第八章STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例（第一講STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例小學(xué)階段）2第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【任務(wù)描述】柔軟的泥土經(jīng)過了火的洗禮，變成了堅(jiān)硬的陶器。孩子們?cè)谕婺喟偷倪^程中，學(xué)會(huì)唱《玩泥巴》歌曲，并創(chuàng)意制作帶有自己姓氏的陶坯，在老師的幫助下燒制成印章。將印章帶回家，向家長展示自己的作品，與家長一起探尋自己姓氏的來源。玩泥巴是孩子的天性，孩子做陶并不是為了追求成功，而是在于土、水、火的不斷交往中，表露自己的感情，獲得愉悅的情緒。3第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【學(xué)情分析】本項(xiàng)目適用于小學(xué)低年級(jí)學(xué)生。這個(gè)年齡段的學(xué)生比較活潑好動(dòng)，注意力不集中，有強(qiáng)烈的好奇心。根據(jù)這個(gè)年齡段的學(xué)生特點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容，傾向于自然教育，在寓教于樂中讓孩子們體會(huì)學(xué)習(xí)的樂趣，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐進(jìn)行有意義的知識(shí)建構(gòu)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】STEM教育目標(biāo)：認(rèn)識(shí)姓氏的簡繁體書寫方法，了解百家姓的歷史；學(xué)習(xí)制作簡單陶瓷印章，了解我國陶藝發(fā)展歷史；唱《玩泥巴》歌曲，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)作激情。思政教學(xué)目標(biāo)：增強(qiáng)學(xué)生對(duì)百家姓、陶藝等中華民族傳統(tǒng)文化的認(rèn)識(shí)；提升學(xué)生人文、科學(xué)、藝術(shù)等方面素養(yǎng)。【教學(xué)準(zhǔn)備】1.泥料：普通泥，每個(gè)學(xué)生0.5公斤；各種姓氏的印章模具；印尼1盒；紙張若干；智能高溫電窯。2.《玩泥巴》歌曲伴奏帶。3.活動(dòng)開展區(qū)30-40平米（室內(nèi)外均可以），陶藝燒制操作區(qū)15平米。4第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】1.創(chuàng)設(shè)情境、提出問題給每個(gè)學(xué)生發(fā)一份泥料，放《玩泥巴》歌曲，讓學(xué)生一邊玩一邊唱。如何用泥巴做一枚印章呢？把你的姓氏做成印章，燒制成型后，蓋在你的故事書或玩具上，帶回家給爸爸媽媽看，了解你姓氏的由來。2.制作陶瓷印章。練泥：對(duì)泥料進(jìn)行反復(fù)翻打，切成小塊反復(fù)堆積敲打踏練，使泥料密均勻，提高其致密性、可塑性，并改善其成型性能。制坯：創(chuàng)意設(shè)計(jì)印章的外形，將練好的陶泥制作成印章的外形，注意底部光滑。制?。菏褂玫窨谭绞交虺善纺＞甙磯悍绞綄⒆约旱男帐献鲈谟≌碌撞?。干燥燒制：將制好的印章陶坯放在陰涼通風(fēng)處進(jìn)行干燥1—2天，干燥后進(jìn)高溫電窯進(jìn)行燒制。同學(xué)們邊做邊學(xué)唱《泥巴歌》，在愉快的情緒下，將音樂、美術(shù)融入作品設(shè)計(jì)中，表達(dá)創(chuàng)意理念。探究：印章上的字是反字，是如何寫上去的？我們?nèi)粘Ｉ钪?，還可以有什么方法得到反字？5第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】（1）水印法準(zhǔn)備一張半透明的紙，將其覆蓋在印石的石面上，用手掌沿著印石的邊緣在紙上壓出痕跡；拿下帶有印痕的紙，在壓痕范圍內(nèi)、用濃墨寫下要刻的印稿，晾干；然后把墨跡干透的印稿翻過來覆蓋在印面上，用毛筆蘸些清水涂抹在紙上，再用干凈的宣紙或手紙吸干多余的水分；之后，在印稿上覆蓋上一張宣紙，用指甲蓋兒在毛邊紙上輕輕的用力均勻地刮幾遍，完畢后把宣紙和拷貝紙取下來就可以了，印稿內(nèi)容就印在石面上了。如果有不清楚的地方，再用毛筆均勻地描一下。初學(xué)篆刻時(shí)，基本上都用水印法寫印稿。（2）臨寫法先將印稿內(nèi)容寫在透明度較好的拷貝紙上，然后把拷貝紙翻轉(zhuǎn)過來（若不清晰，可映照于陽光下或燈光下），然后依照反文字寫上印石。或者取小鏡子，視鏡中反字臨摹上石。6第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】2.講述百家姓的故事學(xué)生將印章成品帶回家，向家長展示，并咨詢其姓氏的由來。由此請(qǐng)家長向孩子講述中國百家姓的故事，以及家風(fēng)、家規(guī)、家訓(xùn)的傳承。3.交流分享同學(xué)們將作品陳列在班級(jí)作品區(qū)或家中裝飾廚中，再適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)向同學(xué)、老師、親戚、朋友講述印章的由來以及背后的故事。7第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段一、項(xiàng)目1：玩泥巴（小學(xué)低年級(jí)）【項(xiàng)目拓展訓(xùn)練】本項(xiàng)目涉及藝術(shù)、歷史、文學(xué)、技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，具有很強(qiáng)的跨學(xué)科性。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施模式還可以修改為以沙畫、扎染、陶藝、園藝、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)為主題的訓(xùn)練內(nèi)容，在項(xiàng)目中融入音樂、詩歌、美學(xué)、繪畫、歷史、數(shù)學(xué)等方面的內(nèi)容，使學(xué)生在快樂實(shí)踐中鍛煉技能，積累知識(shí)，增長智慧，在潛移默化中接受中國傳統(tǒng)文化熏陶，增強(qiáng)民族自信和自豪感，從小樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，健康成長。