这个时代如果不去创新,就容易被时代淘汰。 不断创新、不断突破,正是创客教育所提倡的。 by 向金 2017年度乐高优秀教学案例展示大会上,来自西安交通大学附属小学的向金老师分享了“陀螺发射器”STEM课程,获得年度优秀设计奖。向老师提出“可控的不确定性”模块化创新教学理论,也受到与会专家的好评。
在这堂课上,孩子们将通过用EV3搭建陀螺发动机并进行编程,以非常直观的方式学习一些机械基本原理。 向老师解释说:“可控是指有确定的答案,不确定则是指没有唯一正确的答案。我将可控和不确定有机结合在一起,并融进了乐高教育4C学习流程中,让孩子们能够充分发掘自己的STEM潜能。” 向金 热衷于跨界:西安交通大学附属小学-语文教师,创客,机器人老师。2004年和乐高教育结缘,2005年用教学生用乐高机器人拿到第一个世界冠军。之后率队13次获机器人竞赛世界冠军。主要研究方向包括机器人教育、创客教育、思维可视化、人工智能等。 2014年,随着“创客”概念的普及,和志同道合的朋友筹资创办了公益性质的创客空间,帮助引导更多热爱科技创新的人在玩中把想法变为现实。致力于创客教育的发展与推广,参与并编著科技教育与机器人著作25本。 联系阶段(可控) 齿轮是生活中常见的机械器件,孩子们见过以下的几种齿轮吗?数一数不同齿轮的牙齿数量。跟日常生活结合,让他们说说齿轮在不同场景的应用。 机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比,在齿轮组中,传动比等于主动轮齿数除以从动轮齿数。让孩子们计算不同齿轮组的传动比,并填写过程和结果。他们能总结出两个齿轮的大小和传动比的关系吗? 建构阶段 可控 按照给定的图纸,孩子们将用EV3搭建一个基础的陀螺,通过一根长导线连接马达。马达发动机启动后,会将能量通过齿轮传递给陀螺,使它转动起来。 不确定 接下来对陀螺进行编程,通过尝试调整参数,孩子们可以控制旋转的圈数、速度。想要陀螺转动起来需要足够的惯量,所有要让马达功率尽可能地大,建议用100,此外运动的圈数也要尽可能多。 延续阶段 可控 仔细观察陀螺,思考一下这个装置的齿轮组有着怎样的变化速度。1号齿轮转动一圈,2、3、4号齿轮各转动几圈呢?让学生将自己的思考结果填写出来。 不确定 给搭建好的陀螺做一点小改变,比如将轮子换成小轮子,去掉外面的轮胎而只保留中间的轮毂,将轮子尽量往上放从而靠近顶端的位子。在这三种情况下再次进行实验,记录下实验效果,说说陀螺的稳定性(即旋转时间的长短)与哪些因素有关。 课后延续 实验也可以和艺术相结合。孩子们可以在陀螺上增加一张卡片,将卡片分为相等的几等份并涂上不同的颜色,然后让它高速地旋转起来。看看颜色发生了什么变化,查询资料或者上网寻找资料,寻找其中的奥妙。 反思阶段(不确定) 在完成实验之后,学生们需要进行自我评价。
根据实验情况,老师可以在小组中评选出最佳创意奖,最佳设计奖,最佳合作奖和最佳毅力奖,以此鼓励孩子们继续学习。 无数的科学奥秘正等着孩子们去探索呢。通过这节“陀螺发射器”课程,孩子们可以获得马达控制、顺序等待、齿轮传动方面的基本知识;更重要的是,“可控”和“不确定”递进式的课程设置,可以引导孩子们有方向性地展开他们的想象力、创造力。他们完全可以发挥自己的创意,在搭建手册的基础上制作一个不一样的陀螺发动机! |
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