小學(xué)STEM綜合活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)背景與理念在核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教育改革背景下，STEM教育通過科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）的跨學(xué)科融合，為小學(xué)生搭建“做中學(xué)”的實(shí)踐平臺(tái)。本方案以“校園雨水花園”為載體，回應(yīng)校園積水、生態(tài)教育的現(xiàn)實(shí)需求，踐行“問題驅(qū)動(dòng)—探究實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用”的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中整合多學(xué)科知識(shí)，發(fā)展系統(tǒng)思維與實(shí)踐能力?；顒?dòng)目標(biāo)定位學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)（S）：觀察水循環(huán)現(xiàn)象，理解植物生長與水、土壤的關(guān)系，認(rèn)識(shí)雨水花園“徑流收集、水質(zhì)凈化”的生態(tài)功能。技術(shù)（T）：掌握軟尺、量杯等工具的使用方法，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄與簡單分析，嘗試用繪圖軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。工程（E）：經(jīng)歷“需求分析—方案設(shè)計(jì)—模型建造—優(yōu)化改進(jìn)”的工程流程，解決“排水、植物搭配”等實(shí)際問題。數(shù)學(xué)（M）：運(yùn)用長方形面積公式計(jì)算種植區(qū)域，通過比例分配植物種類數(shù)量，統(tǒng)計(jì)雨水收集量并繪制折線圖。綜合素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，在小組分工中學(xué)會(huì)溝通與責(zé)任擔(dān)當(dāng)；激發(fā)環(huán)保意識(shí)，形成“校園微生態(tài)”的保護(hù)與優(yōu)化意識(shí)；發(fā)展創(chuàng)新思維，在方案迭代中嘗試突破常規(guī)設(shè)計(jì)思路?；顒?dòng)準(zhǔn)備清單材料與工具自然材料：花盆（或校園閑置角落）、腐殖土、沙土、小石子、本地耐澇植物種子（如薄荷、鳶尾）、雨水收集桶。測(cè)量工具：軟尺、量杯、pH試紙（檢測(cè)土壤酸堿度）、溫度計(jì)。記錄工具：繪圖本、記號(hào)筆、平板電腦（安裝簡易繪圖APP）。場(chǎng)地與資源實(shí)踐場(chǎng)地：校園綠化閑置區(qū)（約5米×3米）或教室分組實(shí)驗(yàn)區(qū)（每組1個(gè)大花盆）。輔助資源：水循環(huán)科普視頻、城市雨水花園案例圖集、園藝師線上講座資源包。項(xiàng)目化活動(dòng)流程階段一：情境驅(qū)動(dòng)，問題生發(fā)（1課時(shí)）活動(dòng)場(chǎng)景：播放校園雨天積水的照片與視頻，引發(fā)學(xué)生對(duì)“如何改善校園水環(huán)境”的討論。教師順勢(shì)提出“建造雨水花園”的項(xiàng)目任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞“雨水花園能解決什么問題？需要考慮哪些因素？”展開頭腦風(fēng)暴。學(xué)生活動(dòng)：分組繪制“問題樹”，梳理核心問題（如“雨水往哪里流？”“種什么植物？”“土壤怎么配？”），并初步分工（如“生態(tài)組”研究植物，“工程組”設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，“數(shù)據(jù)組”負(fù)責(zé)測(cè)量）。教師支持：提供“雨水花園功能卡”（如徑流收集、生物棲息地），用類比法（“雨水花園像給大地裝了‘海綿’”）幫助學(xué)生理解概念，同時(shí)梳理問題邏輯，明確后續(xù)探究方向。階段二：跨學(xué)科探究，知識(shí)建構(gòu)（2課時(shí)）科學(xué)探究：水循環(huán)與植物需求實(shí)驗(yàn)1：“瓶中水循環(huán)”——用透明瓶、土壤、植物、水模擬微型生態(tài)系統(tǒng)，觀察水分蒸發(fā)、凝結(jié)、滲透的過程，記錄數(shù)據(jù)并討論“自然水循環(huán)與雨水花園的聯(lián)系”。