8第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【任務(wù)描述】美麗的創(chuàng)客家園生活著一群快樂的伙伴們，但是由于沒有交通工具，來回工作和生活需要走很長的距離，所以大家提議引入一輛無人巴士來讓家園的交通變得便利。請(qǐng)同學(xué)們發(fā)動(dòng)大腦積極思考，自主學(xué)習(xí)并參與機(jī)械搭建、邏輯控制和調(diào)試實(shí)踐，制作一輛無人巴士，完成無人巴士的自動(dòng)?？咳蝿?wù)。在測(cè)試區(qū)內(nèi)，將現(xiàn)場(chǎng)搭建的無人巴士從始發(fā)區(qū)出發(fā)，準(zhǔn)確停入車站相應(yīng)車位（?？坎捎梅绞讲坏猛ㄟ^與車站的上/左/右側(cè)面產(chǎn)生機(jī)械阻力來實(shí)現(xiàn)）。9第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【學(xué)情分析】本項(xiàng)目針對(duì)小學(xué)4-6年級(jí)學(xué)生，這個(gè)階段的學(xué)生在注意力、記憶力、邏輯思維能力等多方面已經(jīng)得到進(jìn)一步的發(fā)展。隨著知識(shí)的積累和生活經(jīng)驗(yàn)的豐富，學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)科的認(rèn)識(shí)正初步形成自己的框架。在STEM項(xiàng)目活動(dòng)中，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，使每位學(xué)生都能得到鍛煉和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，在教學(xué)過程中應(yīng)該充分考慮到每個(gè)學(xué)生的差異，對(duì)不同層次的學(xué)生都給予不同的指導(dǎo)，使每位學(xué)生都得到發(fā)展。為了便于項(xiàng)目開展，每個(gè)班級(jí)學(xué)生不超過30人。10第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)目標(biāo)】STEM教學(xué)目標(biāo)：學(xué)習(xí)巴士結(jié)構(gòu)、機(jī)械工作原理，掌握巴士停靠、行走的邏輯控制。思政教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)綠色出行意識(shí)，提升節(jié)能環(huán)保理念。【教學(xué)準(zhǔn)備】1.制作材料準(zhǔn)備（1）制作無人巴士的套件包，包含塑料或金屬外形積木、各類傳感器等，建議無人巴士尺寸不大于25cm*12cm*10cm（長*寬*高）。（2）Scratch編程軟件。（3）供電電池。11第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)準(zhǔn)備】2.測(cè)試場(chǎng)地準(zhǔn)備場(chǎng)地地膜尺寸為300cm*140cm，材質(zhì)為噴繪布。場(chǎng)地右側(cè)中部有一個(gè)巴士始發(fā)區(qū)，尺寸為40cm*30cm。場(chǎng)地左側(cè)為任務(wù)?？寇囌荆囌旧蟼?cè)、左右兩側(cè)裝有亞克力板面，具體尺寸如下：12第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)準(zhǔn)備】2.測(cè)試場(chǎng)地準(zhǔn)備巴士始發(fā)區(qū)到?？寇囌揪嚯x為200cm，車站區(qū)域?qū)?0cm，車站共有6個(gè)車位，分別為A-F，相應(yīng)尺寸參數(shù)如下。測(cè)試場(chǎng)地環(huán)境為冷光源、低照度、無磁場(chǎng)干擾。但由于測(cè)試環(huán)境的不確定因素較多，例如，場(chǎng)地表面稍有褶皺不平整，光照條件有變化等等。團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)應(yīng)考慮各種應(yīng)對(duì)措施。13第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】1.創(chuàng)設(shè)情境、提出問題創(chuàng)客家園社區(qū)需要一輛無人巴士，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)制作無人巴士，通過程序?qū)崿F(xiàn)巴士的行進(jìn)、停靠控制，通過測(cè)試完善其性能，并參加小組競(jìng)賽。2.工程制作：每組人員分工，共同制作完成一輛無人巴士，制作時(shí)間約40分鐘，利用套件（裝飾材料除外）完成無人巴士的結(jié)構(gòu)搭建，編制程序完成巴士的行進(jìn)、停靠控制。3.測(cè)試運(yùn)行：完成無人巴士全程運(yùn)行。無人巴士在行進(jìn)過程中，不得有人為接觸，結(jié)構(gòu)需確保完整。記錄行進(jìn)時(shí)間和?？康臏?zhǔn)確性，并進(jìn)行改進(jìn)。4.小組賽：在正常環(huán)境下，在規(guī)定時(shí)間和出發(fā)地點(diǎn)，完成無人巴士停靠到指定車站內(nèi)（巴士處于車站腔體內(nèi)部，其正投影全部或部分落在車位區(qū)域內(nèi)），且巴士保持2秒或2秒以上靜止不動(dòng)，裁判員記錄完成情況和其相應(yīng)用時(shí)。每組有2次出發(fā)機(jī)會(huì)，取成績最好的一次。如某一次未完成任務(wù)，記為出發(fā)失敗，本次成績記錄為0。5.評(píng)分：小組賽中每組推薦一名學(xué)生組成裁判組，參與小組賽評(píng)分。14第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分細(xì)則得分外形30分外形美觀、完整、堅(jiān)固；大小符合要求。外形美觀、完整、堅(jiān)固，尺寸符合要求，得30分。外形美觀度相對(duì)比較，扣5-10分；尺寸過大或者太小扣5分；比賽過程中外形物件有脫落或移位，每脫落或移位一件扣5分。

