拿高中“回滚筒”实践活动当作例子, 在 STEM 教育理念之下开展项目驱动式实践活动, 联系生活里有趣且具有挑战性的问题, 将问题进行项目化, 促使学生凭借问题解决达成学习任务, 收获成就感。
设计思路
STEM教育对培养学生掌握知识与技能提出要求, 需以整合的教学方式来达成, 且要让学生能够进行灵活迁移, 进而解决真实问题。基于此, 中学物理实践活动若以STEM为依托, 应当具备一系列核心特征, 比如说跨学科、趣味性、体验性、情境性、协作性、设计性、艺术性、实证性以及技术增强性等等。
面向众多高一学生开展的“回滚筒”实践活动当中, 这些学生才刚刚学习完“机械能及其守恒定律”的具体内容, 对于弹性势能以及动能, 还有机械能守恒定律也已经有了一定程度的认识和理解, 如此这般便能够满足完成此项活动所需要达成的知识方面的要求了, 基于这样的情况, 那位笔者从而确定了此活动的教学所应当达成的目标以及设计的思路是像下面这样的句号。
教学目标
（１）知道动能, 晓得势能, 明白机械能守恒定律, 并且培育出能够综合运用所学习到的知识去阐释实际问题情况的能力。
（２）亲身体验“回滚筒”的制造流程, 可把生活里相对复杂的实际景象转变为物理模型, 接着展开分析以及推理, 得到正确的结果并予以恰当的阐释。
（３）按不一样的视角, 针对“回滚筒”提出能够探究的物理问题, 制订具备一定创意的探究方案。
（４）感受合作学习具备怎样的重要意义, 去亲身感受探索的整个流程, 尽情品味研习物理所带来的那种快乐滋味。
教学思路
于 STEM 实践活动教学里, 借由回滚筒项目以达成学习拓展之目的, 把科学、技术、工程、数学等层面充分融合且予以运用。于工程的学习及了解进程中, 不停去发现、提出问题, 借助科学、数学知识寻觅解决途径, 末了使用技术把解决途径具体化, 经由小组分工协作, 进而达成教学目标。
在具体活动设计中，主要从四个层次进行剖析：
科学所处的层次范畴, 存在着对于机械能以及其守恒定律相关知识予以学习的需求, 就好比在回转滚筒的回滚进程当中, 这里面是蕴含着能量转化与守恒的原理的。
技术层次。主要涉及回滚筒制作和3D打印技术；
从工程的层面来讲, 得让学生具备这样的能力, 能够学会去洞察那些存在的问题, 接着提出相关的问题, 并且借助实验去解决这些问题, 还要持续地针对回滚筒展开改进, 一直到最后完成一件精致美妙的成品。
数学层级表现, 着重呈现在数据度量、算计与规划统筹层面, 像是回转滚筒的尺码、质量的运算以及滚动路程的估量等等。于整个STEM活动里, 教师给学生供给了橡皮筋、螺母、塑料瓶、3D打印机等实验器具。
教学过程
创设情境，导入新课
教师带着学生回想生活里有弹性之物, 领着学生认真感受体会生活, 对着生活里头常见的物体展开功能性的联想, 还让学生自己把材料的特点归纳出来, 以此导入新课。
问教师: 于生活里, 大伙肯定会碰到形形色色具备弹性的物体, 像弹簧, 像海绵, 像橡皮筋之类的。
什么样的物体具有相关弹性, 能够被用来做些什么? 要是再增添一个圆筒, 大家会想着怎么样去进行制作?
