基于STEM的小學(xué)科學(xué)高年級(jí)課程教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略探究

周浩然

【摘 要】小學(xué)科學(xué)教育工作對(duì)于培養(yǎng)我國(guó)全民科學(xué)教育以及科學(xué)素養(yǎng)有著極為重要的作用。傳統(tǒng)教師授課模式無(wú)法滿足科學(xué)教學(xué)對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的根本要求。STEM課程教學(xué)的根本目標(biāo)是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新以及發(fā)展，從而有效的提升我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。本文從驗(yàn)證型、探究型、制造型以及創(chuàng)造型四個(gè)方面，系統(tǒng)闡述了STEM教學(xué)模式在小學(xué)科學(xué)高年課程教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用形式。

【關(guān)鍵詞】STEM；小學(xué)科學(xué)；課程設(shè)計(jì)；應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G613 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2018）33-0253-01

一、驗(yàn)證型應(yīng)用形式

教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過(guò)程中可以設(shè)計(jì)驗(yàn)證型教學(xué)形式，首先依據(jù)教學(xué)重點(diǎn)設(shè)定的明確教學(xué)目標(biāo)，確定在課堂中應(yīng)用的預(yù)設(shè)問(wèn)題，其次，教師在課前要精心設(shè)計(jì)課堂評(píng)價(jià)與具體實(shí)施方案等內(nèi)容，對(duì)教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行分析。比如，基于STEM的“牛頓第二定律”在課程中驗(yàn)證型應(yīng)用形式設(shè)計(jì)主要為以下幾個(gè)步驟：第一明確課程問(wèn)題，教師向?qū)W生呈現(xiàn)改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的外力作用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證；第二設(shè)計(jì)課程方案，教師準(zhǔn)備打點(diǎn)砝碼、小車、計(jì)時(shí)器等教學(xué)用工具，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分組方案設(shè)計(jì)；第三評(píng)估方案，教師與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，師生之間通過(guò)探討來(lái)完善評(píng)估方案，確保評(píng)估的準(zhǔn)確性和可行性；第四實(shí)施方案，驗(yàn)證加工方案的合理性；第五對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，教師可以采取相關(guān)智能設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并分析篩選出有效數(shù)據(jù)；第六分享反思，教師要及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，深化學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟反思改進(jìn)與學(xué)生一起探討分析課程中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

二、探究型應(yīng)用形式

探究型形式在小學(xué)科學(xué)課堂應(yīng)用過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)課程中的未知現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行解釋，教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)，讓學(xué)生對(duì)結(jié)論進(jìn)行解釋。比如，教學(xué)關(guān)于空氣污染的STEM課程，設(shè)計(jì)教學(xué)步驟如下：第一讓學(xué)生通過(guò)調(diào)查去了解空氣性質(zhì)，然后指導(dǎo)學(xué)生以拼圖的形式來(lái)呈現(xiàn)空氣的構(gòu)成與成分；第二深化學(xué)生對(duì)空氣質(zhì)量指數(shù)理解和認(rèn)知，教師設(shè)計(jì)形象的信息圖表，向?qū)W生展示控制空氣質(zhì)量的信息，并讓學(xué)生明白圖表的應(yīng)用方法，促使學(xué)生在不斷的探究過(guò)程中理解并掌握空氣污染的最終來(lái)源；第三講解污染物受大氣運(yùn)動(dòng)的影響過(guò)程；第四讓學(xué)生理解溫室效應(yīng)，通過(guò)制作模型進(jìn)行解釋；第五師生互動(dòng)，通過(guò)討論探究出現(xiàn)地球臭氧空洞的原因和影響，并對(duì)相應(yīng)有效補(bǔ)救措施進(jìn)行探討；第六對(duì)室內(nèi)污染物產(chǎn)生的來(lái)源進(jìn)行探究識(shí)別，并探尋有效的防范措施；第七為了深化學(xué)生對(duì)治理空氣污染設(shè)備的理解，教師可以采取制作空氣模型的方式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握相關(guān)設(shè)備，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

