尹玉

“探秘戈德堡獻禮70年”活動通過“初識戈德堡”“探究戈德堡”“設(shè)計戈德堡”“制作戈德堡”“展示戈德堡”等系列活動，讓學(xué)生能夠靈活運用杠桿、能量轉(zhuǎn)換、力、電路等科學(xué)知識解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力、動手能力、創(chuàng)新能力、合作意識等。以中華人民共和國成立70周年為時代背景，圍繞愛國主題開展科技活動，能夠讓學(xué)生在科技活動中提升愛國情懷和責(zé)任擔(dān)當。

活動對象

參加活動的為科技社團的40名初三貫通班學(xué)生，他們具備一定的動手搭建、制作、編程的基礎(chǔ)，掌握力學(xué)、電學(xué)、能量轉(zhuǎn)換等知識，具有較強的探究能力。通過前期調(diào)查，他們沒有接觸過戈德堡機械的學(xué)習(xí)，對此項活動充滿興趣。

活動目標

學(xué)生能夠認識戈德堡機械，并能夠熟練掌握和運用戈德堡機械中應(yīng)用的科學(xué)原理，例如杠桿、能量守恒、電路、慣性等。

學(xué)生能夠?qū)W會使用現(xiàn)代信息技術(shù)完成資料查詢，并通過自主、合作、探究的方式設(shè)計、制作戈德堡機械。

學(xué)生能夠積極主動參與整個活動，體驗活動中的樂趣，并在活動中培養(yǎng)知識運用能力、用學(xué)科融合的方式解決問題的能力、創(chuàng)新能力和團隊意識，提升愛國情懷。

活動過程

第1次活動：初識戈德堡

學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單的引導(dǎo)及教師提供的視頻二維碼，利用電腦、手機等現(xiàn)代信息手段自主學(xué)習(xí)，了解戈德堡，并在組內(nèi)交流，組間分享學(xué)習(xí)成果。學(xué)生觀看教師提供的《哪吒》和《速度與激情》電影中用到戈德堡機械的片段視頻，找出里面運用到的戈德堡機械的具體關(guān)卡，明確說出所涉及的科學(xué)知識，并總結(jié)什么是戈德堡機械。戈德堡機械即一個精巧的連鎖反應(yīng)裝置，可以完成1個或多個有趣的目標，設(shè)計者必須計算精確，令機械的每個部件都能夠準確發(fā)揮功用，因為任何一個環(huán)節(jié)出錯，都極有可能無法達成原定任務(wù)。

第2次活動：探究戈德堡

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，并用思維導(dǎo)圖的形式表現(xiàn)戈德堡機械可以用到的科學(xué)知識，在此基礎(chǔ)上將知識進行分類。學(xué)生以小組為單位，探究戈德堡常見機關(guān)裝置，并利用給定材料嘗試制作每個機關(guān)。學(xué)生分享、展示探究結(jié)果，歸納戈德堡機械常見機關(guān)并命名。

第3次活動：選題與計劃

教師以愛國為主題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞主題創(chuàng)意設(shè)計制作戈德堡機械，要求國旗能夠升起，過程中只能接受1次外力，路線流暢，不少于5個關(guān)卡，具有創(chuàng)新性，并根據(jù)路線創(chuàng)編一個與中華人民共和國成立70周年有關(guān)的故事。

學(xué)生接到任務(wù)后，以小組為單位確定各組故事主題，并根據(jù)任務(wù)進行合理計劃，組內(nèi)成員根據(jù)個人特長商討各自負責(zé)環(huán)節(jié)，確定組長、設(shè)計師、工程師、編程員、美化師、講解員等。

第4次活動：設(shè)計戈德堡

教師指導(dǎo)學(xué)生了解設(shè)計圖的構(gòu)圖要素、特點及注意事項。

學(xué)生進行現(xiàn)場繪圖，結(jié)構(gòu)圖要有尺寸及材料說明，重點結(jié)構(gòu)要有說明。繪圖是所有結(jié)構(gòu)設(shè)計的根本，任何結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)該從繪制圖紙開始。通過繪制結(jié)構(gòu)圖，深化學(xué)生對自己設(shè)計的戈德堡裝置結(jié)構(gòu)的理解，鍛煉他們的設(shè)計能力和繪圖能力。

