“桥兴汉衢”跨学科学习项目设计
作者: 陈磊 周平野“桥兴汉衢”项目课程充分挖掘武汉作为“桥梁博物馆”的独特资源,通过创设桥梁设计、桥梁文化研究等真实情境巧妙融合多学科知识,引导学生分组展开调研、设计与成果展示,全方位培养学生的学科核心素养,同时助力教师拓宽教学视野,提升教学水平。相关研究成果在湖北省基础教育首届“湖北好教研”成果展评活动中获一等奖。
“桥兴汉衢”跨学科学习项目围绕桥的礼赞、建设、管理三个主题展开,整合语文、数学、科学、美术、信息科技等学科知识,通过系列活动培养学生跨学科解决问题的能力、创新思维及团队协作精神,使其深入了解桥的文化内涵与科学原理,提升综合素养。
一、项目内容设计依据
“桥兴汉衢”跨学科学习项目设计综合考虑现实生活与文化的关联、学科知识融合需求和学生能力培养需求。
现实生活与文化的关联方面,武汉因桥梁数量众多、历史悠久、技术先进、类型丰富被称为“桥梁博物馆”。学校开发“桥兴汉衢”学习项目不仅能让学生了解身边的事物,增强关注生活的意识,还能让学生深入挖掘桥梁的文化价值,提升解决实际问题的能力。
学科知识融合需求方面,桥作为人类文明的重要标志,涉及多个学科领域的知识:从语文角度来说,桥承载着丰富的文化内涵,是文学创作的重要素材;数学在桥梁设计中的结构计算、尺寸测量等方面起着关键作用;科学指向研究桥梁的材料特性、力学原理;美术关乎桥梁的外观造型与审美设计;信息科技知识可服务于桥梁资料收集、模拟设计及成果展示。教师将这些学科知识有机融合,能让学生全面认识桥,融会贯通地理解与运用知识。
学生能力培养需求方面,在“桥兴汉衢”学习项目中,学生通过实地考察、小组讨论等活动锻炼自主学习能力与信息收集、处理能力;在设计桥梁模型、撰写研究报告等任务中提升创新思维与书面表达能力;在团队合作完成项目的过程中增强团队沟通合作能力,为未来的学习和生活奠定坚实基础。
二、项目准备与活动细化
项目准备阶段(第1~2周),教师先根据学生的兴趣、能力等因素将学生分成若干小组,每组5~6人,选举组长,明确小组成员分工。随后,教师向学生介绍项目背景、目标、内容与实施步骤,激发学生的参与热情。同时,教师引导学生提出关于桥的问题,确定子项目研究方向,如“古代名桥的文化内涵”“现代桥梁的创新设计”等,并将其整合为“桥的礼赞”“桥的建设”“桥的管理”三个主题。教师提供相关书籍、网站、纪录片等学习资源清单,指导学生利用图书馆、网络等渠道收集资料。此外,教师联系当地桥梁建设部门、博物馆等,为学生争取实地考察的机会。
针对“桥的礼赞”“桥的建设”“桥的管理”三大核心主题,教师设计出如下活动。
1.桥的礼赞(第3~4周)
活动一“桥的文学之旅——探寻文字中的桥韵”,旨在引导学生深度挖掘桥在文学作品中的文化内涵,提升文学鉴赏与语言表达能力。除了朗诵比赛和文学赏析会,教师还组织“桥的故事我来讲”活动,让学生加工收集到的有关桥的故事,以演讲的形式分享,锻炼语言组织和表达能力;组织“诗词中的桥”专题研讨会,引导学生对比分析桥在不同诗词中所表达的意象和情感差异,深入理解文学作品中的桥。
活动二“画笔下的桥——描绘心中的桥梁之美”,旨在引导学生从美学视角观察桥,激发其艺术创造力,提高其审美能力。学校举办户外写生活动,让教师带领学生到附近有特色的桥边现场观察、描绘桥的细节和周围环境;开展“创意桥梁绘画”活动,鼓励学生突破常规,用夸张、抽象等艺术手法描绘想象中的未来之桥,增强学生的创意实践素养。
