新苏教版科学六年级下册 STEM学习 节能小屋 单元概要分析

STEM学习  节能小屋单元概要分析

一、单元整体解读与学情分析

建筑节能是关系人类命运的全球性课题。从建筑材料制造、建筑施工，到建筑使用的过程中，要消耗全球大约三分之一的能源，建筑在用能的同时，还向大气排放大量污染物。随着社会的进步，人们迫切需要一种新型的既省料节能又绿色环保的建筑形式，各国普遍开始重视建筑节能。于是，绿色节能建筑应运而生。绿色建筑，又称可持续性建筑、环境友好型建筑，其概念诞生于“绿色设计”阶段，其实体形成于“绿色施工”阶段，其效果体现于建筑实体为社会提供“绿色服务”的时时刻刻。大力发展绿色建筑意义重大。绿色建筑能节约土地、水、材料等物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物排放，能缓解能源供需矛盾和温室气体排放，改善环境质量，提供更加舒适的生活环境，促进经济又好又快发展。绿色建筑代表了未来居住方向和生产方向，是实施生态教育、技术教育、职业教育的良好载体。绿色建筑的形成必须综合运用各科知识，如理解并充分利用自然规律，选用和开发合适材料，合理安排建筑形态、围合结构节能技术和建造方式等。因此，学习本主题可以使学生有机会综合所学的各方面知识，体验科学技术对个人生活和社会发展的影响，使学生体会到“做”成功和乐趣，并养成通过“动手做”解决问题的习惯。

建筑能耗越来越大，建筑节能成为迫切需求。面对这个社会问题，学生关注度是不够的，只有让学生设身处地认识建筑能耗问题的严峻性，才能产生学习需求。由此本项目依次展开六个学习环节：了解需求，明确问题，前期研究，设计方案，制作改进，评价反思。

“节能小屋”属于STEM项目学习单元。它倡导跨学科学习方式，以项目学习、问题解决为导向，将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于培养学生的创新能力与综合素养。“节能小屋”让学生在模仿工程师的工作方式中学习，其本质还是学习。通过对已有科学知识的运用和迁移，促进学生建构科学大概念，提升实践能力。因此，教师不要过多纠结于学生做出的节能小屋模型的质量，或者说不要把这一单元上成劳动技术课。受限于小学生的实际情况，他们的知识和能力都有所欠缺，如果过分追求物化成果，可能会出现无视学生实际而刻意拔高要求，强行灌输知识点、训练技能点的情况。本单元重在引导学生经历STEM项目学习的过程，让高阶思维在真实的应用场景中真正开启，从而提升学生解决问题的能力。整个STEM学习过程通过学生所做的“工程笔记”串联起来。

二、单元目标解读与概念分析

（1）本次STEM项目学习通过阅读、实验、设计、制作、展示等活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。

科学知识：

了解技术是人们改造周围环境的方法，是人类能力的延伸，工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、创造丰富多彩的人工世界的一系列活动；了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。

科学探究：

能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取事物的信息。

能基于所学的知识，运用分析、比较、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致。

能基于所学的知识，采用不同的表述方式，如科学小论文、调查报告等方式，呈现探究的过程与结论；能基于证据质疑并评价别人的探究报告。

科学态度：

能大胆质疑，从不同视角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、设计与制作，培养创新精神。

能接受别人的批评意见，反思、调整自己的探究；在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。

科学、技术、社会与环境：

了解科学技术可以减少自然灾害对人类生活的影响；了解在科学研究与技术应用中必须考虑伦理和道德的价值取向。

了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。

认识到人类、动植物、环境的相互影响和相互依存关系，了解地球上的资源是有限的，人类活动会对环境产生正面和负面的影响，自觉采取行动，保护环境。

（2）本单元学习内容基于《课程标准》课程内容中“技术与工程领域”的高年段要求。

18.2 工程的关键是设计。

利用摄影、录像、文字与图案、绘图或实物，表达自己的创意与构想。将自己简单的创意转化为模型或实物。

根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。

18.3 工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。

根据设计意图，分析可利用的资源。

简单评估完成一个产品或系统的可行性，预想使用效果。

从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计，并提出改进和完善建议。

三、单元构成与逻辑分析

本次STEM项目学习依照工程实践的流程开展活动，具体细化为了解需求、明确问题、前期研究、设计方案、制作改进、评价反思六个环节。在了解需求环节，强调需求来自对现状的不满，利用技术可以改变现状。在明确问题环节，强调目标意识，进一步明确活动任务、具体要求和需要解决的问题。在前期研究环节，强调用查阅资料、实验探究等多种方法找到可能的解决方案。在设计方案环节，强调找到“节能小屋”的最优方案，学会绘制设计简图。在制作改进环节，强调要根据方案制作模型，在改进的过程中及时记录调整点与原因。在评价反思环节，强调对照任务要求，对整个设计和制作过程进行客观公正的回顾反思。整个项目学习强调学生经历一个完整的工程实践过程，培养小组有效分工及合作能力，逐步提升学生的技术与工程素养。

四、单元教学目标

（1）经历“节能小屋”从需求到建成的全过程，能够列举并说明STEM项目学习的大致流程。

（2） 能够梳理回顾已有知识，并将这些知识应用到问题情境中，对解决问题产生作用。

（3）能够识别所要解决的问题，能够将各种想法汇集起来，运用一定的策略形成一个完整的建设方案。

（4）能够基于测试结果进行评价反思，并联系前期研究、设计方案等环节，作出调整。

五、单元活动导图

六、课时安排