优秀STEAM案例 | 建筑结构设计

本课程基于STEM教育思想，采用6E设计型学习模式进行基于工程设计的STEM课程设计——建筑结构设计，并在此基础上进行教学实践探索，以期为我国高中开展基于工程设计的STEM课程提供一种可能的实践路线。

6E探究式教学设计与实践课程任务设计
建筑物要屹立不倒，不仅要承受自身的重量和建筑物内部的各种设备、物件等，还要能抵抗诸如大雪、台风、地震等自然灾害。基于此，学生将在本课程完成一个由真实情境简化的工程任务：采用不同规格的桐木条和502胶水，设计并制作一个三层建筑结构模型，结构形式任选。结构模型将经受竖向荷载作用（模拟建筑结构实际承受的永久荷载和使用活荷载），以及具有扭转分量的水平运动（模拟地震作用），考验模型在正常使用时和地震作用下的性能。

跨学科知识地图
本课程将涉及的主要相关跨学科知识如图1所示。

6E教学流程设计
6E设计型学习模式是近年来备受推崇的课程模式，该模式结合了“科学探究”的思维和“工程设计”的实践，让学生在“需要知道”和“需要做”的循环过程中感知、洞察真实情景中的问题，统整跨学科的知识，解决挑战性任务，是落实 STEM 教育整合性理念的有效课程设计模式。

依据6E模式设计的教学流程共有五个阶段，各阶段设计的教学内容与设计目标如表1～表5所示。

学习评价设计
本课程学习评价主要侧重于过程性评价，其教学设计如表5所示。

知识概念学习过程中安排两次课后作业，与课程内容相关，如学习建筑结构类型后，要求学生对学校的几幢建筑进行现场调研，判断其结构类型。课程中的两次结构模型设计制作，作为主要对学生的知识掌握情况的评价载体，评价内容包括学生对结构模型的设计理念的介绍、模型制作的工艺和外形创意、模型的加载表现、加载后学生撰写的加载测试报告（包括对模型加载成功或失败原因的分析、反思、改进措施的提出等）。其中，模型加载表现的评分既考虑了结构模型的承载力，又将模型的重量作为考量，这与实际中要求建筑结构设计既要满足承载力要求、又要尽量降低结构造价以提高其经济性相一致。为了培养学生的批判性思维、提高学生对相关知识概念的渴求，模型测试后的分析报告在评价中占主要比重。（声明：本文来源21CN青少年科创家，转载仅做学习交流，非商业用途，所有转载文章都会注明来源，如文章、照片的原作者有异议，请于后台联系我们，我们会进行快速处理或删除，谢谢支持。）