第5次活動：制作戈德堡

教師出示為學(xué)生準備的材料，引導(dǎo)學(xué)生思考每種材料的用途，并思考除了給定的材料外還需要哪些材料。每組分配15元創(chuàng)客幣，學(xué)生可以用創(chuàng)客幣在本次活動特設(shè)的材料超市購買所需材料，也可以組間交易。通過創(chuàng)客幣的方式，讓學(xué)生有規(guī)劃、有計劃地完成任務(wù)，培養(yǎng)他們的節(jié)約意識。

學(xué)生撰寫工程方案，進一步明確任務(wù)。通過小組分工合作，學(xué)生進行自己組戈德堡裝置的創(chuàng)意制作。制作完成后，進行自測運行，調(diào)節(jié)各個機關(guān)裝置，保障關(guān)卡運行流暢。

第6次活動：展示戈德堡

學(xué)生展示自己組的作品，對設(shè)計制作的機關(guān)進行演示，并講解創(chuàng)編的故事，分享活動過程中的問題與收獲。每組將自己的裝置運行過程錄制成小視頻，通過微信公眾號平臺進行展示。

第7次活動：評價與反思

教師及學(xué)生從方案設(shè)計、裝置運行、創(chuàng)意程度、藝術(shù)效果、創(chuàng)意寫作方面對各組的裝置進行評價和打分;各組剩余的創(chuàng)客幣也折合成分數(shù)計入最終成績;微信公眾號展示作品過程中采取投票方式，投票結(jié)果計入最終成績。綜合各方面因素，教師評選出優(yōu)秀戈德堡裝置，并對各具特色的優(yōu)秀裝置進行表彰。最后，教師還要引導(dǎo)學(xué)生說一說此次探秘戈德堡活動的收獲與感悟，并進行記錄。

第8次活動：實踐與提高

學(xué)生在探秘戈德堡活動中有了很大收獲，但設(shè)計制作活動的結(jié)束并不代表本次活動結(jié)束，教師要為學(xué)生搭建更多平臺，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識進行拓展延伸和運用。

參與市級競賽根據(jù)評價展示階段的作品得分，以學(xué)生自愿為原則，鼓勵學(xué)生積極參與市級競賽，給學(xué)生更多展示空間。

“大手牽小手挑戰(zhàn)戈德堡”活動本次學(xué)習(xí)后為學(xué)生搭建了“大手牽小手挑戰(zhàn)戈德堡”實踐活動平臺?？萍忌鐖F的學(xué)生走進幼兒園，將難懂的科學(xué)知識通過簡單易懂的方式為幼兒園的孩子講解，教孩子們制作戈德堡玩具，活動培養(yǎng)了他們的細心、耐心和責(zé)任心。本次活動是對社團學(xué)生的考驗，讓他們將課上所學(xué)所做進行了拓展運用。

評價方式

觀察法通過活動現(xiàn)場觀察，了解學(xué)生對整個活動的參與性與積極性;觀察小組合作時組員之間的溝通合作狀態(tài);通過觀察，了解學(xué)生對于戈德堡機械方面知識的掌握程度;通過觀察學(xué)生設(shè)計和制作過程，了解學(xué)生動手操作、知識遷移、解決問題、創(chuàng)造性思維、表達交流的能力。

訪談法了解學(xué)生參加活動的感受與收獲，了解學(xué)生在制作機械過程中遇到的困難及解決困難的方法，了解學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)程度。

反饋法通過所有參與活動的組織教師的反饋，了解學(xué)生參與的態(tài)度，以及在活動中與人溝通、交流的表現(xiàn)。

成果展示通過學(xué)生現(xiàn)場展示的機械制作的成果，了解學(xué)生本階段活動的學(xué)習(xí)效果。

預(yù)期成果

科技社團的學(xué)生能夠在科學(xué)知識層面認識戈德堡裝置，綜合運用重力、能量轉(zhuǎn)換、電路、杠桿原理等多方面的科學(xué)知識，探究戈德堡裝置的常見機關(guān);在技術(shù)層面，能夠熟練使用基本工具對材料進行測量、切割、連接;在工程層面，實踐“確定需求—選擇方法—畫設(shè)計圖—撰寫工程方案—制作—測試和改進—交流與反思”的過程;在數(shù)學(xué)層面，能夠?qū)?shù)學(xué)課上所學(xué)的幾何知識、計算知識應(yīng)用到工程設(shè)計中，真正讓數(shù)學(xué)成為自主學(xué)習(xí)的工具;在藝術(shù)層面，將創(chuàng)意與藝術(shù)融入設(shè)計、制作、美化等每一個環(huán)節(jié)。