性能70分行駛時(shí)間（30分）：第1次：

（秒）第2次：

（秒）取兩次成功出發(fā)行駛時(shí)間最小的一次計(jì)算。將各組行駛時(shí)間由小到大進(jìn)行排序，排在第1名的得20分，排在第2名的得17分，每遞減1個(gè)名次得分減少3分。行駛時(shí)間越小，得分越高。

?？繙?zhǔn)確性：（30分）第1次誤差：（厘米）第2次誤差：

（厘米）取兩次成功出發(fā)行駛誤差最小的一次計(jì)算。無誤差準(zhǔn)確?？吭谕＼囄粌?nèi)的30分，誤差，每增加1cm，扣3分。

成功出發(fā)次數(shù)（10分）：□1次

□2次成功出發(fā)1次得5分，2次得10分。

無人巴士小組賽評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)15第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段二、項(xiàng)目2：美麗家園-無人巴士（小學(xué)高年級(jí)）【項(xiàng)目拓展訓(xùn)練】本項(xiàng)目帶有競(jìng)賽性質(zhì)，項(xiàng)目實(shí)施中還可根據(jù)實(shí)際情況改變實(shí)施情境，可設(shè)置高鐵站直線路徑載客服務(wù)情境，會(huì)展中心環(huán)形路徑載客服務(wù)情境，根據(jù)無人巴士行駛速度及到站的準(zhǔn)確性進(jìn)行性能評(píng)定。16第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【任務(wù)描述】伴隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展，由于前期環(huán)保意識(shí)的欠缺，很多原本美麗的家園遭受了環(huán)境污染。其中亂扔垃圾侵占土地，堵塞江湖，惡化空氣，嚴(yán)重危害動(dòng)植物的生長及人體健康。愛護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)，我們每個(gè)人都需要培養(yǎng)垃圾分類的好習(xí)慣，為改善生活環(huán)境作努力，為綠色發(fā)展可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。請(qǐng)同學(xué)們積極思考，像軟件工程師、算法科學(xué)家、機(jī)器人工程師一樣，設(shè)計(jì)規(guī)劃圖，建立模型，建立垃圾分類系統(tǒng)，并制作智能垃圾箱，完成垃圾收集處理?！緦W(xué)情分析】本項(xiàng)目適用于小學(xué)高年級(jí)學(xué)生。這個(gè)年齡階段的學(xué)生在注意力、記憶力、邏輯思維能力等多方面已經(jīng)得到進(jìn)一步的發(fā)展。隨著知識(shí)的積累和生活經(jīng)驗(yàn)的豐富，學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)科的認(rèn)識(shí)正初步形成自己的框架。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要兼顧為以為同學(xué)都能在項(xiàng)目中找到自己感興趣的內(nèi)容，從而得到鍛煉和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，在教學(xué)引導(dǎo)過程中要重點(diǎn)注意學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。17第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)目標(biāo)】STEM教學(xué)目標(biāo)：以未來城市科學(xué)發(fā)展理念規(guī)劃設(shè)計(jì)城市垃圾分類系統(tǒng)，學(xué)會(huì)使用簡易材質(zhì)搭建規(guī)劃實(shí)體模型，學(xué)習(xí)聲控、光學(xué)等傳感器的使用，學(xué)習(xí)3D垃圾箱建模并打印。思政教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)垃圾分類習(xí)慣，提升環(huán)境保護(hù)意識(shí)?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】1.繪圖筆、直尺、計(jì)算器、圓規(guī)等。2.橡皮泥、竹簽、積木等。3.3D打印機(jī)，含打印材質(zhì)。4.智能互聯(lián)開發(fā)套件，含各類傳感器、處理器、太陽能板等。18第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】1.