基于STEM理念下“智能蠶室”的設計研究

謝潔玲

摘要：生活在城市里的孩子，接觸大自然的機會不是特別多。本學期三年級制作基于STEM理念下“智能蠶室”就為學生提供了機會。有養蠶經歷的同學都會發現蠶的糞便、剩桑葉很難分離，蠶便較多難以清理，導致蠶的存活率不高發生大批量死亡的現象，于是筆者帶領學生通過創意設計，結合STEM教育理念，制作出一個智能化的多功能“智能蠶室”，大大提高蠶寶寶的存活率和方便學生的觀察蠶的一生。

關鍵詞：飼養蠶;STEM理念;智能蠶室

《蠶的一生》是小學科學教科版三年級下冊《動物的一生》單元，學生通過養蠶，經歷了對蠶生長發育全過程的觀察，做了許多記錄，對蠶的一生有了一定的認識，了解到蠶的糞便、剩桑葉很難分離，蠶便較多難以清理，導致蠶的存活率不高發生大批量死亡的現象，為了讓蠶寶寶健康成長，不再夭折，筆者帶領學生設計蠶寶寶舒適的家，在設計時結合STEM教育理念，將科學、技術、工程、數學等因素綜合考慮，設計出既方便學生換桑葉和便捷地清理糞便的“智能蠶室”，還能健康養蠶，讓學生更喜歡觀察蠶的一生。

一、跨學科融合，提出設計方案

STEM教育理念是跨學科融合，即跨越學科界限，把科學、技術、工程、數學等學科的知識和方法進行融合應用，以基于真實世界問題的項目式教學，解決實際問題，讓學生收獲“像科學家一樣思考，像工程師一樣解決問題”的能力。在教學中，倡導以項目式學習。在設計前作者提出一系列的問題：1.如何設計一個便于觀察的桑蠶飼養容器？2.如何通過制作工具動手制作桑蠶與蠶便分離的飼養容器？3.智能化功能問題，如何在滿足桑蠶生存條件的基礎上，通過實踐和測試增加飼養容器的智能化功能，從而達到更方便地觀察和管理桑蠶的“智能蠶室”？在項目實施中，教師引導學生從觀察蠶寶寶開始，用自己的眼睛去發現蠶寶寶的生活需求，了解蠶寶寶各種行為背后的秘密。學生帶著感興趣的問題以小組學習的形式進行頭腦風暴，課下自己查找資料，對問題做出很多設計創意圖并在設計圖紙上進行標注，說明自己這樣設計的理由和制作“智能蠶室”所需的材料，同學之間相互交流分享，通過交流匯報綜合多方觀點最后整合形成小組解決最佳方案進行深度研究。豐富生動的課堂內容，鮮活有趣的昆蟲世界，讓STEM課成為孩子最期待的課堂。

二、思維碰撞、搭建“智能蠶室”

STEM教育理念是強調在動手實踐中學習，小組成員認真學習相關桑蠶養殖的文獻理論，查閱與創作有關的前人已經制作出的商業化桑蠶養殖盒子情況，利用科學課時間由筆者對大家進行統一的培訓，闡明目的和實施方法，初見成效，同學們搭建出密閉的保護空間，通過透明的盒子材質來進行桑蠶養殖與觀察;采用分層處理方法，參照不同的動物飼養間的設計，將蠶活動的空間設計在上層，下層制作收集用抽屜，方便進行糞便處理;同時通過智能化的手段采用小型的wifi監控設備，對桑蠶進行24小時無間斷養殖監控;在盒子中鑲嵌入式動態監測的溫濕度監測儀，加強智能化的環境溫度控制，真正做到“智能蠶室”。

三、展示成果，拓展延伸

STEM教育理念是學生綜合運用多種學科知識與技能來解決問題，并將最終的學習成果予以表達、交流與展示。我們想把這個“智能蠶室”放進我們的科學實驗室，讓低年級的學弟學妹們在上課之余，能夠直接在學校進行桑蠶的飼養和觀察，這樣既保護了我們的蠶寶寶，也能觀察到蠶寶寶的生長過程。對于高年級的同學我們進行手把手的二次創作，做到人手一個“智能蠶室”，推廣并運用在家里飼養蠶寶寶，形成我校獨特的校園科學文化。

“智能蠶室”STEM項目學習緊緊圍繞STEM理念，以項目式學習為途徑，以學生為中心，引導學生作為項目式學習的實施主體，促進學生的多元發展，為提升學生核心素養提供了新的視角。STEM教育是面向所有學生培養綜合素質的載體，從主動探究、批判質疑、融合創新、勞動意識、責任意識、合作意識、技術應用等方面促進學生綜合能力的發展，STEM項目式學習將成為小學課堂改革的趨勢和方向。

綜上，“智能蠶室”緊緊圍繞STEM理念設計和搭建，它有效的幫助同學們清理蠶便，提高蠶的存活率。其中24小時無間斷養殖監控，它可以全方位觀察到蠶寶寶的生存狀態，可以遠程錄像，便于學生觀察蠶寶寶的各種生活習性，是個不可多得的好制作。

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