一橋一課程，一課一情懷

沈雅飛

摘 要：在《義務教育科學課程標準》實施和STEM拓展性課程方興未艾的背景下，積極開發基于教材的STEM拓展性課程，從研發教具學具、制定課程綱要到研究拓展性課程實施的策略、措施，推進《橋梁工程師》課程向縱深發展。不僅深耕課堂，做深探究，還大膽嘗試了項目式學習方法和學科融合的策略。通過“橋梁工程師”課程，發展了孩子的動手實踐能力和創新能力，培養了孩子的探究精神，提升了孩子全方位的科學素養。

關鍵詞：拓展性課程;探究;科學素養;項目式學習;學科融合

課程起源

《橋梁工程師》是基于教科版小學科學六年級上冊《形狀與結構》單元教材而開發的拓展性課程。本單元教材涉及對平橋、拱橋、懸索橋以及各種復合橋梁的研究。但許多實驗受制于實驗器材的限制，無法便捷而深入地開展實驗探究。本拓展性課程，借助“橋梁工程師”教具的研發，變淺層次的體驗為深層次的探究，讓學生化身為小小橋梁工程師，自主探究發現各種橋梁的受力特點。《橋梁工程師》拓展性課程的開發，不僅順應了當下拓展性課程開發的時代潮流，對于小學科學新課標中“工程與技術”（STEM）領域目標的培養來說，更是非常有價值的學習資源。

課程開發

一、教具開發

《橋梁工程師》拓展性課程的開發與實施，是以“橋梁工程師”教具的開發為支撐，教具是本拓展性課程的靈魂與核心。為解決教材實驗的難操作、難體驗這一實際問題，我們從教具的開發入手，遵從“教學性”“科學性”“創新性”“探究性”“啟發性”“多元性”等開發理念，最終開發出一套積件式教具，旨在發展孩子的動手實踐能力和創新能力，培養孩子的探究精神及工程和技術方面的科學素養。

1.積件式，功能多元，涵蓋整個單元教學

本教具的主件是活動式橋梁基座，積件含有積木、墊圈、橋面、吊索、主纜、金屬扣、各種形狀的紙等10余種。該教具具有很大的通用性、便捷性和靈活性，可以開展平橋、拱橋、懸索橋、廊橋以及各種復合橋梁的探究，涵蓋本單元中4篇課文總計14項探究活動。特別在“懸索橋”主題拓展課的開發與實施中，對于激發學生的探究欲望和創新精神，發展學生的實踐探究能力，具有非常重要的意義和價值。

2.拼搭式，邊玩邊學，符合學生學習特點

本教具采用了拼插式積木為橋梁的主構件，讓孩子通過積木拼搭來建構橋梁模型。拼搭積木是每一個孩子都喜聞樂見的學習方式，而且讓孩子在玩中學科學，更符合兒童腦科學發展理論，可以提高孩子的學習興趣和學習效率。同時，本教具色彩明麗，符合孩子的學習需求和探究心理，能較好吸引孩子的學習興趣和探究欲望。

3.探究式，動手動腦，發展孩子科學素養

教科版小學科學六年級上《各種各樣的橋》，用文字介紹+模擬體驗的方法，幫助學生認知懸索橋的結構特點。這個模擬體驗的實驗往往容易被老師忽略，學生就算體驗了，也往往是一知半解，無法對懸索橋的結構特點有較深刻的理解。本教具的產生，解決了實驗器材的瓶頸，突破了教學難點，激發了孩子的探究欲望，發展了孩子的科學素養。

二、制定綱要

結合教材內容和教具特色，我們制定了《橋梁工程師》拓展性課程的課程綱要，確定了課程目標，設計了拓展性課程的內容，并設計了相應的課例。

（一）課程目標

科學概念：認識平橋、拱橋、懸索橋、廊橋等橋梁的結構及承重特點。

科學探究：借助“橋梁工程師”模型，通過拼搭操作，學會模擬建構各種橋梁，并認識各種橋梁的主要結構特點;通過實驗探究，發現平橋、拱橋、懸索橋、廊橋等橋梁承重特點;能依據特定情境和具體條件，積極尋求有效的問題解決方法，并能多角度、辯證地分析問題，最終做出合理的選擇和決定。通過團隊合作嘗試解決問題。

科學態度：激發對橋梁研究的興趣，萌發做一名未來橋梁工程師的夢想;在解決問題的過程中，形成實證意識和嚴謹的求知態度。

科學、技術、社會與環境：明白一項橋梁工程蘊含著科學技術等方面的知識和原理，一項重大的橋梁工程可以改變我們的生活，對我們生活具有重要的影響和意義。感受中國橋梁文化及橋梁發展史。

（二）課程內容

課程實施

“橋梁工程師”拓展性課程的實施以課內教學與課外拓展相結合，做深課內教學，做寬課外實踐。

一、深耕課堂，做深探究

以拓展性課例《懸索橋》為例，本拓展性課例源于教材、基于教材而高于教材，課堂中結構化的自制教具、有梯度的教學引導，有深度的教學設計，為發展學生的科學精神，創設了非常有價值的學習資源。

