优秀STEAM案例 | 测量风向——制作风向标

本案例选自杭州清河实验小学公众号

科学课本上有一个制作风向标的活动作业项目，就让我们一起来设计制作一个能灵活转动并能指正风向的风向标吧！

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“测量风向”项目作业设计目标

S（科学）

风的方向可以通过风向标来测量的，风向标是测量风向的仪器。

T（技术）

了解风向标是由箭头、箭身和箭翼组成。它的箭头可以指向风吹来方向的工作原理。

E（工程）

学生能够设计制作一个美观的风向标，并能向风吹来的方向指示风向。

M（数学）

让学生以设计图的形式表现风向标箭头、箭翼的大小以及达到两者平衡的距离数据。

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“测量风向”项目作业设计方法

本项目是结合科学四上第一单元《风向和风速》一课提出的任务型项目作业。在本次项目任务中，教师出示任务目标，即利用周围常见材料，完成制作一个风向标。设计制作出一个能灵活转动并能指正风向的风向标，完成的风向标将从灵活程度、牢固程度、指正风向等角度进行评价。学生可以发挥创意，经过设计制作、实际环境应用与改进等完成项目任务。

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“测量风向”项目作业实施步骤

任务实施步骤

布置与讨论——设计与思考——制作与过程性评价——实际环境应用与改进——总结性评价与反思。

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布置与讨论

风的方向可以通过风向标来测量的，根据四上第一单元第4课《风向与风速》教材要求，教师提出项目任务内容，即利用周围常见材料，完成一个风向标，完成的风向标将从科学性、稳固性、灵活性、实际应用效果等角度进行评价。学生明晰任务内容，充分了解与主题相关的知识信息，了解项目的限制条件和评价标准。调动学生兴趣，使学生感受到使用简单工具能对天气观察活动提供很大的帮助，从而积极参与到项目设计制作中来。

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设计与思考

用头脑风暴方法思考怎么来设计、制做一个风向标，使它能够灵活转动、指示方向。参考教材P9的步骤学习风向标的制作材料及方法。1.选一根硬一点的吸管，在吸管两端纵向切开约一厘米的缝隙。2.用硬纸板剪一个大小适中的箭头和一个稍大的箭翼，分别插入吸管两端，并固定。3.用一根大头针插入吸管平衡点并插入铅笔一端的橡皮中，使其能自由转动。在这个阶段，有两个重要任务，任务一：完成风向标的设计初稿和明白制作方法；任务二：思考对设计、步骤过程中的不确定因素提出疑问，如，风向标箭头、箭翼插进吸管时会不会掉下来，怎么固定？；风向标箭头、箭翼不会随风转动或不会指正方向怎么办？大头针插入铅笔一端的橡皮中不平衡怎么办？如果有这种可能，应该怎么处理？

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制作与过程性评价

在这一步骤中，学生根据前面设计制作方法的研究讨论，运用材料动手制作一个由箭头、箭身和箭翼组成的风向标。根据在制作过程中出现的困难，针对性地提出相应的解决方法。同学们上台介绍风向标的设计方案过程及遇到的困难与相应的改进方法。同学之间展开自评与互评，根据这些过程性评价,总结改进经验。

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实际环境应用与改进

对制作风向标的测试、应用，用风向标测风向时，要把风向标放在没有遮挡物的空地上，并放置在一定高度的地方。在测试时，学生需作详细的观察记录。着重思考两个问题：1、风向标能否灵活转动并能指正风向，2、改进后的效果如何，是否满意。测试后，根据测试结果，带着自己设计的记录单以及风向标，分享改进方法，回答同学们的疑问，总结经验，可以再次改进设计。

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总结性评价与反思

制作风向标这个科学课中的活动项目，既培养了孩子的思考设计能力又锻炼他们的动手能力。除此之外，活动还有利于孩子认识了解相关天气的一些专业知识，引起他对科学学科知识的兴趣。学生从材料的选择、制作细节和测试改进这三个方面来完善自己的风向标，达到了迭代上升的效果。过程中请学生们思考：怎么样让风向标不随意打转、能稳定指正风向？同学们带着问题去思考，去改进，忙得不亦乐乎。

风是有方向的，风吹来的方向即为风向。风向标是一个不对称的物体，重心点固定于垂直轴上，当风吹过，对空气流动产生较大阻力的一端（箭尾）便会顺风转动，使风向标的箭头指向风的来源。其原理是：箭尾受风面积比箭头大，若箭头及箭尾均受风，箭尾必会被风推后，使头移往风的来源。

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《我的风向标》评价标准

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编者按

从科学课本中去找适合融入STEM教育的内容，以教材科学概念为基础，结合工程、技术、数学学科加以整合，设计成一个个有创意的 STEM 活动小项目。

转自：陈老师实验室

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原标题：《优秀STEAM案例 | 测量风向——制作风向标》

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