學(xué)科融合背景下的信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐

學(xué)科融合背景下的信息技術(shù)教學(xué)實(shí)踐本節(jié)課是一節(jié)研究課，主題是STEAM教育實(shí)踐、研究與思考，結(jié)合學(xué)校的硬件實(shí)際，筆者選擇了《指尖陀螺的設(shè)計(jì)與制作》這節(jié)內(nèi)容，它是筆者所在學(xué)校校本特色課程《創(chuàng)意設(shè)計(jì)與3D打印》中的特征建模的簡單應(yīng)用?！衲繕?biāo)設(shè)定知識與技能目標(biāo)：①科學(xué)目標(biāo)：知道指尖陀螺的物理結(jié)構(gòu)，理解轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念及對指尖陀螺設(shè)計(jì)的影響;②技術(shù)目標(biāo)：會熟練使用游標(biāo)卡尺，掌握特征建模的思路，會檢查草圖的封閉性;③工程目標(biāo)：合理選擇零件配合的方法，能夠根據(jù)現(xiàn)有材料設(shè)計(jì)解決方案;④藝術(shù)目標(biāo)：能夠從外觀上改進(jìn)自己的作品;⑤數(shù)學(xué)目標(biāo)：能準(zhǔn)確計(jì)算建模過程中的各種數(shù)據(jù)。過程與方法目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)有問題的羅盤，并在設(shè)計(jì)中解決這些問題。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在設(shè)計(jì)羅盤中感受知識融合的重要性，同時(shí)體驗(yàn)設(shè)計(jì)和制作的樂趣。●策略及流程本節(jié)課采取倒敘的手法，提前打印產(chǎn)品（含各種問題產(chǎn)品），讓學(xué)生觀察、比較，找到各種問題，通過小實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)科學(xué)知識，為解決問題提供思路，同時(shí)感受組裝過程對產(chǎn)品工藝的要求，為細(xì)節(jié)完善做好準(zhǔn)備。整體流程如下圖所示。本節(jié)課注重實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力和結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)方案解決問題的能力。因此，筆者提前準(zhǔn)備了物料，包含教學(xué)展示用和學(xué)生用兩個(gè)部分，并對學(xué)生用的以組為單位進(jìn)行了分裝。教學(xué)展示用的主要是各種設(shè)計(jì)精美的指尖陀螺。學(xué)生用每組包含指尖陀螺專用高速軸承1個(gè)，普通配重軸承6個(gè)，直徑為12mm、14mm、16mm的鋼珠各3顆，游標(biāo)卡尺及套盒一組，筆一支，什物籃一個(gè)，羅盤1～2個(gè)。此外，給每組提供任務(wù)提示單，對難點(diǎn)給予提示，讓學(xué)生更清楚每個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)?！窠虒W(xué)過程1.課題引入教師演示事先準(zhǔn)備好的指尖陀螺，激發(fā)學(xué)生興趣，同時(shí)詢問是否喜歡，想不想要，并故意說舍不得給他們，但是告訴他們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，他們都可以成為指尖陀螺的制作高手。設(shè)計(jì)意圖：借助指尖陀螺實(shí)物引起學(xué)生的興趣，又因?yàn)榻處煹摹靶狻弊屗麄兦蠖坏?，引出本?jié)課主題，激發(fā)他們強(qiáng)烈的創(chuàng)作欲望。2.指尖陀螺的分析與設(shè)計(jì)活動(dòng)1：拆解陀螺，了解結(jié)構(gòu)拆解指尖陀螺，了解指尖陀螺的結(jié)構(gòu)——羅盤、蓋子、高速軸承。同時(shí)，和什物籃中的物料進(jìn)行對應(yīng)，完成任務(wù)提示單中指尖羅盤的構(gòu)成。設(shè)計(jì)意圖：現(xiàn)場拆解，讓學(xué)生迅速了解指尖陀螺的結(jié)構(gòu)，為后面的設(shè)計(jì)提供幫助?；顒?dòng)2：組裝陀螺，發(fā)現(xiàn)問題學(xué)生組裝指尖陀螺，請完成的小組展示安裝好的羅盤，再請學(xué)生展示有問題安裝不上的羅盤，并說出問題所在。設(shè)計(jì)意圖：將問題產(chǎn)品前置，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并思考如何在自己的設(shè)計(jì)中加以改進(jìn)?；顒?dòng)3：實(shí)驗(yàn)操作，探究科學(xué)知識什物籃中其余的配件是干什么用的？請學(xué)生發(fā)表自己的看法。教師適時(shí)播放實(shí)驗(yàn)小視頻——引出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，請學(xué)生結(jié)合自己的物料在羅盤上安裝配重，并做個(gè)簡單的對比、總結(jié)小實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過觀看小實(shí)驗(yàn)并親手操作實(shí)驗(yàn)，感受科學(xué)知識，從而引出配重的重要性。同時(shí)，感受由于添加配重而對羅盤的設(shè)計(jì)提出了更高要求?；顒?dòng)4：參數(shù)測量，有數(shù)可依學(xué)生總結(jié)發(fā)現(xiàn)的問題，完成任務(wù)提示單中相對應(yīng)的部分，明確精確測量的重要性，并使用游標(biāo)卡尺測量配件參數(shù)。設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)測量的好習(xí)慣，使其熟練掌握游標(biāo)卡尺的使用，在實(shí)踐中逐步形成工程設(shè)計(jì)思維?；顒?dòng)5：理清思路，實(shí)操建模①復(fù)習(xí)特征建模的基本步驟，理清建模的思路開始建模。②巡視學(xué)生作品，請學(xué)生講解自己確定的尺寸。③教師講解檢查草圖封閉性的方法（本節(jié)課的新知識點(diǎn)）。④特征造型，告知學(xué)生拉伸厚度同軸承厚度。⑤細(xì)節(jié)處理（舊知識的靈活運(yùn)用）。教師通過問題“你還會進(jìn)行哪些細(xì)節(jié)處理？為什么要進(jìn)行圓角和倒角的設(shè)計(jì)？”對細(xì)節(jié)的處理給予引導(dǎo)，并請已進(jìn)行細(xì)節(jié)處理的學(xué)生講講出發(fā)點(diǎn)是什么。設(shè)計(jì)意圖：提示學(xué)生結(jié)合藝術(shù)性和工藝等要求，讓他們在實(shí)例中逐步形成用工程設(shè)計(jì)思維去看待作品制作。3.展示交流，梳理總結(jié)①請學(xué)生展示自己設(shè)計(jì)的羅盤，談?wù)勗O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，以及還有哪些需要改進(jìn)，教師梳理并總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容。設(shè)計(jì)意圖：請學(xué)生展示自己的作品，滿足學(xué)生的展示欲望，也給學(xué)生提供了互相學(xué)習(xí)的機(jī)會。展示時(shí)說出自己設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)也是工程思維的一種體現(xiàn)，同時(shí)，再次指出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量還和其他因素有關(guān)，感興趣的同學(xué)可以課后深