟须优化和完善。明确一个主题，确立一条主线，把一个个孤立的项目组织成课程体系将更能满足学生项目式学习的需求，更能为学生全方位发展搭建良好的平台。

我相信经过不断的提炼和总结，我们的STEM项目式教学的水平会越来越高。

参考文献

[1]夏雪梅.项目化学习的实施策略[J].湖北教育（教育教学），2019，10：8-9.

[2]夏雪梅，崔春华，刘潇，等.学习素养视角下的项目化学习：问题、设计与呈现[J].教育视界，2020，10：22-26.

[3]赵茂军.大概念统整下的科学学科项目化学习实践探索——以“制作救援车”项目为例[J].教育科学论坛，2021，28：52-54.