宋雪瑞　張志紅

摘 要：2013年以來，黨中央在十八屆三中全會(huì)等會(huì)議中多次提出要加強(qiáng)新形勢下中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育.教育部在2014年印發(fā)的《完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育指導(dǎo)綱要》中特別指出，物理課程可以結(jié)合教學(xué)環(huán)節(jié)滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化內(nèi)容.傳統(tǒng)文化內(nèi)容在物理教學(xué)中的滲透可以通過STEAM教育中的6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式來實(shí)現(xiàn).倒流壺是我國傳統(tǒng)的科技工藝，本文以倒流壺為例，依據(jù)6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式對“連通器”這節(jié)課進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)文化自然地融入到物理教學(xué)中，幫助提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：STEAM教育；6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式；倒流壺

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）18-0089-03

收稿日期：2023-03-25

作者簡介：宋雪瑞（1998-），女，陜西省扶風(fēng)人，研究生在讀，從事中學(xué)物理教育研究；

張志紅（1964-），女，山東省蓬萊人，教授，博士，從事分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論研究.

1 核心概念界定

1.1 中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是中華民族在幾千年的歷史長河中所積累與保存下來的具有獨(dú)特價(jià)值的文化.中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化包含內(nèi)容豐富，有文學(xué)藝術(shù)、文物典籍、科學(xué)技術(shù)、建筑園林、中醫(yī)中藥、民族音樂、民族戲劇、曲藝、國畫、書法、武術(shù)、民風(fēng)民俗、宗教信仰等^[1].我們可以將其中的一部分引入到物理教學(xué)中，不僅能加深學(xué)生對傳統(tǒng)文化的認(rèn)識，更能促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.

1.2 STEAM教育

STEAM教育指的是將科學(xué)（ Science ）、技術(shù)（ Technology ）、工程（ Engineering ）、藝術(shù)（ Arts ）、數(shù)學(xué)（ Mathematics ）五個(gè)學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科整合的教育^[2].STEAM教育是一種新型的教育理念，它強(qiáng)調(diào)的是通過實(shí)踐與過程，學(xué)生能夠自己動(dòng)手探索，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而形成自己的認(rèn)識體系.STEAM教育主要培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、知識遷移能力和創(chuàng)新能力^[3].

1.3 6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式

6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式是美國國際技術(shù)與工程教育學(xué)會(huì)為落實(shí)STEM教育于2014年提出的一種活動(dòng)模式.此模式主要包括六個(gè)階段：參與（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、工程（Engineer）、深化（Enrich）、評價(jià)（Evaluate）.6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式結(jié)合了“科學(xué)探究”的思維和“工程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐，讓學(xué)生在實(shí)踐的過程中感知和洞察真實(shí)情境中的問題，將跨學(xué)科的知識進(jìn)行融合，解決挑戰(zhàn)性任務(wù)，是有效落實(shí)STEM教育理念的課程設(shè)計(jì)模式^[4].

2 基于6E模式的“倒流壺”教學(xué)設(shè)計(jì)2.1 教學(xué)目標(biāo)分析

（1）科學(xué)知識（Science）：學(xué)生能夠理解連通器原理，通過倒流壺這一傳統(tǒng)器具，促進(jìn)學(xué)生對連通器原理的深入理解.

（2）技術(shù)知識（Technology）：學(xué)生掌握基本工具的使用，倒流壺的簡易組裝及倒流壺的開發(fā)設(shè)計(jì).

（3）藝術(shù)知識（Arts）：學(xué)生了解倒流壺的起源與發(fā)展，以及了解倒流壺的制作工藝，使學(xué)生感受到傳統(tǒng)文化之美，提升審美能力，增強(qiáng)對傳統(tǒng)文化的敬畏之心^[5].

（4）工程知識（Engineering）：學(xué)生能夠通過小組合作，協(xié)作解決倒流壺制作過程中所遇到的各種問題，掌握組裝倒流壺的技術(shù).

（5）數(shù)學(xué)知識（Mathematics）：學(xué)生能夠測量和計(jì)算倒流壺開發(fā)制作過程中所用到的數(shù)據(jù).通過數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展.

2.2 教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)1：參與：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

【教師活動(dòng)】

（1）創(chuàng)設(shè)情境：播放倒流壺的圖片，講述倒流壺的發(fā)展史：始于春秋時(shí)期，流行于唐宋，完善于明清時(shí)期的壺式.并請學(xué)生根據(jù)圖片，如圖1所示，介紹倒流壺的外觀特點(diǎn)，教師作以評價(jià)與補(bǔ)充.以此可激發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生積極參與到課堂之中，為進(jìn)一步探索作鋪墊.

（2）提出問題：通過對倒流壺外觀的觀察，學(xué)生們可以發(fā)現(xiàn)倒流壺的外觀奇特，與平常所見到的壺有所不同，倒流壺的壺身與壺蓋是一體的，那么學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問，倒流壺從哪里裝水呢？此時(shí)，教師提出問題：倒流壺是如何裝水呢？以及倒流壺的工作原理又是什么呢？

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）積極參與課堂之中，集體觀看倒流壺圖片，思考并回答倒流壺的外觀特點(diǎn).

（2）學(xué)生以小組為單位，復(fù)習(xí)舊知識，為接下來的學(xué)習(xí)探索做準(zhǔn)備.