学生进行回忆后, 针对生活情境作出回答, 于教师给予的启发之下, 联想到出现滚动情况的筒, 进而引出那般课题, 也就是“回滚筒”。
猜想与设计
以让学生提出猜想, 再动手去做实验, 于那种探索当中可以获得知识, 与此同时体验科学含有无穷无尽的独特动人、吸引人的魅力。这样的过程能够培养学生具备的选择、规划从而创造的能力, 去猜想各个材料处于“回滚筒”里所起到的作用, 并且在持续不断地自我进行否定的情况之下得到最终的答案, 这体现出了STEM教育所具有的体验性。
教师给出任务, 让同学们借助橡皮筋、螺母以及塑料瓶去制作一个能够自行滚动的筒, 并且要求学生进行猜想, 梳理好设计思路。之后提醒学生, 在设计的整个过程里, 要注意下面这些事项:
（１）开始设计时, 需留存作图的痕迹, 不可以采用给定材料范围以外的相应材料去开展 。
（２）设计图纸要有尺寸规定。
实际制作
于制作时, 要尽可能让学生独立去完成初步作品, 然而教师需于办法上引导学生, 于对 STEM 项目的探究当中要重视经验的积攒、对事实规则的认知以及运用科学思维办法。至设计作品之际, 不单单是对机械能及其守恒的知识进行夯实的进程, 更是对学生统筹规划能力全部的锻炼。尽力在学生动手且动脑做项目时, 能够掌握并熟练运用科学规律, 去体会科学规律针对我们生产生活的指导效用, 此进程展现了 STEM 教育的实证性。在这个进程当中234范文网，学生进行思考, 而后投身于制作“回滚筒”, 采用表格的形式去记录实验的经过, 以此为了日后能够开展总结、实现反思。
团队协作
团队协作环节, 不只是针对作品进行反思与改进, 更是着重于学生交流能力的提升, 以及团队协作能力的提高, 此过程展现出了STEM教育理论之下创新课程所具备的协作性。
面对教师所进行的引导, 则是, 当你运用自己制作完成的回滚筒去开展实验之际, 你是不是已然察觉到, 不同人员制作出来的成品, 其滚动的距离存在差异, 那么究竟是哪些因素会对滚动的距离产生影响, 让我们一同展开探究！
学生借助探究, 发觉影响滚动距离的因素包含有, 筒这般的形状, 以及如橡皮筋数量之类的情况。
客体与模型的转化
在上一环节里, 学生归纳出影响回滚筒滚动距离的因变量后, 又一次展开了探索, 在实验进程中没法保证每个回滚筒的外形及尺寸相同, 不能完全消除误差, 不过我们能够借助技术手段尽力减小误差高中物理微型课题高中物理微型课题，像借助3D打印技术处理回滚筒的尺寸问题, 在STEM教学中引入3D打印技术, 能够满足学生对未知科技领域的好奇心。透过新技术来引发孩子们对于创新的浓厚兴趣, 此之后促使孩子们去切实体会将知识运用至实际所收获的那种成就感, 这般就展现出了STEM教育所具备的技术性；而关乎模型的转化进程, 实际上它就是学科之间的某种联系以及转化, 这样就彰显出了在STEM教育理论支撑下创新课程所拥有的跨学科性。
使用3D制图软件进行绘图
今时今日的 STEM 教育模式, 已把往昔传统那种“废物利用”型的实践思路予以拓宽, 变为借助技术手段去激发并简化学生创新进程的全新思路。就“回滚筒”而言, 3D打印技术被应用, 解决了学生在完成作品之际的繁杂步骤以及困难, 致使作品变得更为美观。图1 是学生运用 3D 制图软件绘制而成的“回滚筒”设计图。
利用模型再探究
借助模型再度开展研究的进程, 并非仅仅是在完成作品之后所进行的反思那么简单, 它还是进一步加深对科学规律理解的意义重大的一步呢。
借助3D打印机打印造就的模型（像图２那般）, 再度针对先前的实验展开探究, 记录下反馈回滚筒滚动的距离, 变更相关参量, 探究具影响性的因素引领学生融合所学知识展开讨论, 进而得出对应的结论。
改进装置
于活动的最后阶段之时, 教师提出改进装置的任务, 引领着学生, 从作品的美观性角度, 以及艺术性角度, 还有实用性角度来进行改进。在改进环节当中, 学生以数学当成工具, 而从工程角度和艺术角度, 去对作品加以改进, 如此种种模式, 更能够促进创新型人才的培育句号。
于“回滚筒”这一活动里, 教师针对学生初步制作而成的装置, 提出了如下问题, 一是用牙签去固定你的橡皮筋, 看上去并非十分美观, 怎样改进? 二是对筒滚动的距离有无影响? 此外, 你能够跟同学展开讨论、进行交流的。
学生仔细地进行思考, 想出改进的方法, 而后积极地去尝试, 在改进的这个过程当中若是遇到了问题, 会和同学去进行沟通, 还会寻求老师给予的帮助。