實(shí)驗(yàn)2：“植物抗旱大比拼”——將薄荷、鳶尾、多肉等植物置于干旱環(huán)境，觀察存活狀態(tài)，篩選適合雨水花園的“耐澇+凈化”植物。技術(shù)與數(shù)學(xué)融合：場(chǎng)地測(cè)繪與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)任務(wù)1：用軟尺測(cè)量實(shí)踐場(chǎng)地的長、寬，計(jì)算面積（如5m×3m=15㎡），并按“種植區(qū):路徑區(qū)=3:1”的比例劃分功能區(qū)域。任務(wù)2：模擬降雨（用量杯向土壤倒水），測(cè)量不同土壤配比（如腐殖土:沙土=2:1、3:1）的滲水速度，用折線圖對(duì)比數(shù)據(jù)，選擇最優(yōu)配比。階段三：工程實(shí)踐，創(chuàng)意建造（3課時(shí)）方案優(yōu)化：從圖紙到模型小組根據(jù)前期探究結(jié)果，用繪圖APP繪制雨水花園三維設(shè)計(jì)圖，標(biāo)注植物種類、排水坡度（如1:50）、路徑寬度（如0.5m）等參數(shù)。教師組織“方案答辯會(huì)”，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑（如“坡度太小會(huì)積水嗎？”），推動(dòng)方案迭代。實(shí)體建造：協(xié)作與解決問題施工環(huán)節(jié)：按“墊層（小石子）—過濾層（沙土）—種植層（腐殖土）”分層鋪設(shè)土壤，小組合作種植植物，設(shè)置簡易排水口（如埋入PVC管）。問題解決：若發(fā)現(xiàn)“植物倒伏”，引導(dǎo)學(xué)生分析原因（如土壤松軟），嘗試添加秸稈增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)；若“排水不暢”，則調(diào)整坡度或擴(kuò)大排水口。階段四：成果展示與反思（1課時(shí)）成果發(fā)布會(huì)：小組用展板、視頻等形式展示雨水花園的設(shè)計(jì)理念、解決的問題（如“我們?nèi)绾巫尡『纱婊盥侍岣?0%”），并現(xiàn)場(chǎng)演示雨水收集與滲透過程。多元評(píng)價(jià)：采用“星卡評(píng)價(jià)法”，學(xué)生自評(píng)（創(chuàng)新星、合作星）、互評(píng)（設(shè)計(jì)星、環(huán)保星）、教師評(píng)（科學(xué)星、工程星），同時(shí)發(fā)放“反思單”，要求學(xué)生用“我學(xué)會(huì)了…我還想…如果重來…”的句式總結(jié)收獲與改進(jìn)方向。多元評(píng)價(jià)體系過程性評(píng)價(jià)（占比40%）觀察學(xué)生在探究、建造中的參與度（如是否主動(dòng)提出問題、協(xié)助同伴），用“行為觀察表”記錄關(guān)鍵表現(xiàn)（如“能發(fā)現(xiàn)土壤滲水慢的問題并提出3種改進(jìn)方法”）。作品評(píng)價(jià)（占比40%）從“科學(xué)性”（植物搭配合理性、水循環(huán)利用效率）、“工程性”（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、排水設(shè)計(jì)）、“創(chuàng)新性”（如采用廢舊飲料瓶做花盆）三個(gè)維度評(píng)分，參考“雨水花園評(píng)價(jià)量規(guī)”。反思性評(píng)價(jià)（占比20%）分析學(xué)生反思日志的深度，如是否能關(guān)聯(lián)多學(xué)科知識(shí)（“我發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的比例計(jì)算能幫我規(guī)劃植物數(shù)量，科學(xué)的水循環(huán)知識(shí)讓我理解了排水的重要性”）。教學(xué)延伸與反思延伸活動(dòng)家庭實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生在家用花盆建造“迷你雨水花園”，記錄植物生長周期，與校園花園形成對(duì)比。校園推廣：聯(lián)合德育部門開展“雨水花園養(yǎng)護(hù)志愿者”活動(dòng)，將項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化為校園生態(tài)文化的一部分。教學(xué)反思本方案通過真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了STEM的深度融合，但需注意：低年級(jí)學(xué)生可能在工程計(jì)算中遇到困難，可簡化數(shù)據(jù)要求（如用“多/中/少”替代精確比例）；部分植物生長周期較長，需結(jié)合科學(xué)課