教學(xué)環(huán)節(jié)2：探索：層層深入，探究學(xué)習(xí)

【教師活動(dòng)】

（1）向?qū)W生展示倒流壺壺底，如圖2所示，引導(dǎo)學(xué)生分析倒流壺是如何注水的.

（2）進(jìn)一步向?qū)W生展示倒流壺的實(shí)物剖面，如圖3所示，請同學(xué)們仔細(xì)觀察，并試著分析倒流壺的內(nèi)部構(gòu)造.

（3）鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位開展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行倒流壺注水、倒水的過程.

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）學(xué)生以小組為單位，討論并分析倒流壺是如何進(jìn)行注水以及倒流壺的內(nèi)部構(gòu)造特點(diǎn).

（2）學(xué)生認(rèn)識了倒流壺內(nèi)部構(gòu)造后，分小組開展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生親手操作倒流壺的儲(chǔ)水，倒水過程.

教學(xué)環(huán)節(jié)3：解釋：分享交流，知識建構(gòu)

【教師活動(dòng)】

（1）教師組織各小組學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論進(jìn)行分享，鼓勵(lì)學(xué)生解釋倒流壺儲(chǔ)水、倒水的原理.

（2）教師對學(xué)生的回答進(jìn)行分析與評價(jià)，并總結(jié)倒流壺注水、儲(chǔ)水的原理，進(jìn)而引出連通器，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步解釋連通器原理.

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）學(xué)生描述倒流壺注水、儲(chǔ)水的實(shí)驗(yàn)過程及分析實(shí)驗(yàn)原理，小組之間互相討論及評價(jià).

（2）學(xué)生通過教師的引導(dǎo)，以及自主分析與學(xué)習(xí)，總結(jié)出連通器原理.

教學(xué)環(huán)節(jié)4：工程：明確技術(shù)，裝置制作

【教師活動(dòng)】

（1）教師可請學(xué)生親自動(dòng)手制作一個(gè)“簡易倒流壺”.

（2）實(shí)驗(yàn)材料：兩個(gè)透明塑料瓶、兩根透明吸管、一把剪刀、熱熔膠.

（3）在學(xué)生制作過程中，教師在教室巡視指導(dǎo)，以確保制作過程安全.

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）運(yùn)用解釋環(huán)節(jié)中總結(jié)出的原理及教師準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行簡易倒流壺制作.

（2）將制作好的簡易倒流壺進(jìn)行儲(chǔ)水，倒水實(shí)驗(yàn)，觀察倒流壺能否正常使用.若不能正常使用，學(xué)生討論分析問題，并進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

教學(xué)環(huán)節(jié)5：深化：技術(shù)升級、優(yōu)化設(shè)置

【教師活動(dòng)】

（1）教師指導(dǎo)學(xué)生在簡易倒流壺完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案的優(yōu)化和升級.

（2）教師對學(xué)生方案進(jìn)行可行性分析，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行倒流壺創(chuàng)新制作.

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）學(xué)生以小組為單位討論完成改進(jìn)方案，并進(jìn)行小組匯報(bào).

（2）小組之間互相聽取建議，改進(jìn)成果并進(jìn)行評價(jià)，優(yōu)化各自的創(chuàng)新設(shè)計(jì).

教學(xué)環(huán)節(jié)6：評價(jià)：總結(jié)提升，共同成長

【教師活動(dòng)】

（1）教師對每位學(xué)生及每個(gè)小組在不同環(huán)節(jié)的表現(xiàn)進(jìn)行形成性評價(jià).

參與環(huán)節(jié)：學(xué)生是否積極參與課堂之中.

探索環(huán)節(jié)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程操作是否規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確.

解釋環(huán)節(jié)：學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理是否準(zhǔn)確理解.

工程環(huán)節(jié)：學(xué)生是否能制作出簡易倒流壺.

深化環(huán)節(jié)：學(xué)生是否能夠在簡易倒流壺的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì).

（2）教師對學(xué)生本節(jié)課的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)性評價(jià)：學(xué)生整節(jié)課總體表現(xiàn)如何，產(chǎn)品制作是否符合要求.

（3）教師對自己本節(jié)課的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)：教學(xué)方法、教學(xué)語言、課堂組織及教學(xué)效果等方面.

【學(xué)生活動(dòng)】

（1）學(xué)生自我評價(jià)：自己本節(jié)課是否積極參與，是否收獲知識且有所進(jìn)步.

（2）小組內(nèi)互評：小組成員是否積極參與，是否有所貢獻(xiàn)，可匿名評價(jià).

（3）小組間互評：組員間是否分工明確，相互配合，產(chǎn)品制作是否創(chuàng)新、環(huán)保且有效.

本文以6E設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式為工具進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，有效地促進(jìn)了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.學(xué)生通過對倒流壺和連通器的學(xué)習(xí)，能夠認(rèn)識到簡單的物理原理可以解決實(shí)際生活中的大問題.此教學(xué)設(shè)計(jì)也存在不足之處：在向?qū)W生展示倒流壺時(shí)未使用實(shí)物，缺乏直觀性；教學(xué)設(shè)計(jì)未經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，缺乏有效性.之后筆者會(huì)使用倒流壺仿品進(jìn)行課堂演示，增加直觀性；在教學(xué)實(shí)踐中，采用此教學(xué)設(shè)計(jì)，增加有效性，并且在之后的實(shí)踐過程中，進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)和完善.

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[責(zé)任編輯：李 璟]