秦莉萍

活動(dòng)背景

“學(xué)做橋梁工程師

建座‘家園小小橋”這一科技教育活動(dòng)以項(xiàng)目為引領(lǐng)，融入STEM教育理念，通過區(qū)級(jí)與校級(jí)分層指導(dǎo)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作，利用身邊的廢舊物為友誼家園小區(qū)設(shè)計(jì)與建造一座以木結(jié)構(gòu)為主的家園小橋模型?；顒?dòng)將STEM教育模式與現(xiàn)實(shí)生活緊密結(jié)合，能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)（橋的組成與類型、壓力、跨徑、承重等）、技術(shù)（獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、改變形狀、三角穩(wěn)定、連接等）、工程（設(shè)計(jì)、建造、評估等）、數(shù)學(xué)（測量、比例、計(jì)算等）、人文（橋梁的歷史與傳說、地域文化等）、藝術(shù)（形態(tài)、色彩搭配等）等跨學(xué)科知識(shí)技能與創(chuàng)新實(shí)踐能力。

活動(dòng)從友誼家園小區(qū)需要建造一座家園小橋的情境切入，引導(dǎo)學(xué)生回憶家鄉(xiāng)的橋、了解上海和寶山區(qū)的橋，啟發(fā)學(xué)生愛家鄉(xiāng)、愛上海、融入上海。結(jié)合實(shí)地考察、信息收集與交流、網(wǎng)絡(luò)自學(xué)等準(zhǔn)備，小組設(shè)計(jì)、建造與測評加固等建筑工程環(huán)節(jié)，發(fā)揮個(gè)人和集體的力量完成項(xiàng)目，最后通過交流與展示向全區(qū)輻射。

活動(dòng)目標(biāo)

讓學(xué)生認(rèn)知與橋的結(jié)構(gòu)、分類、承重及功能相關(guān)的概念及科學(xué)原理。

引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)思與搭建一座以木結(jié)構(gòu)為主、凈跨徑60cm、可承載20kg的橋梁模型，初步掌握相關(guān)設(shè)計(jì)與制作的技術(shù)技能。

體驗(yàn)跨學(xué)科思考，嘗試運(yùn)用創(chuàng)意解決問題的過程與方法。

關(guān)注家園建設(shè)，思考科技與社會(huì)文化的相互作用；在小組合作中，升華互助友愛、合作共贏的精神境界。

活動(dòng)內(nèi)容

學(xué)生在設(shè)計(jì)制作橋梁模型過程中，分別飾演小小橋梁信息員、小小橋梁設(shè)計(jì)員、小小橋梁施工員、小小橋梁檢驗(yàn)員和小小橋梁評估員等不同角色，并完成各自角色的特定任務(wù)，最終達(dá)到學(xué)做橋梁工程師的目的。

第一環(huán)節(jié)：小小橋梁信息員（2016年11-12月）

活動(dòng)目的：了解生活中橋的結(jié)構(gòu)、形態(tài)與功能，認(rèn)識(shí)橋的凈跨徑、比例和承重，激起建橋的激情。

STEM跨學(xué)科知識(shí)技能：人文——橋的歷史、中國與橋有關(guān)的典故等；科學(xué)——橋的結(jié)構(gòu)、種類與功能；技術(shù)——三角穩(wěn)定等；數(shù)學(xué)——橋的凈跨徑、比例與承重的測量方法。

活動(dòng)步驟：①參觀考察，學(xué)習(xí)知識(shí)。區(qū)級(jí)層面分批組織學(xué)生參觀上海著名的橋梁和學(xué)校附近的橋。通過網(wǎng)絡(luò)微課讓學(xué)生了解橋的結(jié)構(gòu)，橋的種類與作用，橋的跨徑、比例和承重等相關(guān)知識(shí)。②收集資料，交流討論。學(xué)校層面通過班隊(duì)會(huì)組織學(xué)生收集資料，交流中國橋梁的歷史、與橋梁有關(guān)的民間故事，讓學(xué)生回憶家鄉(xiāng)的橋、介紹上海和寶山的橋等。

第二環(huán)節(jié)：小小橋梁設(shè)計(jì)員（2017年2-3月）

活動(dòng)目的：了解活動(dòng)內(nèi)容、組隊(duì)報(bào)名參加活動(dòng)；明確任務(wù)要求與評價(jià)方法，完成方案設(shè)計(jì)。

STEM跨學(xué)科知識(shí)技能：科學(xué)——力的相關(guān)原理、橋梁設(shè)計(jì)內(nèi)容與原則；技術(shù)——熱熔膠槍等工具的使用，熱熔膠連接方法；工程——方案設(shè)計(jì)；數(shù)學(xué)—預(yù)算；人文——橋的名稱及寓意。

活動(dòng)步驟：①宣傳活動(dòng)，組織報(bào)名。學(xué)校層面通過紅領(lǐng)巾廣播播報(bào)寶山區(qū)正在為外來務(wù)工人員建造友誼小區(qū)，小區(qū)里需要建造一座家園小橋的信息，通過學(xué)校櫥窗展示友誼小區(qū)模型圖與活動(dòng)通知，組織學(xué)生組隊(duì)報(bào)名。②明確任務(wù)，設(shè)計(jì)方案。區(qū)級(jí)層面通過網(wǎng)絡(luò)微課對參賽學(xué)生進(jìn)行建橋相關(guān)知識(shí)與技能培訓(xùn)，學(xué)校層面組織學(xué)生通過集體教學(xué)指導(dǎo)小組合作完成建橋方案設(shè)計(jì)。

