[专题]航天类STEM课程教学设计——以“机械臂捕获失效卫星”为例
2021-07/总第304期
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航天类STEM课程的开发与实施，旨在激发学生探索浩瀚宇宙的精神与责任担当，是培养未来航天领域创新人才的重要举措。航天领域的主题不仅基于真实情境、具有挑战性和拓展性，而且涉及到的学科范围广、交叉多，非常适合STEM课程教学。其局限性在于，航天领域的项目主题离学生的生活和学习很远，且往往不能在地球环境中验证某个问题的解决方案的可行性。如何将复杂的航天领域问题转化为学生可探究、可验证的STEM课题，则是STEM课程教学设计的关键所在。
设计思路和学习方式
本实践案例在整个课程体系中的位置如图1。大主题背景是“太空垃圾清理”，聚焦到的单元主题是“用机械臂方式清理地球周围的失效卫星”。单元主题对应的挑战性任务可以分为6个子任务。本案例选取了“实施抓捕”这个子任务，并详细介绍了如何将以工程设计为导向的项目式学习用于这个子任务的教学设计。
图1
教学方式以工程设计为导向的项目式学习为主，以帮助学生在解决问题的思维能力上获得深度提升。学生将在每个项目模块经历以下思维过程（图2）。
图2 以工程设计为导向的项目式学习流程
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