优秀STEAM案例 | 点亮红绿灯

本案例主要针对小学四年级的学生，通过三个活动分别学习“点亮小灯泡”“导体和绝缘体”“做个小开关”，在此基础上进行红绿灯的设计制作与测试优化。

教学目标与课时

本项目式活动是围绕小学科学四年级“电”单元教学目标进行的，指向物质科学领域。它主要是让学生认识电是生活和工作中常用的能量来源、了解安全用电常识、知道常用电器的工作需要一个完整的回路、知道开关的功能、能用一些基本组件连接一个简单电路、知道有的材料容易导电，有的材料不容易导电。

“点亮红绿灯”项目各学科目标

“点亮红绿灯”项目教学时间安排

教学过程

红绿灯设置在交叉路口或一些特殊地点，指示车辆及行人停止、注意与行进的交通管制设施。如果没有红绿灯，交通拥堵情况将无法想象，人们的乘车安全也无法得到保障。那么红绿灯是如何做到光色信号更换的呢？为了解决这一问题，我们开展“点亮红绿灯”的项目式活动。

活动一：点亮小灯泡

教师组织学生观察小灯泡的构造，引导学生尝试自己点亮小灯泡，观察电流是如何流动的，做好记录。点亮小灯泡的方法不止一种，教师应鼓励学生尝试其他连接方式。通过各小组的展示、汇报，学生小组总结小灯泡点亮的原因：“只有电流流过灯丝时小灯泡才会发光。”教师再总结：“电流从电池的正极流出，经过导线到达小灯泡的一个连接点，电流从连接点进入，经过灯丝再从另一个连接点流出，经过导线回到电池的负极，形成了一个回路，才能使小灯泡发光”。

学生还需学习用简单符号画电路图的方法（如图1），学生借助简单电路图准确表示电路实物图中的各部分及电路的连接，也为之后的学习打下基础，激发学生对电的探究兴趣。

活动二：导体和绝缘体

学生将在了解简单电路的基础上，学习如何连接电路检测器，并用电路检测器正确进行各种物质导电性的检测，认识到有的物质易导电，这样的物质叫作导体，有的物质不易导电，这样的物质叫作绝缘体。加深学生对身边物质属性的认识，同时加深对电的认知。

活动先导入“点亮小灯泡PK赛”，既对活动一的内容进行了回顾，又激发了学生的探究兴趣。这时教师用三根导线连接电路（如图2）提问：“如果把导线1和导线2断开后小灯泡还亮吗？你有没有什么办法，在断开的地方放个材料让电流继续通过，使小灯泡亮起来？”学生通过实验发现，铁片、铜丝接入电路都能使小灯泡亮起来。这种能够检测是否有电流通过物体的装置叫作电路检测器。

小组根据要求制订研究计划，通过检测12种常见物体是否导电，让学生有足够的经验认识生活中的导体和绝缘体。教师并没有提供全部的12种物体，而是留一些空白给学生，期望学生能留心身边的物体，将科学回归于生活。学生通过动手操作来实施检测步骤，并用表格记录实验数据，进行整理分析，总结导体和绝缘体的特点。

最后以“玩一玩人体导电球”为拓展活动，全班同学手拉手，一起点亮导电球。“导电球亮了，说明我们人体是导体吗？”教师可针对这一问题进一步展开安全用电教育。

活动三：做个小开关

教师创设情境：“这个电路中的小灯泡一直在亮着，很浪费电，你有什么方法可以控制小灯泡的亮和灭吗？”从而引出活动的主角——小开关，学生仔细观察小开关，并记录下来。在认识小开关的主要构造后，学生尝试将小开关连接到电路里，探究它是怎样控制电路的连接与断开的。

“如何利用身边的材料设计并制作一个简单的小开关呢？”教师提供材料：带有鳄鱼夹的导线、木块、金属环（如图3）。学生以小组合作的形式讨论、设计、制作一个小开关，并能用它来控制电路，然后在全班展示交流。教师进一步追问：“为什么开关闭合的时候小灯泡会亮，断开的时候小灯泡不亮？为什么开关闭合的时候小灯泡会亮，断开的时候小灯泡不亮？”以此巩固学生对回路的理解。

活动四：设计制作红绿灯

教师通过设置连续提问，启发学生思考：“这个开关有什么样的特点？要求开关连接到红灯时，红灯亮绿灯不亮，连接到绿灯时，绿灯亮红灯不亮，这样的开关应该怎样设计呢？我们设计的控制一盏灯的开关上有两个金属环，现在加了一盏灯，两个金属环还够不够了？我们应该在原来的小开关上如何改进呢？”学生通过小组讨论，逐步形成开关的设计思路，教师引导学生将设计的红绿灯电路图记录下来（如图4、图5）。

学生动手制作红绿灯时，可按照设计好的电路图，根据提供的材料进行连接（如图6）。学生通过实践发现，红灯和绿灯都分别有两根导线，一红一蓝，两根红色的导线可以连接在开关的两个金属环上，另外一个金属环用导线连接到电池的正极。为了连接方便，我们可以用一根特殊导线，一头是鳄鱼夹直接夹住红灯和绿灯的两根蓝色导线，一头连接到电池的负极，这样红绿灯的电路就连接完成了（如图7）。

活动五：测试优化红绿灯

各小组对制作的红绿灯电路进行测试，检测是否符合要求，并介绍是如何控制红绿灯的，若未达到预设要求，应继续对电路图进行改进。

生活中我们看到的红绿灯不仅有红灯和绿灯，还有黄灯，那么，如何对红绿灯的电路进行方案优化，设计出一个开关，能控制红、黄、绿三盏灯呢？我们可以将学生分为几个小组，以小组为单位，先进行电路图的优化，再根据提供的材料进行实物连接（如图8、图9），最后，全班分享交流并总结：①小组在设计制作过程中遇到了哪些困难？是如何解决的？②你们有哪些收获和体会？③你对设计制作的红黄绿灯作品还有什么改进与优化的建议吗？

评价是促进学生成长、教师专业发展和提高课堂效率的重要手段，这在项目式学习中是必不可少的。教学评价是贯穿于整个教学过程中的，学生根据学习过程和学习结果进行自我评价。

文章来源：中国知网

文章原名：《STEM理念下项目式学习的实践探索——以“点亮红绿灯”为例》，有删减

作者：顾洁 苏州工业园区星洲小学

转自：STEAM教师

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原标题：《优秀STEAM案例 | 点亮红绿灯》

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