【浦江县黄宅镇初级中学】基于STEAM理念的跨学科综合运用能力培养: “自动浇水装置”的创作历程

浦江县黄宅镇初级中学

课堂中的学习,受限于时间和场地,往往我们只能坐在冰冷的板凳上,去学习一些课本上的知识。老师布置的任务大都是一些枯燥乏味的习题,而何老师今天确给我们布置了一个新的任务,他带着我们来到了图书馆,让我们从农业相关的书籍中中去了解灌溉装置的起源和现代自动浇灌装置的模型,并且让我们自己对所搜集的资料进行讨论,去完成一个属于我们自己的自动浇水装置。 一、认真观察,发现问题<br> 何老师先在学校里面带我们参观了校园中的风景,然后找到了负责给花草树木修剪枝条以及浇水的园丁,向他询问了平常是如何给花草树木浇水的,园丁先拿来了一条水管,然后给我们演示起了如何浇水,我们看着在烈日下辛苦工作的园丁,不禁心生感慨,要是能有自动浇水的装置就好了。<br>二、自主学习,设计方案 <br> 我们先去图书馆查阅了大量的书籍,通过自主学习和与同伴之间的交流与讨论,我们最终决定每个人自己设计一个自动浇水的装置,以解决日常给盆栽浇水为目标,从画草图开始,一步一步完成属于我们自己的杰作,不过对于方案的设计还有一些需要统一的问题: (一) 材料选择<br> 材料的选取上我们认为应当考虑到节约成本以及方便携带,因此我们决定用日常中常见的材料,如矿泉水瓶、水桶、水管、吸管、棉签等设计多个不同自动浇水的装置,方便使用人员的选择以及不同大小花盆的适用性。<br>(二)浇水时长<br> 浇水时长的问题上根据需要对于蓄水的装置以及滴水口进行一个调整,对于短时间2-3天需要浇水的盆菜可以采用瓶子蓄水,而对于长时间7-15天的盆栽可以采用水桶蓄水。 三、实施方案,验证效果<br>(一)材料搜集<br> 我们秉承着环保和可持续发展的理念,对于材料中所需要的器材进行了分组搜集,家里喝桶装水的同学将家里喝完的桶装水的水桶带来,水管是向学校总务处借的,吸管和棉签都是家中常备的,所以材料搜集十分简单。<br>(二)水管安装<br> 水管的安装是我们在做自动浇水装置中遇到的大难题,因为在水桶上打孔十分的不方便,水桶很硬,我们用剪刀和美工刀钻孔十分困难,不过好在功夫不负有心人,我们最终还是成功地给水桶打工并装上了水管。<br>(三)实地检验<br> 最后我们将自己设计的四种简易浇水装置进行了实地检验,效果除了大水桶做的长时间自动浇水装置未能达到有效预期外,运用矿泉水瓶的装置都成功的达到了预期,我们也对浇水的时长做了跟踪的记录。 四、评价总结,改进成果<br> 对于大水桶做的长时间自动浇水装置我们进行了改进,在何老师的帮助下我们发现是由于装置的气密性不够好,装置漏气后水桶内外气压差相等,无法达到预期的蓄水效果。因此我们用热熔胶枪把装置的连接处,尤其是水管和水桶连接的地方进一步加固,最后终于实现了自动浇水的效果。<br> 对于简单的利用棉签和矿泉水瓶的浇水装置,我们也在实际运用中发现把水瓶放在不同的高度,对滴水的流速也有影响,因此即便装置简单我们仍然可以通过调整水瓶或水桶相对于盆栽的高度,实现控制滴水快慢,从而在一定程度上也能改变浇水时长。<br> 在实践活动中,我们综合运用了STEAM五大领域(Science 科学,Technology 技术,Engineering 工程,Arts 艺术,Mathematics 数学)的相关知识,通过自主学习探究合作的方式,全面提高了自己各方面的能力。在遇到装置没法达到预期效果时,我们也真正做到了 STEAM 教育所倡导的那样:像科学家一样去思考问题,像设计师一样去规划方案,像工程师一样去解决问题,像艺术家一样去想象创新,像数学家一样去推导演算。

浇水

装置

水桶

我们

水管

自动

矿泉水瓶

蓄水

材料

棉签