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迷你风力农场与小风车的制作

时间:2022-03-31 09:05:09 浏览次数:

中小学科学教师研发STEM项目、整合教学设计提供了方法和资源。

3 与国内科学教学的整合

在小学科学教学中应用 苏教版小学科学六年级下册涉及“能量的转化”一课的教学中,可将风力农场作为课堂实验,让学生深入了解能量转化的过程。实验不仅融入生活,而且锻炼了学生的动手能力,实验的直观形象利于学生对知识点的理解和巩固。

另外,此实验可作为苏教版小科学课六年级下册“能源”一课的STEM课程。可以以能源短缺为背景,让学生分组建造一个风车农场,利用可再生能源解决问题。模型可以根据现实中的风车大小同比缩小,目标是达到规定的电流输出。最终,教师可从风车数量、线路连接、美观程度、成本等方面对学生的作品进行评价。其中与STEM教育关联最大的是从STEM中工程和数学的视角,让学生思考怎样设计组装风车叶片,能将可再生能源的利用率最大化,如探究风车叶片形状、长度、安装角度对风能的利用率。每个小组采用相同的实验器材和同功率的发电机,仅改变叶片进行对照试验;在原本灯泡安装处放置电流表测电流,以电流大小来测定风能利用率(如表3所示)。

此外,苏教版小学科学四年级下册涉及“物体间的相互作用及受力分析”,课本中有一例“旋转水桶,水不洒落”的实验思考(对中学物理知识的拓展)。这里还可以对风车进行思考:为什么风车会旋转?它如何受力?可以让学生课后用科学写作的方式进行回答。

用科学读写作为项目的补充 国内科学教育工作者在应用国外STEM项目进行教学实践时,可以融入科学语言的工具。一方面需要考虑国外课程体系与国内的差异,所以有必要在项目开展前补充相关的学科知识或技术文本资料给学生阅读自学,并提供针对性指导启迪思维,提示学生如何分析阅读材料的内容或观点,必要时先解析一些关键概念,刺激学生已有知识和新知的联系[4];另一方面提供科学写作任务,请学生记录STEM项目实施过程中的疑难问题、心得体会,表达自己对相关社会问题、科技问题的思考,以期对STEM的理解更深入。同时,STEM中的写作既是教师与学生进行双向沟通和交流的重要工具和平台[5],也是学生之间开展合作的沟通工具和研究轨迹的记录工具。

参考文献

[1]傅骞,刘鹏飞.从验证到创造:中小学STEM教育应用模式研究[J].中国电化教育,2016(4):71-78.

[2] Building a Mini Wind Farm: A “How to” Handbook for Non-Technical Teachers[DB/OL].http://www2.ivcc.edu/mimic/nsf/renewable_energy/Building%20Wind%20Farm-Handbook.pdf.

[3]陈凯,陈昌云,陆真.化学教育英文网络资源分类例谈[J].化学教育,2011,32(5):47-52.

[4]包宇璐,陈凯,龙琪.对科学阅读的研究与思考[J].中学教学参考,2016(23):88-91.

[5]陈凯.美国小学科学教材中科学写作的分析与启示:以《科学启蒙》教材中的“物质科学”为例[J].现代中小学教育,2013(8):63-67.

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