小美案哥 《幼儿园科学活动：科学伞的趣味实验教案设计——融合STEAM教育理念的探究式学习实践》
一、活动背景与教育价值
（：幼儿园科学活动；STEAM教育；科学探究）
在《3-6岁儿童学习与发展指南》科学领域指导下，本活动以"科学伞"为载体，将物理、工程、艺术、数学（PEA）多学科知识融入幼儿探究实践。通过观察雨伞结构、模拟水循环系统、设计防护装置等环节，帮助幼儿建立"发现问题-提出假设-动手验证"的科学思维模式。活动符合《幼儿园教育指导纲要》中"重视幼儿通过直接感知、实际操作和亲身体验获取经验"的要求，特别适合5-6岁大班幼儿开展STEAM主题探究。
二、活动目标设定
1. 科学认知：理解水的表面张力原理（SP 1-2-1）
2. 工程思维：掌握简单结构设计与材料选择方法（ED 3-2-3）
3. 数学应用：通过测量比较不同伞面面积与防护效果（MA 4-1-2）
4. 艺术表达：创作具有实用功能的创意雨伞（AR 2-3-1）
5. 社会适应：培养小组合作与问题解决能力（SS 5-1-2）
三、活动准备（材料清单）
1. 基础材料包（每组）：
- 可降解塑料瓶（500ml）6个
- 吸管20根
- 滤纸/棉布/防水膜等3种材质
- 彩色卡纸（A4）4张
- 热熔胶枪（儿童安全款）
- 量角器、直尺、电子秤
2. 辅助工具：
- 雨伞实物观察角（含自动开合伞）
- 水循环演示模型（透明管道+水泵）
- 安全防护装备（护目镜、防滑手套）
3. 环境布置：
- 分组操作台（4-6人/组）
- 展示墙（设置"最佳设计奖""最创意奖"）
- 视频记录区（安装防窥摄像头）
四、活动实施流程（90分钟）
▶ 情境导入（15分钟）
1. 播放《雨伞的奇妙旅行》科普短片（3分钟）
- 重点呈现：古罗马油布伞→中国油纸伞→现代自动伞的演变
- 提问引导："如果让你给未来设计雨伞，需要考虑哪些因素？"
2. 结构解谜游戏：
- 提供不同类型雨伞（手动/自动/透明伞）
- 任务卡挑战：
✓ 画出伞骨结构图（数学）
✓ 测量开合角度（科学测量）
✓ 模拟雨水流动路径（工程思维）
▶ 探究实践（45分钟）
阶段一：材料实验室（20分钟）
1. 水滴张力测试：
- 用滤纸/棉布/防水膜制作"防水层"
- 滴加不同体积水滴（1ml/2ml/3ml）
- 记录保持干燥时间（记录表附后）
2. 材料强度对比：
- 吸管搭建伞骨框架（跨度15cm）
- 模拟"雨水冲击"（滴管持续注水）
- 绘制承重能力雷达图
阶段二：工程挑战赛（25分钟）
1. 设计任务：
- 防护等级A：5cm降雨量不渗透
- 防护等级B：持续滴水不变形
- 防护等级C：自动开合功能
2. 分组方案：
- 组1：仿生学设计（参考荷叶表面结构）
- 组3：智能控制（加入简易电路）
▶ 作品展示（20分钟）
1. 评估维度：
- 科学性（30%）：原理应用准确性
- 创新性（25%）：功能突破性
- 美观性（20%）：艺术表现力
- 可行性（25%）：成本控制
2. 演讲要求：
- 用"我设计..."句式介绍（语言发展）
- 展示防水测试视频（多媒体技能）
▶ 拓展延伸（10分钟）
1. 家庭实验包发放：
- 指导制作简易雨量测量器
- 布置"周末探秘"任务：
✓ 记录不同材质雨伞的防水效果
✓ 设计抗风等级测试方案
2. 跨学科延伸：
- 数学：统计一周降雨数据
- 语言：编写《我的科学伞故事》
- 音乐：创编《雨伞进行曲》
五、教学评估与反思
1. 过程性评估：
- 操作记录表（含观察要点）
- 小组合作评分量表（沟通/分工/创新）
2. 成果评估：
- 科学原理应用指数（SPAI）
- 工程设计完整度（EDCI）
- 艺术表现力评分（APSI）
3. 教师反思：
- 材料选择与幼儿操作能力的匹配度
- 技术术语的幼儿化转化效果
- 家园共育环节的参与度
【附录】
1. 科学记录表（样例）
| 测试项目 | 材料类型 | 水滴体积 | 保持时间 | 评级（★） |
|---|---|---|---|---|
| 防水层 | 滤纸 | 2ml | 8s | ★★☆ |
| 伞骨强度 | 4根吸管 | 50ml/min | 12min | ★★★ |
2. 安全操作规范：
- 热熔胶使用需教师指导
- 水实验区域铺设防滑垫
- 建立材料使用登记制度
3. 延伸资源包：
- 《雨伞中的科学》绘本
- 3D打印伞骨模型（可租赁）
- 防水材料实验视频库