三、制造型應(yīng)用形式

基于STEM制造型教學(xué)形式在科學(xué)課程中的應(yīng)用，是綜合運(yùn)用STEM知識(shí)的過(guò)程，教師在課堂中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物品進(jìn)行加工改進(jìn)，制定培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)目標(biāo)，然后教師通過(guò)向?qū)W生講授設(shè)備制作過(guò)程和相關(guān)知識(shí)后，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行反思并加深理解。比如，教學(xué)“電報(bào)機(jī)的制作課程”時(shí)，設(shè)計(jì)教學(xué)步驟如下：第一步創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，教師通過(guò)設(shè)計(jì)情境問(wèn)題來(lái)引入教學(xué)內(nèi)容，課堂中拋出遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)囊蓡?wèn)；第二開展設(shè)備培訓(xùn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電報(bào)機(jī)功能的理解；第三模仿制造，教師指導(dǎo)學(xué)生分成若干小組，并運(yùn)用新知來(lái)制作簡(jiǎn)單模型；第四知識(shí)講解，學(xué)生制作完畢后教師向?qū)W生詳細(xì)講授電報(bào)機(jī)的構(gòu)成原理；第五協(xié)同改進(jìn)，教師組織學(xué)生以小組形式，對(duì)制作的模型進(jìn)行研究探討，要求學(xué)生在充分探究其原理后，以小組為單位匯報(bào)模型有待改進(jìn)和完善的地方；第六分享反思，教師組織學(xué)生對(duì)本次課堂實(shí)踐活動(dòng)發(fā)表意見，讓學(xué)生在不斷反思中進(jìn)步成長(zhǎng)，比如，該怎樣制作才能確保電報(bào)機(jī)的傳播路徑？促使學(xué)生可以將理論知識(shí)與實(shí)踐充分結(jié)合，從而全面提高課堂教學(xué)效率。

四、創(chuàng)造型應(yīng)用形式

基于STEM知識(shí)在科學(xué)課程中應(yīng)用創(chuàng)造型教學(xué)模式，教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生對(duì)物品進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物品進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)新、改進(jìn)，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)概念的掌握。比如，教學(xué)“報(bào)警器設(shè)計(jì)”知識(shí)內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)教學(xué)步驟如下：第一創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，教師為學(xué)生講授關(guān)于報(bào)警器的情境故事，加深學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)的理解；第二引導(dǎo)創(chuàng)新，首先教師詳細(xì)為學(xué)生講解關(guān)于電路的工程原理，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生對(duì)工作原理圖進(jìn)行繪制；第三協(xié)同設(shè)計(jì)，教師指導(dǎo)生生之間通過(guò)互動(dòng)探究，來(lái)設(shè)計(jì)報(bào)警電路系統(tǒng)，并讓學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行匯報(bào)；第四制造驗(yàn)證，制作完畢后指導(dǎo)學(xué)生對(duì)報(bào)警電路系統(tǒng)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)；第五應(yīng)用改進(jìn)，檢驗(yàn)后學(xué)生之間通過(guò)討論，探尋報(bào)警電路系統(tǒng)有待完善和改進(jìn)的地方，第六分享反思，學(xué)生將創(chuàng)新完善后作品進(jìn)行展示，并通過(guò)相互之間的交流反思優(yōu)化過(guò)程中存在的不足，從而有效促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維能力的提升，全面提高學(xué)生對(duì)知技能的掌握和理解。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐結(jié)果表明，STEM教師在小學(xué)高年課程中的廣泛應(yīng)用能夠充分提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生能夠在探索的過(guò)程中建構(gòu)知識(shí)。從學(xué)生作業(yè)完成情況中也能夠更加清晰的看出學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的掌握情況，可以更加熟練的使用知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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[2]樓曙光.基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)教學(xué)策略[J].中國(guó)校外教育，2017（34）：12-12.