STEAM案例 | 製作平衡鳥
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教學案例設計
（一）教學目標
（1）科學知識目標：學會判斷物體重心位置；明確物體的重心越低，物體就越穩定。
（2）科學探究目標：根據已有的知識經驗，獨立思考，完成設計圖；掌握實驗工具、材料的使用方法；鍛鍊動手操作能力、合作探究能力。
（3）科學態度目標：培養學生合作學習、積極探索的科學態度。
（4）科學技術社會與環境目標：透過教學活動讓學生了解到生活中的物體蘊藏著科學的智慧，科學無處不在，並時刻對我們的生活產生著影響。
（二）情景引入（15 分鐘）
教師透過與學生對話交流的方式，引入可以獨自站立的摺紙平衡鳥，激起其探究興趣。
（三）作品設計（25 分鐘）
將學生分為3個小組，各小組討論交流製作平衡鳥的材料、形狀及其他能想到的因素、製作方法等，並完成《平衡鳥的製作》設計圖，見下圖。
設計圖的內容包括時間、地點、小組成員等基本資訊；製作所需材料；改變因素；設計草圖；設計要求。在作品的設計過程中令學生充分發揮自己的想象力，自由地創新實踐，同時教師觀察學生的討論和進展情況，提供恰當的指導和建議。設計圖繪製結束後，各小組推薦一位同學進行設計圖的彙報展示，鼓勵學生的不同想法進行思維碰撞。教師適當點評學生的設計方案，給予鼓勵，不合理的地方適當提出建議。教師綜合考量各種不同設計方案後，確定在《平衡鳥的製作》過程中需要提供的實驗工具、材料清單。
（四）作品製作（25 分鐘）
開展製作之前，教師以 PPT 課件形式向學生展示製作要求、工具材料使用說明以及作品評價標準。（5 分鐘）
製作要求：
1、製作過程中小組內各成員要相互幫助，共同完成。
2、珍惜時間，儘快製作，儘量在 20 分鐘內完成。
3、製作過程中如有問題，及時向老師反映。
工具材料使用說明：
1、所有工具、材料均為 3 個小組平均分配。
2、使用工具、材料時一定要注意安全，小心劃傷，如剪刀等。
3、儘量充分利用所提供的實驗材料。用不到的工具和材料請不要隨意亂扔亂畫。
4、製作過程中產生的垃圾不要隨意丟棄，請放於垃圾袋內。
5、課堂結束後請配合老師收回工具和材料。
作品評價標準：
一個好的平衡鳥製作作品應當同時兼顧科學性、穩定性、創新性、美觀性等特點，故此教師設計了《STEM 科學探究活動作品評價量表》，如附錄 C。
學生以小組的形式，利用準備好的工具和材料開始製作。製作過程中，教師在各小組間巡視，進行全場的監控，適時幫助製作困難的學生。
（五）交流評比（5 分鐘）
學生製作完成後，小組內按照《STEM 科學探究活動作品評價量表》評選最佳的平衡鳥作品。其中穩定性是指，平衡鳥能夠穩定站立在手指或者鉛筆上。三個小組全部選出後，教師頒發獎狀，並令獲獎同學分享其設計製作的過程及心得體會。
（六）反思總結（10 分鐘）
小組交流在設計製作過程中的不足之處，師生共同總結影響平衡鳥平衡的因素。
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案例實施
（一）情景引入（15 分鐘）
教師透過與學生對話交流的方式，引入可以獨自站立的摺紙平衡鳥，激起其探究興趣。
（二）作品設計（25 分鐘）
在《平衡鳥的製作》中，學生有如下設計：
a。 學生用到了不同的製作材料，如：彩紙、A4 紙、硬紙板、回形針、橡皮泥、髮卡等。
b。 學生設計的平衡鳥形狀、大小不同。
c。 學生對平衡鳥加重的方式不同。
d。 學生對平衡鳥加重的部位不同。
e。 學生對平衡鳥加重的多少不同。
平衡鳥設計圖
教師綜合考量各種不同設計方案後，初步確定在《平衡鳥的製作》過程中所需實驗工具、材料清單如下表。所有工具、材料由教師提供。
（三）作品製作（25 分鐘）
在製作過程中學生遇到的問題有：平衡鳥沒有畫好，兩邊不對稱；平衡鳥沒有摺好，比較鬆散；平衡鳥加重部位不合理；平衡鳥加重時不對稱；平衡鳥加重過度等原因導致的平衡鳥不能穩定站立在手指或鉛筆上。發現問題後學生在同伴及教師的指導幫助下及時改進，最終取得了比較好的測試效果。
平衡鳥製作圖
（四）交流評比（5 分鐘）
各小組按照《STEM科學探究活動作品評價量表》進行作品評價。
STEM科學探究活動作品評價量表
（五）反思總結（10 分鐘）
小組交流在設計製作過程中的不足之處：平衡鳥沒有畫好，兩邊不對稱；平衡鳥沒有摺好，比較鬆散；平衡鳥加重部位不合理；平衡鳥加重時不對稱；平衡鳥加重過度等。
師生共同總結影響平衡鳥平衡的因素：平衡鳥形狀的對稱性；平衡鳥重心的調整（要適當加重、對稱加重、加在適當部位）等。經過調整後的平衡鳥重心在由身體的中部前移到鳥嘴巴，整隻鳥的重心在嘴尖這點的下方。把鳥嘴巴放在手上或其他地方，鳥就能夠保持穩定的站立。因此平衡鳥之所以平衡的奧秘依然在於重心，重心越低越穩定。雜技演員走鋼絲時通常手裡會拿著一根平衡木，其作用就是幫助人體穩定重心，不容易搖晃而發生危險。
文章原名：
《基於STEM教育理念的小學科學教學案例《物體的平衡》設計與實施》，有刪減
作者：
張雪蓮 山東師範大學
—— The end ——