創(chuàng)設(shè)情境、提出問題垃圾分類和當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問題，關(guān)系每個(gè)人和每個(gè)家庭。你了解垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)和處理過程嗎？你說在的社區(qū)垃圾分類系統(tǒng)是怎樣設(shè)計(jì)的？需要如何改進(jìn)？垃圾收集箱使用方便嗎？還可以如何改進(jìn)？希望你能夠?yàn)槔诸惖耐菩凶鲆恍┴暙I(xiàn)。2.組織項(xiàng)目調(diào)研任務(wù)1：調(diào)研城市規(guī)劃部門（網(wǎng)站），了解所在城市人口規(guī)模，面積、分布等情況，每天產(chǎn)生的垃圾量；任務(wù)2：實(shí)地調(diào)研城市管理部門，了解所在城市現(xiàn)有垃圾分類處理系統(tǒng)。如有條件安排參觀垃圾焚燒電廠，了解城市生活垃圾處理過程。任務(wù)3：調(diào)研國家及地方生活垃圾分類有關(guān)政策文件，掌握生活垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)以及具體做法。19第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】垃圾焚燒流程示意圖20第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】國家及地方生活垃圾分類部分政策文件：（1）2017年3月18日國務(wù)院辦公廳《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部生活垃圾分類制度實(shí)施方案的通知》。（2）2018年1月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)部分重點(diǎn)城市生活垃圾分類工作的通知》。（3）2019年6月，住建部、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等九部門聯(lián)合印發(fā)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于在全國地級(jí)及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》。（4）2019年7月1日頒布了《上海市生活垃圾管理?xiàng)l例》。21第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）22第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】項(xiàng)目調(diào)研分組實(shí)施，每組完成1個(gè)任務(wù)，撰寫調(diào)研報(bào)告和匯報(bào)PPT，進(jìn)行小組匯報(bào)。3.城市垃圾分類系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)根據(jù)調(diào)研的具體數(shù)據(jù)，科學(xué)規(guī)劃所在城市垃圾分類處理系統(tǒng)，具體要求：（1）確定生活垃圾收集點(diǎn)的數(shù)量、位置，設(shè)置原則；垃圾中轉(zhuǎn)站的數(shù)量、位置，垃圾處理點(diǎn)的數(shù)量、類型、位置、規(guī)模（日處理量）。（2）垃圾儲(chǔ)運(yùn)路線設(shè)計(jì)，儲(chǔ)運(yùn)車輛的要求。（3）繪制你所在城市垃圾分類收集、儲(chǔ)運(yùn)、處理的規(guī)劃圖。以小組為單位合作完成數(shù)據(jù)測(cè)算和規(guī)劃圖繪制。4.實(shí)體模型制作分組使用橡皮泥、竹簽、積木等材料制作城市垃圾分類處理系統(tǒng)實(shí)體模型。并向所有同學(xué)展示分享你的設(shè)計(jì)，解說其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性。以小組為單位，分工合作，完成各部門模型制作和布局。每小組派一位代表進(jìn)行演示講解。23第一節(jié)STEM項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)案例：小學(xué)階段三、項(xiàng)目3：城市垃圾分類（小學(xué)高年級(jí)）【教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施】5.智能垃圾桶設(shè)計(jì)與制作使用智能互聯(lián)開發(fā)套件設(shè)計(jì)制作智能型垃圾箱，利用各類傳感器、智能控制互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能掃碼開啟，語音引導(dǎo)投放垃圾，數(shù)據(jù)分析、溢滿報(bào)警、煙霧報(bào)警等功能，采用太陽能板供電。垃圾