第三環(huán)節(jié)：小小橋梁施工員（2017年4-5月）

活動(dòng)目的：利用廢舊物材料，小組合作探究，根據(jù)方案完成家園小橋的建造。

STEM跨學(xué)科知識(shí)技能：科學(xué)——材料的特性、壓力等；技術(shù)——獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、改變形狀、三角形穩(wěn)定性等；工程——橋梁建造；數(shù)學(xué)——測量、結(jié)算等。

活動(dòng)步驟：①小組分工，合作建橋。學(xué)校層面指導(dǎo)學(xué)生按需合理分工，有材料員、建筑師、經(jīng)濟(jì)師等，根據(jù)設(shè)計(jì)方案合作建橋。②解決問題，完工結(jié)算。指導(dǎo)教師適時(shí)介入指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，作品完成后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行成本結(jié)算。

第四環(huán)節(jié)：小小橋梁檢驗(yàn)員（2017年6月）

活動(dòng)目的：從工程學(xué)、美學(xué)觀點(diǎn)發(fā)現(xiàn)各自作品的特點(diǎn)。運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行測試，利用學(xué)習(xí)單與評價(jià)表完成評價(jià)。

STEM跨學(xué)科知識(shí)技能：科學(xué)——橋的結(jié)構(gòu)與類別；技術(shù)——穩(wěn)定性；工程——評估；數(shù)學(xué)——跨徑測量、承重測試美學(xué)——顏色、形狀等。

活動(dòng)步驟：①展示作品，交流經(jīng)驗(yàn)。學(xué)校層面通過集體教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生用正確規(guī)范的語言描述自己的作品，介紹遇到的問題及解決辦法，同時(shí)引導(dǎo)其他學(xué)生認(rèn)真聆聽與觀察，從工程學(xué)、美學(xué)觀點(diǎn)發(fā)現(xiàn)各自作品的特點(diǎn)。②測試評價(jià)，發(fā)現(xiàn)問題。學(xué)校層面通過集體教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的方法測量跨徑、測試承重，并且利用活動(dòng)記錄單與評價(jià)表從美學(xué)（外形特點(diǎn)）、工程學(xué)（適用性）、經(jīng)濟(jì)學(xué)（成本核算）等方面實(shí)事求是地進(jìn)行組內(nèi)自評與組間互評，通過測試評價(jià)發(fā)現(xiàn)各自作品的問題與不足之處。

第五環(huán)節(jié)：小小橋梁評估員（2017年7-9月）

活動(dòng)目的：改進(jìn)作品，在進(jìn)一步的實(shí)踐與展示、交流中提升與感悟。

STEM跨學(xué)科知識(shí)技能：技術(shù)——穩(wěn)定性；工程——改進(jìn)；數(shù)學(xué)——跨徑測量、承重測試；美學(xué)——顏色、形狀等。

活動(dòng)步驟：①交流討論，改造加固。學(xué)校層面指導(dǎo)小組交流討論作品改進(jìn)方案，合作改造與加固作品。②集中展評，體驗(yàn)成功。區(qū)級(jí)層面將所有作品集中展示，組織教師與學(xué)生參觀并評選出若干獎(jiǎng)項(xiàng)，如最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、最佳制作獎(jiǎng)、最美色彩獎(jiǎng)、最優(yōu)名稱獎(jiǎng)等。通過頒獎(jiǎng)儀式，讓學(xué)生交流活動(dòng)的收獲與體會(huì)，感受成功的喜悅，并通過專家點(diǎn)評進(jìn)一步提升與感悟。

活動(dòng)創(chuàng)新點(diǎn)

跨學(xué)科之界。STEM活動(dòng)將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、人文等緊密結(jié)合起來。學(xué)生在實(shí)踐性、開放性與綜合性的活動(dòng)體驗(yàn)與項(xiàng)目完成中，獲得成就感，培養(yǎng)合作交流、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。

科技教育和人文教育并重。設(shè)置家鄉(xiāng)橋和上海的橋的背景，經(jīng)歷建橋的艱辛，體會(huì)父母在上海城市建設(shè)中的貢獻(xiàn)，啟發(fā)學(xué)生愛父母、愛家鄉(xiāng)、愛上海、融入上海的情感。

角色扮演與任務(wù)驅(qū)動(dòng)共推。讓學(xué)生扮演小小橋梁信息員等5個(gè)角色并給予相應(yīng)任務(wù)，共同推進(jìn)完成橋梁模型建造項(xiàng)目，從而詮釋學(xué)做橋梁工程師這一主題。

該項(xiàng)目獲得第32屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果科技教育方案類一等獎(jiǎng)。

專家評語

該方案體現(xiàn)了“三自”原則，教育目標(biāo)明確，傳播的相關(guān)科學(xué)知識(shí)、方法、技能和思想來源可靠，符合科技教育活動(dòng)的規(guī)律。所設(shè)計(jì)的體驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)容和形式具有較好的創(chuàng)新性，方案同時(shí)體現(xiàn)出完整性和可行性，實(shí)施后會(huì)產(chǎn)生較好的示范效應(yīng)。希望繼續(xù)對該方案進(jìn)行完善，以充分發(fā)揮其提升青少年科學(xué)素質(zhì)的作用。