基于STEM理念下“智能蚕室”的设计研究

谢洁玲

摘要：生活在城市里的孩子，接触大自然的机会不是特别多。本学期三年级制作基于STEM理念下“智能蚕室”就为学生提供了机会。有养蚕经历的同学都会发现蚕的粪便、剩桑叶很难分离，蚕便较多难以清理，导致蚕的存活率不高发生大批量死亡的现象，于是笔者带领学生通过创意设计，结合STEM教育理念，制作出一个智能化的多功能“智能蚕室”，大大提高蚕宝宝的存活率和方便学生的观察蚕的一生。

关键词：饲养蚕;STEM理念;智能蚕室

《蚕的一生》是小学科学教科版三年级下册《动物的一生》单元，学生通过养蚕，经历了对蚕生长发育全过程的观察，做了许多记录，对蚕的一生有了一定的认识，了解到蚕的粪便、剩桑叶很难分离，蚕便较多难以清理，导致蚕的存活率不高发生大批量死亡的现象，为了让蚕宝宝健康成长，不再夭折，笔者带领学生设计蚕宝宝舒适的家，在设计时结合STEM教育理念，将科学、技术、工程、数学等因素综合考虑，设计出既方便学生换桑叶和便捷地清理粪便的“智能蚕室”，还能健康养蚕，让学生更喜欢观察蚕的一生。

一、跨学科融合，提出设计方案

STEM教育理念是跨学科融合，即跨越学科界限，把科学、技术、工程、数学等学科的知识和方法进行融合应用，以基于真实世界问题的项目式教学，解决实际问题，让学生收获“像科学家一样思考，像工程师一样解决问题”的能力。在教学中，倡导以项目式学习。在设计前作者提出一系列的问题：1.如何设计一个便于观察的桑蚕饲养容器？2.如何通过制作工具动手制作桑蚕与蚕便分离的饲养容器？3.智能化功能问题，如何在满足桑蚕生存条件的基础上，通过实践和测试增加饲养容器的智能化功能，从而达到更方便地观察和管理桑蚕的“智能蚕室”？在项目实施中，教师引导学生从观察蚕宝宝开始，用自己的眼睛去发现蚕宝宝的生活需求，了解蚕宝宝各种行为背后的秘密。学生带着感兴趣的问题以小组学习的形式进行头脑风暴，课下自己查找资料，对问题做出很多设计创意图并在设计图纸上进行标注，说明自己这样设计的理由和制作“智能蚕室”所需的材料，同学之间相互交流分享，通过交流汇报综合多方观点最后整合形成小组解决最佳方案进行深度研究。丰富生动的课堂内容，鲜活有趣的昆虫世界，让STEM课成为孩子最期待的课堂。

二、思维碰撞、搭建“智能蚕室”

STEM教育理念是强调在动手实践中学习，小组成员認真学习相关桑蚕养殖的文献理论，查阅与创作有关的前人已经制作出的商业化桑蚕养殖盒子情况，利用科学课时间由笔者对大家进行统一的培训，阐明目的和实施方法，初见成效，同学们搭建出密闭的保护空间，通过透明的盒子材质来进行桑蚕养殖与观察;采用分层处理方法，参照不同的动物饲养间的设计，将蚕活动的空间设计在上层，下层制作收集用抽屉，方便进行粪便处理;同时通过智能化的手段采用小型的wifi监控设备，对桑蚕进行24小时无间断养殖监控;在盒子中镶嵌入式动态监测的温湿度监测仪，加强智能化的环境温度控制，真正做到“智能蚕室”。

三、展示成果，拓展延伸

STEM教育理念是学生综合运用多种学科知识与技能来解决问题，并将最终的学习成果予以表达、交流与展示。我们想把这个“智能蚕室”放进我们的科学实验室，让低年级的学弟学妹们在上课之余，能够直接在学校进行桑蚕的饲养和观察，这样既保护了我们的蚕宝宝，也能观察到蚕宝宝的生长过程。对于高年级的同学我们进行手把手的二次创作，做到人手一个“智能蚕室”，推广并运用在家里饲养蚕宝宝，形成我校独特的校园科学文化。

“智能蚕室”STEM项目学习紧紧围绕STEM理念，以项目式学习为途径，以学生为中心，引导学生作为项目式学习的实施主体，促进学生的多元发展，为提升学生核心素养提供了新的视角。STEM教育是面向所有学生培养综合素质的载体，从主动探究、批判质疑、融合创新、劳动意识、责任意识、合作意识、技术应用等方面促进学生综合能力的发展，STEM项目式学习将成为小学课堂改革的趋势和方向。

综上，“智能蚕室”紧紧围绕STEM理念设计和搭建，它有效的帮助同学们清理蚕便，提高蚕的存活率。其中24小时无间断养殖监控，它可以全方位观察到蚕宝宝的生存状态，可以远程录像，便于学生观察蚕宝宝的各种生活习性，是个不可多得的好制作。

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