林方军
湖北省十堰市柳林小学
摘要：本文是一篇以《搭支架》为主题的教学案例，案例中渗透和运用了科学教学中当下提倡的"做中学"和"stem"教学理念。力求在探索"先知而后行与先行而后知"；思维"复制"与"原创"等方面进行尝试，展现科学教学中科学、技术、工程、数学、美学等学科的融合与发展。
关键词：做中学；stem；胡萝卜高塔
"听过的，忘记了；看过的，记住了；做过的，掌握了。"没有亲身的体验，没有积极的活动，很多知识便如同"过眼烟云"，很难扎根在学生脑海中。当前"动手做"科学已经成为科学课堂的核心理念。Stem是一种以项目式学习、问题解决为导向的课堂组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机融为一体，以培养学生的创新能力及实际解决问题能力为重点。而《撘支架》这一课为融合"动手做与stem"理念提供了很好的教学主题。
苏教版五年级下册《撘支架》一课，需要学生以小组为单位，搭建一座既高又稳，承受力大的高塔。教材上的示例是以纸棒为基本材料来建造塔的结构，为了提高挑战的难度和趣味性，我们五年级科学教师决定让学生建造"胡萝卜高塔"。
上课开始，教师提出学习的任务与要求：搭建一座既高又稳，承受力大且美观的胡萝卜高塔。并组织学生认识所需要的材料与使用的工具：两头尖的牙签一包、小刀一把、胡萝卜2根、纸板一块。然后激发小组之间来进行一次学习竞赛，评选出"最佳合作团队"奖。但是，到底是老师先讲主要的技术要求，学生再制作；还是一开始就放手让学生自己去摸索，再总结经验加以制作呢。心中产生了两难选择，经过权衡，我们选择了后一种教学安排进行尝试。
生：跃跃欲试
师：你们打算怎么做？先做什么？后做什么？估计要注意哪些问题？
不同小组的学生发言时众说纷纭，基本都是凭空想象的乱猜。科学需要证据和实践依据，显然学生的回答都是底气不足的。所以，这时候学生最需要的就是希望自己亲手试一试，来验证自己的想法是否可行，思维是否周密。
师：不做具体的要求，也少做实际的方法指导，任由学生小组发挥各自的想象力，不受束缚的去尝试自己的高塔之旅。
生：开始自由的设计与创作。
学生在创作过程中思维与热情得到充分的激发与释放，有的小组在多次尝试之后获得了"自己很满意"的小小成功，"塔"犹如那即将直飞云霄的长征捆绑式火箭般高大挺拔，情绪高涨达到了顶点，课堂"放"到了极限。也有的小组作品其貌不扬且摇摇欲坠，面对自己的"杰作"，学生的情绪似乎低落到了低点，干脆去其他小组参观学习去了。
师：教师因势利导，鼓励小组之间相互参观学习，
生：在参观中长见识，取长补短。
师：请大家静心思考，你们在创作中有哪些好的经验与不足，在小组内交流形成共识。
希望经过3分钟的静思默想使学生对建高塔这个工程的认识有质的飞跃。
师：请各小组的汇报员汇报你们的收获，你们有哪些成功的经验或失败的启发？
组1：我们组的塔底座太简单了，就是一个四边形一直建上去，上下一样大，很容易倒,没有考虑塔应该满足上小下大、上轻下重的结构特点……
师：下一次创作时打算怎么改进？其他组的同学有什么好的办法帮助解决吗？
生：下次我们打算让底座由5个正方形组成，塔身建在正中心的正方形上，这样塔基是对称的，既美观又让下面重一些，提前做好设计并画好图。
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生：还可以把塔基设计成五边形，然后在中心加一个萝卜块，分隔成5个三角形，这样利用三角形稳定性好的原理......
组2:我们组的塔底第一层萝卜块直接用的圆形萝卜块，与桌面接触面积大，更加稳固……
组3：我们组的塔没建几层就开始歪了，再往上建就倒塌了，我们也不知道问题出在哪里？
师：有没有哪些同学遇到同样的问题？你发现问题的根源了吗？
生：因为牙签扎的不够垂直，所以往上就逐步歪了。
生：因为牙签扎的深浅不一样，所以每一层的高度就不一样，容易歪。
师：如何解决这些问题呢？
生：眼睛看清楚垂直了再用力扎牙签。
生：放在桌面上把支架搭好后在"移植"到塔身上去，桌面是平的，支架不容易歪。就像工地上的吊塔一样，一段一段的"长高"，容易控制。
师：我们扎牙签到胡萝卜里时，一般都是把尖头全部扎进去就很难再扎深了，如果萝卜块的厚度不一样，会出现什么结果？
发挥空间想象力，让学生自己探索未知，结合数学图形知识，形成认知。
生：扎出来的支架边长会不一样长，最终导致塔会歪斜而难以搭的太高。
师：如何解决这一问题？
生：把萝卜切得一样厚保
师：如何保证把萝卜块切一样厚、一样宽呢？谁有经验？
生：我们组是把萝卜切1厘米厚，先用尺子在萝卜上量好距离，用笔做好记号，而且一圈多做几个记号，再选一个"刀工"好的同学沿记号去切……
组4：塔顶可以做成尖的，用萝卜头的"废料"把塔顶"收拢"很美观
生：还可以再用单根牙签在上面增加高度，一举两得……
生：海可以在上面插一面胡萝卜旗子……
组5：我们组的塔还行，做得比较正，但就是萝卜不够用了，搭不了多高……
生：你们的萝卜块切的有点大了……
生：萝卜的边角废料有的地方海可以使用……
师：在现实中，如何在保质保量的情况下节约材料，降低成本，是我们工程中必须考虑的问题。
组6：我们组把白萝卜与胡萝卜搭配使用，关键位置用白萝卜点缀，更美观……
组7：我们组为了把塔基建结实，我们用到了课堂上学到的架梁的方法。
生：三角形总是有一边长些，而牙签都是一样长，怎么架梁呢？
师：大家经历了很好的发现问题、解决问题、交流共享提升的学习过程。下次课在今天总结的基础上，再次创造改进，要求同学们尽可能多用跨学科的思维来解决问题。
本次活动课中,较好体现了"做中学"和"stem"中涉及的科学、技术、工程、数学等跨学科思维与能力的运用。
就科学探究而言，动手固然重要，但科学的理性思维亦不可缺。"动手"与"思考"犹如鸟之双翼，必须同等关注，比翼双飞。如果我们在动手前努力设置理想的流程，把要求与注意事项给学生讲的清清楚楚，就可以压缩操作的时间，教学环节会环环相扣，非常完美。但学生的思维并没有自然而然地打开，没有超越教师的所思所想，而获得思维的解放与突破，学生其实是被"五花大绑"或只是简单的复制教师的思维。在追求理性的探索与实践中，是先知而后行，还是先行而后知，需要我们结合不同的内容，在不同的阶段做到和谐统一。
参考文献：
[1]STEM教育价值的研究[J].阳鸿.实验教学与仪器.2018(02)
[2]STEM教育视野下中学生探究学习的设计与实施[J].赵慧臣.现代教育技术.2017(11)
论文作者:林方军
论文发表刊物:《中国教工》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/26
标签：萝卜论文; 科学论文; 学生论文; 牙签论文; 小组论文; 支架论文; 胡萝卜论文; 《中国教工》2019年第7期论文;