小學三、四年級STEM專題活動設計

李志欣

摘 要：通過對STEM專題活動的研究，經歷“分析、設計、開發、執行、評估”的過程，設計出適合小學三、四年級的STEM案例——云彩收藏家。STEM案例帶領學生學習科學知識的同時，運用信息技術和數學進行數據統計，最終生成統計表格。

關鍵詞：STEM專題；小學；STEM案例

一、STEM教育

2015年，教育部在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》中首次提出要“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。2016 年教育部在《教育信息化“十三五”規劃》進一步要求：“有條件的地區要積極探索信息技術在‘眾創空間、跨學科學習（STEAM教育）、創客教育等新的教育模式中的應用，著力提升學生的信息素養、創新意識和創新能力，養成數字化學習習慣，促進學生的全面發展，發揮信息化面向未來培養高素質人才的支撐引領作用。”STEM教育不是傳統的科學課和勞技課，是將科學、技術、數學、工程有機結合的跨學科融合性課程。

二、小學三、四年級STEM專題活動設計

（一）學習環境分析

學習環境包括學習者的外部和內部環境，本研究選定研究對象為小學三、四年級學生，三、四年級學生處于小學的中年齡段，與一、二年級學生相比較，有一定知識儲備，擁有更多生活經驗，能夠獨立完成小型實驗。在日常生活中，三、四年級學生對形狀有初步的認識，知道天空中的云朵是千變萬化的，能夠分辨和描述云朵的形狀，能夠比喻云朵的形狀，并具備一定的繪畫能力，能將其簡單的畫出來。

學習者每天都有時間觀察天空中的云朵，并能夠留下影像資料，“云彩收集家”這一專題不需要大型的實驗儀器，也不需要實驗室。本專題的教學資源豐富，有大量專業書籍可以作為教師教學的輔助工具，在網絡上也能搜集到很多云朵的圖片、視頻等，方便教師在課堂上展示給學生。

（二）教學活動設計

（1）STEM學習目標設計。學習目標是學生參與活動后，學生將能達到的水平，從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面進行分析，注意結合科學知識、工程情境、數學工具和技術能力，綜合考慮學習環境限制。

（2）STEM學習情境設計。創設一個有趣的學習情境，為學生提供項目目標和要求，注意引入工程思想，帶領學生經歷科學家和工程師的日常工作模式，經歷“問題、假設、計劃、實驗、觀察、記錄、結論、表達”過程。

（3）STEM專題內容設計。專題活動的內容包括任務、規則、分工、工具、流程五個部分。第一步，設計活動任務，任務設計循序漸進，環環相扣，相輔相成。設計的任務以解決實際問題為目標，例如設計防水衣服、設計保溫箱等。第二步，規則設計，規則設計是對任務的細化安排，規則的設計需要考慮課程實施的實際情況，為學生劃定限制條件，例如時間要求、實驗材料限制等。第三步，分工，分工是對學生組內身份的劃分。組內成員的分工可由教師安排，也可由學生組內自由決定，組內分工時注意發揮不同學生的長處，注意培養學生能力。第四步，設計工具，工具包括專題中需要的教具、實驗儀器、實驗材料，以及教學環境需要的桌椅擺放等。其中實驗材料的準備需要考慮安全性、便攜性等問題。第五步，流程設計，即專題實施的流程，將之前提到的內容有機融合到教學流程中，以達到教學目標。

三、專題活動設計案例——云朵收集家

（一）活動主題

云朵收藏家。

（二）活動目標

知識與技能：（1）能夠辨別云朵的種類。（2）能夠準確進行數據記錄。

過程與方法：（1）掌握Excel制作數據表格的使用方法。（2）掌握上傳圖片的方法。

情感態度與價值觀：能夠培養學生細心觀察生活的習慣。

（三）活動內容及流程

（1）情境導入：提供不同云朵的圖片或視頻，激發學生學習興趣。

（2）云朵知識講解。教師為學生提供不同云朵的圖片或視頻，并講解云朵的特點和名稱，為后續學生收集云朵打基礎。

（3）提出項目任務：云朵收集。

第一，手冊。提供配套的云朵收集手冊，手冊上有每一種云的圖片以及詳細解說，教師根據云的稀有程度設計分數。

第二，觀察。學生觀察到一種云后，需要將其拍攝下來，在手冊上記分。

第三，分享。分享到小組內或全班，并記錄在觀察手冊上，進行分數統計，得分越高，觀察到的云的種類越多。

第四，統計分析。觀察時間為30天，在觀察時間結束時，各小組同學匯總組內同學觀察到的云，整理觀察數據，并使用Excel設計出“30天內天空云朵種類”的統計表格。

第五，寫作。根據為期30天的專題活動，學生自主進行寫作，文體不限，可以使觀察記錄、科幻文章、日記等。

（4）學生進行云朵收集。期間教師進行適當的指導。

（5）分享與發表。各小組同學分享本組30天以來的觀察結果，可以使用繪畫、圖片、視頻等方式作為輔助，分享觀察過程中遇到的問題以及解決方法，最后由教師做總結。

（6）評價與反思。教師帶領學生完成課前下發的評價量表，對自己和同學在專題活動中的表現進行評價和反思。

參考文獻

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[2] 王玲玲.基于STEM的小學科學課程設計研究[D].華東師范大學，2015.

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[4] 楊琳玲，鄭立新.基于STEM教育的中小學未來教室展望[J].大視野未來教室，2014（10）：80-82.

基金項目：長春師范大學研究生創新計劃項目，項目編號：cscxy2018011。