活动三“文学与绘画中的桥——跨学科视角下的桥梁文化探究”,旨在引导学生通过对比文学与美术表现桥的魅力的手法,深化理解桥的文化内涵,提升审美能力。教师组织“文学与绘画对对碰”活动,让学生从收集的关于桥梁的文学作品和绘画作品中选出最能相互呼应的一组作品展示,讲解二者在表现桥的主题方面如何相互补充和映衬;开展电子手抄报制作比赛,设置“文学之桥”“艺术之桥”“文化之桥”等主题板块,引导学生运用信息技术手段进行图文排版,展示探究成果。
2.桥的建设(第5~8周)
活动一“走进桥梁建设——探索桥梁背后的科学奥秘”,旨在让学生了解桥梁建设的科学知识,掌握实验探究方法,理解桥梁结构与稳定性的关系。在学生参观桥梁建设工地、桥梁博物馆后,教师先引导学生开展“桥梁结构模型搭建”比赛,学生分组利用轻质木块、卡纸等材料搭建不同类型的桥梁模型,在搭建过程中理解桥梁结构特点;然后组织“桥梁稳定性挑战赛”,让学生通过改变桥梁模型的桥墩数量、跨度等,测试桥梁模型的承重能力,观察并记录实验结果,深入探究影响桥梁稳定性的因素。
活动二“桥梁中的数学——用数字丈量桥梁的奥秘”,旨在引导学生运用数学知识解决桥梁建设中的实际问题,增强应用意识和逻辑思维能力。开展“桥梁数据测量与计算”实践活动时,教师带领学生实际测量桥梁的长度、宽度、坡度等,然后运用所学数学知识计算和推理。在“桥梁结构受力分析数学建模”活动中,教师引导学生尝试建立简单的数学模型,以分析桥梁结构的受力情况,培养学生的数学建模思维。
活动三“数字桥梁设计——用CAD软件开启桥梁设计之旅”,旨在引导学生掌握CAD软件操作技能,直观感受桥梁设计过程,培养创新能力与空间想象力。学校先举办CAD软件操作培训讲座,邀请专业人士详细讲解软件的基本功能和操作技巧;再开展“创意桥梁设计大赛”,要求学生运用CAD软件设计外观新颖或功能独特的桥梁。
活动四“多学科融合的桥梁设计——打造未来理想之桥”,旨在引导学生综合运用科学、数学、信息科技等学科知识解决实际问题。学生先以小组为单位开展“桥梁设计方案征集”活动,利用CAD软件设计桥梁模型,并撰写包括设计原理、科学依据、计算过程及创新点等的设计报告;再召开“桥梁设计方案答辩会”,各小组派代表展示设计方案,并回答其他小组和教师提出的问题,促进知识的交流与碰撞。
3.桥的管理(第9~10周)
活动一“桥梁守护者——探秘桥梁管理与维护的世界”,旨在引导学生了解桥梁管理与维护知识,培养观察社会现象、分析问题和提出建议的能力。在专家讲座后,学校先组织学生分组实地调研本地不同类型的桥梁,记录桥梁是否有定期检查记录,是否存在明显的结构、外观问题或附属设施破损等情况;然后开展“桥梁管理金点子”征集活动,鼓励学生针对调研中发现的问题提出创新性的解决方案和改进建议。
活动二“用文字守护桥梁——桥梁管理调研报告与倡议书写作”,旨在让学生依据调研结果撰写文字材料,提升书面表达能力,增强社会责任感。一方面,开设“调研报告写作指导”课程,教师详细讲解调研报告的结构、写作方法和注意事项;另一方面,组织“我为桥梁管理献一策”倡议书评选活动,教师鼓励学生以倡议书的形式呈现对桥梁管理的思考和建议,评选出优秀作品并向市政桥梁管理所投递。
活动三“多样化呈现桥梁管理情况——用科技与艺术展示调研成果”,旨在让学生运用信息科技和美术知识生动展示调研成果,提升创新创造能力与沟通能力。一是开展“桥梁管理调研成果展示大赛”,学生运用信息技术制作PPT或短视频展示调研成果。在此过程中,学生需要结合美术知识设计展示内容,如选择合适的色彩搭配、字体样式,合理安排画面布局等。二是组织成果展示会,学校邀请教师和其他班级学生参观成果作品,各小组学生现场讲解和演示,增强学习成就感,促进交流与互动。
(作者单位:武汉市翠微中学)