本文基于A-STEM教育理念及其特性，以“超声波检测平均速率”为跨学科教导学例，提出学科融合创新策略，促进跨学科课程发展，培养中学生综合能力。
项目目标
知识与技能：
1.理解超声波传感测速的工作原理（科学）；
2.搭建实验模拟场景以及测速器件系统（工程、艺术）；
3.运用嵌入式编程手段控制超声波传感检测数据，并实现项目数据可视化（技术）；
4.按照实验数据估算出平均速率，加深对平均速率的理解（数理）。
过程与方式：
1.把握超声波传感的使用（科学、技术）；
2.感受设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的完整过程（技术、数理）。
情感心态与价值观：
1.通过利用开源硬件及软件进行实验，迸发学习兴趣测量平均速度教学设计，提高信息素质；
2.培养认真仔细、不断改进的科学心态，以及正确、实事求是检测和记录数据的良好作风。
重难点剖析
遵守A-STEM教育理念，本实验以数学公式v=s/t为学科核心基础，以超声波传感为工具，结合编程思想，设计项目实践方案，进而达到更好的实验疗效和能力提高。从这一理念出发，笔者对整个实验流程中的关键环节进行了梳理，并剖析了重难点的突破策略。
一、项目重点
本次实验项目的重点是理解超声波传感测速、测距的工作原理，模仿并具象出实验场景、设计实验技巧、记录和整理数据、分析实验结果，因而进一步把握物体运动的平均速率的涵义和求解方式。
二、项目难点
本次实验项目的难点是按照搭建的场景和实验方案，运用嵌入式编程手段控制超声波传感检测数据，并实现项目数据的可视化。
三、重难点突破策略
1.生活经验与数学公式相结合
在实验开始前，班主任为中学生提供高速道路上测速仪的工作视频，激起中学生的生活经验，再将生活中电子测速仪的工作形式具象为化学方式的简单动漫，以便中学生理解和模仿怎么依据公式v=s/t实际检测一个物体运动的平均速率。
2.制做超声波传感的使用指南
这本使用指南针对超声波传感的连线方法以及编程模块进行了详尽的讲解，并为实验设计了相关表格。中学生参照指南中的讲解辅助实验过程，逐渐填写表格，可减少实验难度，但不会增加实验拓展深度。
3.异质分组，合作探究
课前班主任对中学生进行了充分的学习进度和能力调查，分组时，班主任在尊重中学生意愿的前提下，保证小组各班委间能力有别，才能有针对性的任务分工，同时也提供了中学生间互相学习的机会。
4.采用信息化手段优化实验过程
在实验过程中，班主任鼓励中学生运用笔记本解决碰到的问题、进行资料拓展收集以及代码注释等。在评价方面测量平均速度教学设计，班主任注重过程性反馈和评价，对中学生实验过程给与反馈，并做好记录。
项目的设计与施行
基本次跨学科实验项目主要是为了引导中学生跨学科解决问题、研究性学习，体验完整的实验过程，解决生活中的真实问题。项目施行流程包含“四阶段、十环节”（如图）。
一、设计实验方案，确定实验器材，搭建实验场景
中学生初步拟定的实验方案为：在斜面上搭建两个超声波传感，按照货车与超声波传感的距离，采集被测试货车接触时间和离开时间，经估算将运动时间显示在屏幕上。
须要的实验器材有：斜面、刻度尺、小车、超声波传感、UNO主控板、显示屏、电池盒。
二、编程实现具体功能及数据可视化
按照实验方案，中学生借助编程手段获取须要的原始数据，并对数据进行处理，将处理后的有效数据显示在液晶屏上，以便读取记录。
三、分层次进行实验并真实记录数据
本实验项目分为两个层次，为保证数据确切性，每位层次进行3次重复实验。货车从底部出发，中学生分别检测通过斜面全程（0.30m）和斜面下半部份（0.15m）的时间，进一步依照公式估算出二者的平均速率。
按照实验结果，实验偏差基本控制在0.01s左右。中学生总结出的初步推论为：全程货车的平均速率是0.57m/s，下半段路程货车的平均速率是0.82m/s。
四、分析数据，延展总结
基于A-STEM教育理论的跨学科实验不仅仅局限于表面现象，而是要进一步从现象找规律，能够全面提高中学生的综合素养。中学生再度剖析数据，得到延展推论：货车在斜面上做的是变速直线运动，货车从斜面顶端滑下，运动速率越来越大。
五、改进实验方案，进一步减少偏差
本实验项目开放度很高，利用超声波传感有多种方案都可检测出平均速率，上面的方案中使用了两个传感，除了耗材还减小了偏差。提出问题后学生自主收集资料，经过充分思索讨论后提出两种新方案。
方案一：多降低一个车体厚度数据，将超声波传感放置于斜面侧部，检测货车开始经过至完全经过超声波传感的时间，速率可以表示为v=L车长/（t’-t’’）
方案二：将超声波传感放置于斜面顶部正对货车，检测货车由远距离点s1到近距离点s2的运动时间，速率可以表示为v=（s1-s2）/（t’-t’’）
通过改进实验方案，只使用一个超声波传感测试时间，这样在降低传感使用的同时也降低了偏差，让中学生从细节处养成严谨的科学探究心态。
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