幼儿steam课程教案，幼儿STEM课程的设计与实施需要有趣味性和实际操作性的结合。在冬季利用屋顶的雪花可以成为一种新的教学资源。通过利用雪花的特性，幼儿可以了解到气象学、物理学等多方面的知识，同时也可以锻炼动手能力和团队合作意识。那么我们该如何在STEM教育中巧妙地利用屋顶的雪花呢？接下来就让我们一起来探索。
STEM教育中如何利用屋顶的雪花进行教学
最近观摩到一个极具创意，简单易操作的经典STEM课堂，整理成教案和大家分享。在前一篇文章中我提到过，STEM实验知识引出思考和进行观察的途径，而不是STEM课堂的全部或者核心。在这篇教案中我们可以看到，实验过程非常简单。但是课前导入和学习评价问题占用了课堂绝大部分的时间，且课程设计符合国际教育技术协会的指导标准，有针对性地通过现象启发孩子思考，并培养工程思维能力。
【设计理论】ISTE(国际教育技术协会) 指导标准：
使用工具和技术来达到和满足人们的需求；
运用工程设计思维识别问题、寻找和开发解决问题的方案，并学会与他们共享；
【STEM学科理论】
学科构成：地球，空间和工程力学
推荐年龄段：K-1-2 (幼儿园，小学1-2年级)
推荐课时：45分钟
所需材料：三个鞋盒，或者其他长方体盒子，三张卡纸，报纸若干，面粉筛一个，生面粉一袋
【导言】当你到各个不同的城市、乡村参观的时候，有没有发现各地的房屋的屋顶风格都不太一样？你有没有试想过，为什么这些屋顶的形状都不太一样？这些不同地区的不同气候对于屋顶的风格会产生什么样的影响呢？通过今天的活动，同学们可以观察到不同气候或情况下不同屋顶的优势和劣势。通过老师的演示，同学们将观察到雪花（面粉）落到不同形状的屋顶上后产生的负荷力，并回答问题。
【工程师的话】建筑师在设计房屋的时候不仅需要考虑屋顶的形状，也需要选择适合的材料来帮助建筑物保持它所需的温度，和提供稳定的结构。所以在建造房子以前，工程师们需要测试不同的材料和形状，来帮他们做出最后的决定。
【课前思考】
1. 你们家住的房子的屋顶是什么形状的？
2. 你所居住的城市的气候有什么特别的地方？下雪吗？
3. 你能想到气候影响屋顶形状的原因吗？
【课前引入】想象一下，现在你住在一个经常下雪的地方，雪花一片片飘落下来，堆积在屋顶上，如果屋顶不够坚固，雪的重量可能会把屋顶压塌陷。如果你是一个工程师，你想造一个什么样的屋顶，来防止积雪把屋顶压坏？为了防止雪花粘黏，你会用哪些材料来造屋顶？
【图片展示】给学生展示世界上不同地区，不同形状的屋顶
拱形屋顶图
图自Pinterest, 侵删A字形屋顶图
图自网络，侵删平屋顶图
图自网络，侵删【科学研究方法引导】什么是模型？
在我们的生活中，有的时候我们要学习的这个物体太大（比如高楼。大桥），或者太小（我们的头发，树叶里的细胞），或者我们自己看不到（我们自己的眼睛），这时我们就需要动手做一个模型来模仿这个学习对象。在建造房子以前，工程师就会搭建模型来测试和研究这个物体的结构，或者测试不同的设计方案。对于工程师来说，“负荷力”就是给这个物体添加的推动或者拉动的力。比如下雪后，雪花的重量压在屋顶上的力，就是我们所说的负荷力。
课堂小思考：你还可以想到哪些负荷力的例子？
【活动准备】
1. 给学生发放《气候和屋顶》学习卡；
2. 用硬卡纸根据上文中的展示图片制作三个不同形状的屋顶；
3. 把鞋盒的一个侧面切开，方便学生观察雪花负荷力对屋顶形状的改变和影响，把硬卡纸做成的屋顶粘贴在鞋盒的侧切面上；
4. 在鞋盒下方铺上报纸，保证面粉能滑落到报纸上，以便于回收面粉。
【活动步骤】
1. 展示不同的屋顶照片，引导学生思考每种屋顶可能会对应哪种气候？对于这种气候，屋顶会不会被压坏？
2. 向同学们展示屋顶模型
3. 向同学们解释这里的面粉就代表雪花，请同学们预测哪种屋顶最适合冬季常常下雪的气候？
4. 用筛子慢慢将面粉筛到屋顶模型上，请同学们通过盒子的开口端观察屋顶的变化；
5. 当“雪”量不断增加时，请同学们记录屋顶的形状
6. 在几种不同的屋顶上重复筛面的过程
7. 请同学们比较他们的记录结果
【形成性学习效果评估问题】
哪种屋顶最容易被雪花压垮？为什么？
当面粉掉落到屋顶时，模型屋顶的形状是怎么变化的？
“雪花”会堆积还是会滑落？每个屋顶一样吗？
哪个屋顶下垂最多？屋顶下垂意味着什么？
哪个屋顶塌了？它是慢慢地塌，还是突然塌下来？
如果你住在在经常下雪的地方，哪种屋顶最好？
除了雪花的负荷力以外，还有哪些其他的负荷力？（刮风，下雨，地震，行人的重量）
【启发性思考】什么样的屋顶风格，形状和材料最适合哪些气候和天气条件？想一想，如果你住在沙漠/多风的地方/多雨的地方，你想要哪个屋顶？
这份教案出彩的点在于：
1. 坚实的理论指导。STEM课程的设计要参考ISTE或其他STEM课程体系的指导。这份教案中既包含了对工具和技术的运用，工程设计思维的融入，也融入了识别、寻找解决方案的过程，教给孩子多种STEM技能；
2. 导言源于生活，从生活现象出发，引导学生观察生活，引发思考；
3. 从工程师的角度提升学生对于观察这个问题的重要性，解释了为什么这个现象是值得关注的；
4. 建模思维的引入。实验的目的不只是实验，实验室对现实的微缩和再现，把“建立模型”这种思维方法和研究方法介绍给学生，以期在以后对其他的问题研究中也考虑建模的方法。
5. 学习性效果评估才是做实验的目的和意义。通过实验和观察回答实验问题，并推断出其他相关问题的答案，才真正做到了学以致用，融会贯通；
6. 启发性问题是把当前问题的答案作为解决方案，推广到其他现象和问题中的重要方法。能准确推演预示着学生对于当前问题的掌握是完整和准确的；
7. 最后一点，也是最重要的一点，在实验设计上，面粉和雪花对屋顶的物理作用相同，卡纸和屋顶的物理属性也有可比性，这个建模是真实场景的替换和再现，是物理知识的迁移，是真正的STEM实验和教育。
通过利用屋顶的雪花进行教学，幼儿可以在体验欣赏自然美景的同时，通过实践探索科学、技术、工程和数学等领域。这种寓教于乐的STEM教育方法使幼儿在自然中学习，培养了他们的创造力、思维能力和问题解决能力。在未来的STEM领域，这些孩子将成为富有创造力和创新精神的领导者。
