STEAM課程《風力小車》對學生創新設計能力的培養

（浙江杭州江南實驗學校 浙江杭州 310052）

在本文中具體闡述的課例為技術與工程領域的一門拓展課，基于教科版教材五年級上冊第四單元第八節《設計制作一輛小賽車》的基礎上，讓學生在課堂上發揮自己的創造力，現場制作一輛以環保能源風力作為動力的小車。

一、技術和創新能力提升的需求

《小學科學課程標準》中指出，科學是一門基礎教育階段中具有基礎性、綜合性和實踐性的學科，其總目標是為了提升小學生的科學素養。本次課堂上所設計的活動強調能體現探究、創新和設計的要求。能通過創新來引出設計，通過設計升華探究、繼而通過探究來改進設計。

對于學生個體而言，現在的學生越來越不會按照預先設定好的方式去完成一個學習任務，或是按照書本上的實驗操作方法去完成一個實驗。總會有學生思考如何用不同的方法來達成學習目標，這就是基于學生好奇心和創造能力的條件下，充分調動自身的思考，如“怎樣做才能做得更好，怎樣設計才更有新意”等想法。這些想法，就是2017《課標》新增的技術工程領域當中所強調的“科學的核心是發現，技術的核心是發明、工程的核心是建造”。

二、技術與工程領域創新能力在小學科學教學中的體現

1.通過設計來培養學生創新能力

創新能力的培養離不開創新意識的培養，創新意識是創新能力的基礎。在小學科學課堂中培養創新能力，應當建立在學生生活經驗的基礎上，進一步調動學生的感官和實踐能力，通過小組合作或者同伴討論的方式，進行可行度高的再創造。在《新課標》中提出，對五年級學生而言，“應當能利用文字與圖案、繪圖或者實物等形式，來表達自己的創意與構想。”因此在這節課上，需要繪制設計圖并配以文字說明的形式將自己的創意表達出來同全班同學交流。

圖一

圖二

上圖中分別為同一個小組在設計過程中呈現的兩張照片，首先設計出圖一的風帆樣式，隨后小組同學發現四邊形不穩定，便又在四個角上加上三角形樣式，使得風帆更加穩固。

2.將設計轉變為實物的過程中技術素養的提升

小學科學課堂中，應當始終堅持“學生為主體”的教學原則，把課堂交還給學生。《新課標》除了又一次強調學生是主體以外，又給出建議“不要將探究性學習作為唯一的科學學習方式。”教師不應當只局限于教材中的內容，而是要在學生的生活基礎上，進行適當的擴充延伸，讓學生的思維能得到充分得發散。在《風力小車》這節課中，學生以自己的設計圖為模板，充分利用固有的材料，將自己的創意轉變成一個個作品。在實踐的過程中，學生們會不斷遇到問題，但他們能通過同伴之間的交流或者求助老師來及時得到解決。如有的小組發現帆在小車上無法固定，非常容易倒，馬上就有同學提出數學中所學到的三角形是最穩定的結構，在容易傾倒的位置固定出三角形結構使得船帆更加穩固。

圖三：該小組完成后的成品帆車

除了探究性學習和實踐學習以外，教師還應當掌握更多的教學方法，來充分調動學生的思維積極性。適當開展競賽活動，更加有利于學生在課堂學習中保持一種緊張的狀態，有利于學生創新思維的開展。在本節課中，實踐活動之前就同同學們介紹帆車制作完成后有一個競賽“比一比誰的小車開得更遠”。緊抓學生興趣，充分調動學生的積極性。

3.課堂內的系統性工程

在《風力小車》這節課中，學生可以從很多地方來發現問題，如在最開始的圖紙設計中，讓數個小組帶著自己的設計圖同大家分享一下設計理念以及這樣設計的優點。其余學生在聽這些同學匯報時會思考“為什么他們組要設計成這樣的形狀，有什么優點，這些創意能否運用到我們自己小組的設計中。”

有的小組在講設計圖轉變為實物的過程中會遇到多種多樣的問題。只有在解決這些臨時出現的問題后，才能將實物順利地呈現出來。

《新課標》中提出，對于五六年級的孩子而言，“需要考慮可利用的條件和制約因素，來對產品進行完善。”這里的完善，除了在設計和制作中外，更需要關注的是實物呈現后的評價。在本節課課堂上，設計了小車制作完成后的競賽，讓每一組的小車都來嘗試一下能跑多遠。有些在設計和制作中均沒有發現的問題，在實際運用中能更直觀得體現出來。如若時間允許，可直接在課堂上進行改進，也可以在課后繼續進行改進。

學生在觀察、實踐中去發現問題，通過不斷地思考去解決問題，有助于提高學生們的創新能力。小學科學課堂中，要注重系統性的設計，讓學生在動手實踐后能進行多次評價、完善。