2A-STEM项目课程《多功能鞋的设计)-小学科学+生活融合实践研究

008 小学科学 + 生活融合实践研究 A-STEM 项目课程《多功能鞋的设计》 重庆市江北区玉带山小学校　张俊锋 一、项目概述 1. 项目背景 本项目是学校“第一站”课程“家”系列的 3.0 版本的一次项目课程尝试。 结合学校“培养创造中国未来的学习者”的办学理念，以“未来生活”为主题， 从学生生活中离不开的鞋子出发，发现鞋子存在的问题，引发学生思考：2050 年 的今天，设计一双适合（　　）穿的多功能鞋。本项目面向四年级的学生。 2. 项目课时计划 16 课时。 3. 项目目标 本项目从学生的真实生活情境出发，以未来生活为主题，让学生感受生活的 变化，从而激发学生探索未来的兴趣，以富有挑战性的驱动性问题为导向，调动 学生的高阶思维，培养学生的创新精神、创新能力以及运用所学知识解决问题的 能力。 科学：了解鞋的历史及功能的演变、鞋的种类、材料特性等，并应用这些知 识设计一双能满足各种需求的多功能鞋。 技术：通过编程以及增加一些物理结构，实现鞋子的多种功能。 工程：了解工程设计、制作的过程，体验鞋子设计和制作的过程。 数学：根据所学数学知识，绘制鞋子的设计图。 艺术：了解鞋子的时尚元素，培养学生的审美能力。 二、任务规划 项目驱动性问题：设计一双适合（　　）穿的多功能鞋。 课时安排 阶段驱动性问题 核心任务 学习要点与项目整体 关系 第一阶段 （3 课时） 我想为（　　）设计一 双多功能鞋 分析现在鞋子存在的问 题，确定多功能鞋的设 计方向和理念 基于真实情境的入项活 动 009 第一部分　项目课程 课时安排 阶段驱动性问题 核心任务 学习要点与项目整体 关系 第二阶段 （4 课时） 设计一双多功能鞋，需 要哪些知识和技能 学习设计多功能鞋具备 的知识和技能 基于实践活动的知识与 能力建构 第三阶段 （3 课时） 怎样设计才能实现多功 能鞋子的功能 多功能鞋子设计图的迭 代 基于工程设计的探索与 形成成果 第四阶段 （3 课时） 根据设计图纸，你能将 设计图转变成模型吗 多 功 能 鞋 子 模 型 的 制 作、测试和改进 基于产品迭代的修订与 改进成果 第五阶段 （3 课时） 如何向社会大众发布和 宣传你的多功能鞋 举行多功能鞋子发布会 并反思项目学习 成果推广、反思与迁移 三、学习活动安排 （一）第一阶段（3课时） 学习目标： ①通过团队建设，认识同伴。 ②通过观看视频、分享感受，明确核心问题，了解核心任务。 ③通过分析现在鞋子存在的问题，确定多功能鞋的设计方向和理念。 核心问题：我想为（　　）设计一双多功能鞋。 评价策略：评价量表（见附件一）。 所需材料：学生活动手册、视频、平板电脑、马克笔。 学习活动： 1. 寻找伙伴 学生通过简单的热身游戏，认识同组的其他成员。 2. 迎接挑战 ①观看视频，了解鞋的历史及功能演变，发现现实生活中鞋子存在的问题。 ②思考：我想为（　　）设计一双多功能鞋。 ③聚焦核心任务：设计一双适合（　　）穿的多功能鞋。 组内初步讨论设计方向和理念，借助学生活动手册和表格，记录关键词句。 在班内交流与分享小组的设计方向和理念。 续表 010 小学科学 + 生活融合实践研究 3. 解析任务 【核心任务】多功能鞋子设计需要考虑的因素 （1）解析核心任务：分析多功能鞋子设计需要考虑的因素（功能、结构、成本、 品牌）。 （2）专家组分工，明确职责：成立功能设计师、结构工程师、造价工程师、 产品推广师专家组，并明确职责。 4. 阶段任务 完成《活动手册》第 2-6 页。 （二）第二阶段（4课时） 学习目标： ①通过对功能设计、结构外观、材料成本、品牌文化等多方面的学习，进一 步了解多功能鞋子的构造。 ②围绕多功能鞋子设计的标准，通过运用所学的知识，形成思维导图，组内 讨论，调整设计方向和理念。 ③通过组间交流及分享设计方向和理念，相互学习，取长补短。 核心问题：设计一双多功能鞋需要哪些知识和技能呢？ 评价策略：评价量表（见附件一）。 所需材料：资源包、平板电脑、编程套装、马克笔。 学习活动： 1. 专家组学习 【核心任务】学习多功能鞋子设计需要具备的知识和技能 功能设计师：学习鞋子的各种功能以及实现功能的编程，绘制思维导图。 结构设计师：学习鞋子的结构、外观知识，绘制思维导图。 造价工程师：学习成本预算、结算相关知识，了解各种材料的特性，绘制思 维导图。 产品推广师：了解品牌文化，学习商标设计和产品推广技巧，绘制思维导图。 （专家组学习，分 3 课时进行，每次学习完成后，小组内交流学习心得。） 011 第一部分　项目课程 2. 拼图组调整并分享设计方向和理念 （从专家组回到拼图组学习区域）初步调整、补充设计方向和理念，在班内 进行交流与分享。 3. 专家考察 带着需要解决的问题到鞋厂去参观考察。 四、阶段任务：完成《活动手册》第 7-18 页和思维导图 （三）第三阶段（3课时） 学习目标： ①通过专家组选材实践，发现不同材料的优劣，改进并定稿设计示意图。 ②通过概念发布会的方式，分享小组的设计示意图，培养学生善于合作表达 和倾听的能力。 核心问题：怎样设计才能实现多功能鞋子的功能？ 评价策略：评价量表（见附件一）。 所需材料：鞋面、鞋底材料包、装饰材料包、编程套装、平板电脑、马克笔。 学习活动： 1. 绘制设计示意图初稿 （1）拼图组讨论、修改多功能鞋的设计方向。 （2）拼图组绘制设计示意图初稿。 2. 组间论证、改进设计示意图 （1）根据设计示意图与其他小组分享本组设计，组间根据产品设计的标准进 行论证。 （2）小组讨论，改进设计示意图。 3. 拼图组分享 围绕改进后的设计方向和理念，分享设计图（阐明设计中的最大亮点）。 4. 专家组实践 （1）结构工程师：完善结构设计图、改进外观设计图，确定改造使用的材料。 （2）功能设计师：确定功能设计，选择功能元件。 012 小学科学 + 生活融合实践研究 （3）造价工程师：确定模型制作材料，初步计算制作模型材料的成本。 （4）产品推广师：确定鞋子商标，完善商标图。 5. 拼图组定稿并分享设计示意图 （1）小组讨论，围绕多功能鞋子的 4 个标准修正并定稿设计示意图。 （2）根据定稿设计示意图，4 位成员分别阐述结构外观设计、功能设计、材 料成本预算、品牌推广 4 个方面的设计方向和理念，达成共识后形成多功能鞋的 设计图。 6. 阶段任务 完成《活动手册》第 19-22 页和多功能鞋设计图。 （四）第四阶段（4课时） 学习目标： ①通过模型的制作，培养学生动手实践和解决问题的能力。 ②通过模型测试，发现本组模型的优劣，找到模型改进方向。 ③通过组内头脑风暴分析初测试结果，小组讨论，根据设计标准改进模型， 培养解决真实问题的能力。 ④通过组内思辨，学会倾听，培养小组合作表达观点的能力。 核心问题：根据设计图纸，你能将设计图转变成模型吗？ 评价策略：评价量表（见附件一）。 所需材料：材料包、功能元件、平板电脑、打样纸、剪刀等。 学习活动： 1. 拼图组制作模型 根据定稿设计示意图，制订材料清单并领取材料。小组分工，制作模型并组 装（尽量高度还原设计示意图）。 2. 拼图组测试、改进模型，完成产品迭代 【重点任务】完成测试和产品迭代 （1）模型测试 制作完成前测试场地仅供参观。制作完成后每组有 5 min 时间测试，按照申 请顺序依次进入场地。测试的过程中记录测试结果。 013 第一部分　项目课程 （2）模型改进 根据测试结果，修改设计图，改进模型。 3. 拼图组准备产品展示会 小组分工，分别进行模型修正和短片拍摄（外部特写、内部聚焦、拍摄花 絮等）。 4. 阶段任务 完成《活动手册》第 23-25 页和多功能鞋模型制作。 （五）第五阶段（3课时） 学习目标： ①展示自己小组设计制作的模型，激发学生个性潜能、培养团队合作精神， 综合提升学生的人文素养、科学素养、交往素养。 ②了解其他小组设计制作的模型，对比聚焦亮点，在平等、开放、互动的学 习环境中产生获得感，形成持续的学习生长力。 核心问题：如何向社会大众发布和宣传你的多功能鞋？ 评价策略：评价量表（见附件一）。 所需材料：终端测试场景、颁奖奖牌。 学习活动： 1. 拼图组产品审核上市终端检测和产品验收 ①正常活动。 ②智能功能测试。 ③上市准备。 围绕核心任务，从结构外观、功能设计、材料成本、品牌推广 4 个方面介绍 多功能鞋子的卖点。 结构工程师：介绍空间布局及结构优化的过程、外形设计理念及设计创意。 功能设计师：介绍并演示鞋子的智能功能。 造价工程师：阐述选择该材料的原因，公布多功能鞋子的成本和市场销售价。 产品推广师：宣传品牌设计理念及品牌精神。 014 小学科学 + 生活融合实践研究 2. 产品展示会和评奖颁奖 ①各组配合宣传短片依次汇报，班内举行产品展示会。 ②师生之间相互观摩并根据评价表选出最佳作品奖、最佳合作奖。 ③通过自评、专家组评、拼图组评等方式推选出 6 名金牌设计师。 ④颁发最佳合作奖、最佳作品奖、金牌设计师等奖项。 3. 回顾项目历程 ①学生从拼图组和专家组两个维度围绕核心任务进行设计制造和知识技能学 习方面的反思，并在拼图组内互评小组合作的得失。 ②学生总结交流项目学习过程中最满意之处和待改进之处。 4. 阶段任务 完成《活动手册》第 26-27 页和发布会宣传视频。 附件一：作品评价量表 作品评价量表 评价项目 评价标准 功能设计 （　　　） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 实现 3 种及以上功能， 并且功能新颖有创意 实现两种功能，并且有 一定有创意 只实现一种功能 结构设计 （　　　） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 尺码标准，结构设计合理 尺码偏差小，结构设计 一般 尺码偏差大，结构设计 不合理 外观设计 （　　　） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 外形美观大方，色彩搭 配合理，工艺精致 外形一般，色彩搭配适 当，有一定工艺 外形欠佳，色彩搭配不 协调，工艺欠缺 材料设计 （　　　） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 材料环保，种类选择适宜 材料环保，种类选择繁 杂或单一 材料不环保，种类选择 繁杂或单一 成本造价 （　　　） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 成本低 成本适中 成本过高 品牌设计 （　　　 ） ☆☆☆ ☆☆ ☆ 设 计 理 念 新 颖，LOGO 设计美观 设计理念一般，LOGO 设计普通 LOGO 设计与理念不契合