宁波海曙：2019STEM项目作业案例（八）我的沉浮子

一、“我的沉浮子”项目作业设计目标

S（科学）使学生把已形成的沉浮概念进一步发展为一个“可以控制物质在水中的沉浮”。

T（技术）了解“沉浮子”在水中上浮与下沉的工作原理。

E（工程）学生能够设计制作一个美观的“沉浮子”，并控制其在水中的沉浮。

M（数学）让学生以设计图的形式表现“沉浮子”的工作原理。

二、“我的沉浮子”项目作业设计方法

本项目属于任务型项目作业，即由学生参与的项目作业由老师来确定。在本次项目作业中，教师出示目标，即利用周围常见材料，完成一个沉浮子。从设计制作一个在水中灵活自如的沉浮子到改良创新一个在水中螺旋上升或下降的沉浮子，完成的沉浮子将从灵活程度、沉浮速度、沉浮路线等角度出发进行评价。学生可以自由发挥创意，经过设计与改善，制作完成。

一、“乐器”DIY项目作业实施步骤

本项目作业实施步骤分为：布置与研究——设计与思考——制作与过程性评价——改进与创新——总结性评价与反思——思考生活中的应用。

布置与研究：由教师出示项目作业的内容，即利用周围常见材料，完成一个沉浮子，完成的沉浮子将从科学性、创新性、美观性等角度出发进行评价。学生明晰问题内容，充分了解与主题相关的知识信息，了解项目的限制条件和评价标准。调动学生兴趣，使学生积极参与到项目设计中。

设计与思考：学生在较轻松的环境下运用头脑风暴方法思考沉浮子的制作方法。头脑风暴过程中，成员之间发散思维，记录下每一个想法。在这个阶段，有两个重要任务，任务一：完成沉浮子的设计初稿；任务二：思考，并对设计过程中的不确定因素提出疑问，如，沉浮子应该怎样放入水中；沉浮子的瓶盖会不会脱落？如果存在这种可能，应该怎么处理？

附件1：我的沉浮子设计初稿

 

 

制作与过程性评价：在这一步骤中，学生根据前面的研究讨论，结合初步设想，制作一个在水中灵活上下的沉浮子，根据在制作过程中出现的困难，针对性地提出相应的解决方法。同学们上台介绍沉浮子的设计方案，以及设计过程中遇到的困难与相应的改进方法。同学之间展开自评与互评，根据这些过程性评价,总结优秀经验。（生上台汇报内容见附件2）

附件2：灵活自如的沉浮子实验记录单

改进与创新：

对制作沉浮子的测试，同学们制作的沉浮子基本都能在水中灵活自如地上浮与下沉。在测试时，学生需作详细的观察记录。着重思考两个问题：1、如何创新，2、创新后的效果如何，是否满意。测试后，根据测试结果，带走自己设计的记录单以及沉浮子，分享创新点，回答同学们的疑问，总结经验，再次改进设计。（生上台汇报内容见附件3）

附件3：创新版沉浮子实验记录单

生活中的应用：潜艇为什么能在水中上下沉浮呢？因为它的两侧有水舱。充水时潜艇下降；排水时潜艇上升。排水靠的是压缩空气。
总结性评价与反思：学生从材料的选择、制作2个“螺旋桨”、“三层保险”这三个方面来升级自己的沉浮子，达到了螺旋上升的效果。请学生们思考一个问题：为什么加了“螺旋桨”，就能螺旋上升？同学们带着问题去思考，查阅资料，忙得不亦乐乎。

人们根据沉浮原理成功地制造了潜水艇，这种能在水下作战的舰艇在历次海战中都显示其战斗力，它能下潜离水面，具有良好的隐蔽性和续航力，能从水下袭击水面舰船和岸上目标，也能作侦察、布雷和运输等。

四、学生成果

附件：

《我的沉浮子》评价标准

我的沉浮子		获得星星数
评 价 内 容	（1）制作一个在水中灵活上下的沉浮子	★	★★★	★★★★★
	（2）解释沉浮子在水中灵活上下的原理	★	★★★	★★★★★
	（3）制作一个创新版沉浮子（螺旋上升、螺旋下降、快速上升、快速下降）	★	★★★	★★★★★
	（4）解释创新版沉浮子其中的原理	★	★★★	★★★★★
	总计	我一共获得了（ ）颗星星

 

部分作品成果展示（一）：各式各样在水中灵活上下的沉浮子

部分作品成果展示（2）：在水中旋转跳舞的“创新版”沉浮子