（一）結構化的自制教具——激發勇于探究意識

本課例，“橋梁工程師”模型是一根定海神針，激發出孩子強烈的探究欲望和探究熱情。“橋梁工程師”教具變淺層次的體驗為深層次的探究，通過彈簧秤測出主纜受力大小，用具體的數據來理解懸索橋各主要構件的力學原理。孩子在動手動腦、拼拼搭搭中，主動發現問題并解決了問題。

（二）有梯度的教學引導——發展理性思維能力

本課例通過創設具體的問題情境，借助有梯度的教學引導，步步為營，引導孩子通過實驗探究、搜集數據、科學論證。并借助有創意的立體板書，幫助孩子理順了懸索橋設計中的工程技術問題，澄清了科學原理，形成了清晰的邏輯思維。

（三）有深度的教學設計——提升批判質疑能力

本課例通過聚焦矛盾，引發認知沖突，煥發學生的問題意識和深度思考。在多種解決方案面前，能獨立思考、獨立判斷;能多角度、辯證地分析問題，最終做出決策。

二、項目學習，拓展實踐

基于項目的學習，是在STEM教育理念指導下，以課堂教學為主陣地，以項目化學習內容為載體的一種教學形式。項目化學習能夠更好地實現不同學科的融合，有利于培養學生自主學習能力、小組合作意識、實踐操作技能等。

例：《橋梁工程師》拓展性課程之《我心中的橋》

第一階段：項目啟動，設計方案（科學課）

我們抓住2017年錢塘江大橋建成通車80周年這一時代背景，在杭州市中小學生科技節開展“我心中的橋”紙橋設計制作比賽的活動契機下，我們發動全體六年級學生積極參與到紙橋設計建造活動中。①初步設計：介紹活動背景和比賽要求，欣賞世界各地的橋梁建筑藝術，學生設計自己心中的橋，初步畫設計圖;②交流方案：從設計理念、可行性、工藝性等幾個方面，參與者在班內對設計方案進行自我闡述;③成立團隊：項目方案設計者招募合作伙伴，組成橋梁工程師團隊，并對設計方案進行制作前的評估和改進。

第二階段：設計制作，調試改進（勞技課）

在這一階段，橋梁工程師團隊進行橋梁模型的制作和完善。科學老師和勞技老師、美術老師啟動合作模式。勞技教師對學生進行紙模制作的指導，美術教師給予工藝美術方面的指導，學生利用勞技課、美術課和課外時間，進行橋梁的制作和完善。

第三階段：成果展示，互動評價（綜合實踐課）

在成果展評階段，橋梁工程師團隊分別展示并介紹“我心中的橋”作品。然后全班同學從承重、工藝、創意三個方面，通過測試和投票評選出“最佳橋梁設計獎”“最佳橋梁制作獎”和“茅以升”獎。最后，在學校宣傳窗進行了“我心中的橋”紙橋模型主題展。我們還推薦優秀作品參加了市區級的“我心中的橋”比賽，其中學生的作品《荷橋》在蕭山區科技節“我心中的橋”比賽中獲優秀獎。

課程總結

《橋梁工程師》拓展性課程，基于國際流行的STEM理論，緊緊圍繞技術與工程的培養目標，以拓展性課程的開發為契機，從“橋梁工程師”的角度，發展了學生的動手實踐能力和創新能力，培養了學生的探究精神，提升了學生全方位的科學素養。

一、深層探究，發展素養

《橋梁工程師》拓展性課程，變淺層次的體驗為深層次的探究，用數據說話。既突破了教學的難點，又發展了學生的動手實踐能力和創新能力，培養了學生的探究精神。

二、拓展學習，培養興趣

《橋梁工程師》拓展性課程，除了能動手動腦探究各種橋梁以外，還拓展了懸索橋、廊橋、紙橋等各種橋梁建筑的工程和藝術魅力，極大地激發了學生對橋梁探究的興趣，發展了學生的工程和技術素養。

三、情感升華，筑就夢想

隨著對橋梁工程研究的深入，學生對橋梁建筑的情感也在不斷升華。當了解到舟山西堠門大橋是中國第一長的懸索橋，當知道更長的懸索橋還在不斷超越當中，當老師問有沒有可能在大陸和臺灣之間建造一座懸索橋，學生的激情被喚醒了，做一名橋梁工程師的夢想也悄悄萌芽。在“我心中的橋”設計制作活動中，學生不僅欣賞了世界各地著名的橋梁建筑，感受到了橋梁工程和藝術的熏陶。還通過實際的設計制作，將美好的夢想和愿景付諸成實際行動，愛祖國、愛家鄉、愛科學的情感得到了升華。

一橋一課程，一課一情懷。可以說，《橋梁工程師》不僅僅是一門課程，一個教具，更延伸為孩子憧憬未來橋梁科技的美好情懷！

編輯 王亞青