搬運重物

任務情境

學生將要攜帶或運輸重物，包括設計和使用工具來解決問題。

材料

重物（如一個南瓜、大水球、鐵塊或沙袋）、測量工具（有尺碼或沒有尺碼的）、秤、相機、筆和紙、各種可以用來作為運輸的重物的材料和工具（如圍巾、木板、籃、紙盒、摩托車板、玩具車、膠帶和剪刀、短繩或紗線等）。

教學過程

1.介紹這個活動的目的，讓學生知道科學、技術、工程和數學是如何融合在一個活動中的。本活動可以作為一個大的探究活動或項目的一部分。例如，可以作為《簡單機械》或《運動、運輸》單元的一課。

2.讓班級同學圍成一個圈，將重物輪流傳給同學們看，向同學們介紹重物，接著讓他們描述這個重物，并將他們的描述發送給家長。重物的名字將不會出現在筆記上，家長們需要猜測描述的物品是什么。提醒學生，物品的名字需要保密，不能透露給家長。學生可以用顏色、形狀等其他相似的特點來描述，也可以描述質地、氣味、重量和大?。愃频幕驕y量的）以及被輕推后的運動形式。

3.兒童在觀察重物的過程中，我們會發現他們就像科學家一樣，用感官進行觀察和用語言描述。他們在觀察和測量中需要運用數學。學生也可以根據自己的喜好，用文字或圖畫來描述或記錄測量值。

4.介紹任務：將這一重物安全地（無破損、碰傷、溢出或擦傷）從一個地方轉移到另一個地方，要求不能簡單地用手直接搬動它們。學生們像工程師一樣，畫出解決問題的想法。學生可以通過繪制設計圖紙的形式，想出其他一些設計思路。學生在解決問題之前，養成動手設計和思考的習慣是成功的關鍵。

5.給每個小組或團隊提供多樣的材料，以便學生可以制作出一個起重器。利用起重器進行切割、扎、綁等。教師要引導學生思考所要制作的裝置是什么在起作用，或什么沒有起到作用。當學生灰心喪氣的時候，鼓勵他們重新設計和制作一個裝置。讓學生自己解釋所選擇的材料是出于什么原因。

6.學生可以通過小組現場展示成功轉移重物的方法，或通過設計圖紙、照片或視頻的方式來展示他們的思路，以表明他們的想法可以實現目標。

如果一個設計方案沒有成功地轉移物體，那么就需要引導學生反思“在轉移物體方面起重器出現了什么問題？”“我可以做哪些改進，就可以成功轉移重物？”每一次重新設計后，都要對改進的方法進行測試。這樣就會幫助學生理解多次設計是必要的，有助于他們了解哪些改進是決定成功的關鍵。最后，教師組織學生對他們的設計圖或照片進行評論，然后總結出他們設計的起重器是如何成功地將重物轉移的。

本活動是低年級段的STEM科學實踐活動，目的是讓學生觀察物體或現象，然后進行記錄。本活動涉及計算和測量（數學），需要使用工具來觀察和記錄（技術），涵蓋了數學和技術，因而工程學的一些內容也被納入進來。設計是工程學的一個重要環節，是決定工程項目是否成功的關鍵。

隨著孩子們問出更多相關問題，教師可以引導他們開展調查、收集數據、交流想法，這樣，工程設計會隨著時間的推移演變成一種探究。隨著探究的深入，學生會經歷科學工程實踐，在實踐過程中加深對科學概念的理解。學生探究得越深，就越能發現更多自己感興趣的領域。工程設計可以作為科學探究的一部分出現。工程設計是一個可持續的過程，通過學生提出問題、猜想、計劃、創造、改進等循環發展。

在科學教育中，工程曾一度被冷落，尤其在低年級開展受到了質疑。實踐證明，工程對小學生來說是可行的。老師們也需要學習一些工程設計的知識，了解不同年級段有哪些合適的活動。對于幼兒園至二年級的學生來說，工程設計的關鍵是讓學生能夠提出問題、進行觀察、收集有關信息，即發現問題并提出解決問題的方案，然后畫出設計草圖、制作模型，以說明這些方法如何有助于解決問題。一個好的工程活動有助于激發學生的興趣，增長他們解決問題的信心，可以讓他們感受到成功的喜悅。

點評

STEM是科學、技術、工程、數學的英文簡稱。STEM教育是近年來國際上興起一種科學教育模式，它將科學、技術、工程、數學相互融合，以培養學生的創新和實踐能力。

美國政府于2011年在中小學階段正式實施STEM教育，鼓勵學生主修科學、技術、工程和數學領域的課程，培養學生的工科素養。美國在2013年頒布的《下一代科學課程標準》中提出了科學實踐，其中就包括工程實踐。工程實踐提倡科學、技術、工程和數學的融合，即STEM教育。STEM教育根據學生的真實生活，提出問題或任務，讓學生綜合運用科學、技術、工程和數學的手段來解決問題。在我國即將出臺的小學科學課程標準中，也將工程技術納入學生的科學學習范疇，而此前我國從未開設過這類課程。如何針對低年級學生開展工程實踐，對于我國科學教育工作者來說是一大挑戰。本案例指出了低年級工程實踐的關鍵所在，所設計的活動簡單易行，契合低年級學生的學習。這些對于我們今后開設類似工程實踐課都具有一定的借鑒意義。

北京市首都師范大學初等教育學院

人民教育出版社綜合理科室（100081）