STEM視角下的初中科學課程教學實踐研究

夏小樂

摘 要：文章在探討STEM整合教育的可借鑒性基礎上，探究在現有條件下開展STEM優化科學探究教學的有效模式，以重慶一中初中科技課作為實踐平臺，對“偽全息3D投影制作”個案進行分析。為有效融合STEM課程理念，該案例嘗試以5-E教學模式，即參與、探究、解釋、詳細說明、評價5個階段開展教學，希望能獲得更多同行的建議指導。

關鍵詞：STEM;5-E教學模式;科學課程教學

一、STEM與科技課程的結合

之所以選擇科技課率先作為STEM理念的實踐平臺原因有三：首先，科技教育在重慶一中開始于20世紀50年代，是具有悠久歷史的傳統教育活動，也是重慶市第一所開展科技教學的中學。課程內容包括三模一電、科技四小活動、機器人和計算機信息技術等活動，其中科技四小活動作為聯合國教科文組織研究項目“創新學習研究與實踐”的一級子課題，在科技教育方面積累了較為成熟的經驗，科學探究氛圍濃厚，學生基礎較好，便于開展實踐研究。

其次，STEM課程強調真實情境、親自動手、做中學、合作分享等理念，這與重慶一中科技教育的培養模式類似。在長期的教學實踐中，為最大程度地挖掘學生的創作潛能，激發對科技活動的興趣，重慶一中技術教研組的教師們在《課外科技活動策略》一書中提出了三段式教學策略：創設情境，激發求知欲是培養學習興趣的前提;創造寬松的思考空間，讓學生在“做中學”是引發學生學習興趣的重要環節;科學評價，增加激勵措施，是激發學生學習興趣的催化劑。

最后，STEM教育形成發展于科學教育，STEM教育是科學教育改革的新思路。STEM名稱縮寫也是以科學開頭，這一縮寫暗示了STEM教育中科學教育是最為重要和核心的部分。回看STEM教育的發展歷程，有關STEM教育的研究項目和報告大多由科學機構贊助，如NASA（美國國家航天宇航局）、NSF（美國國家科學基金）、NSB（美國國家科學委員會）等。STEM教育的發展立足于科技教育，同時又在探索科技教學的改革路徑，借助哲學上系統、聯系的思維解析理工科，甚至文藝課教育之間的普遍聯系。

在國外，STEM教育已經過了原始積累階段，正逐步從本科教育向中小學教育推進，而在我國卻是從中小學開始，最有代表性的就是現在很多中小學如雨后春筍般創客空間的建立。初中作為K-12階段中承上啟下的關鍵，結合我?？萍颊n的濃厚氛圍，本研究將以初中科技課作為實踐STEM教育理念的主要場地。三、STEM教育視野下科學課程的設計

（一）明確初中科技培養目標

在STEM教育實踐中常見的教學手段有基于工程設計、基于問題解決、基于項目探究等，在我們的科技課上，經常選用的是基于工程設計的方式。在我校初中的信息技術、科技，高中的信息技術、通用技術統稱技術課程，考慮到技術課程設置的連貫性與流暢性等問題，我們將初高中的培養目標進行了區分。

（二）操作方式

初中科技課以模仿實例作品、驗證科學原理為主，而基于工程設計正是一條有效的途徑。具體如何操作呢？我們參考了貝比（Bybee，R）的5-E教學模式。5-E教學模式將學習分為5個階段：參與（engagement）、探究（exploration）、解釋（explanation）、詳細說明（elaboration）、評價（evaluation），強調以學生為中心，通過實驗的方式解決問題，以小組合作學習促進學生對科學概念的理解和知識的建構。

（三）5-E教學模式

參與（ENGAGEMENT）階段：該階段的活動目的在于吸引學生的注意力，激發思考的火花，使他們能夠親身參與到課堂中，幫助學生獲取記憶中的已有知識，將現有知識和已有知識發生聯系。常見方式有教師提問、學生頭腦風暴等。

探究（EXPLORATION）階段：該階段給學生留有足夠的思考、設計、調查的時間，教師提供材料并進行引導。學生可團隊協作進行實驗，通過探索建立起科學、技術、工程、數學及其他學科之間的聯系，即STEM所提倡的做中學的過程。

解釋（EXPLANATION）階段：該階段學生將對他們的探索和探究進行分析和解釋，溝通理解，分析可能性方案。他們澄清自己的理解發現，以多種方式進行交流。

詳細說明（ELABORATION）階段：該階段學生將鞏固并擴展剛剛獲取的科學概念，通過修改方案或實驗進行進一步的探究。

評價（EVALUATION）階段：評價是學習環中的重要環節，但不是一個特定的階段，它貫穿整個教學過程。在“5-E”模式中，評價是由教師、學生共同完成。它不但要求對學習結果進行評價，而且要求對學習過程進行評價。

在這五個階段中，學生和教師都有明確的分工，教師作為引導者，指引學生針對具體內容提出有待探索的問題，進而開展研究，學生通過研究經驗和總結對問題做出拓展性的理解。由于篇幅所限，這里不再做一一列舉，將下面結合具體課例進行說明。

總結

我國基礎教育正經歷著從分科到綜合的改革階段，培養學生對事物的整體認知能力越來越受到社會的關注，而改革最重要的莫過于如何進行課程的有效整合。STEM教育是一種新興的跨學科整合教育，通過整合各學科內容來培養學生的綜合素養和能力。本文基于對STEM教育基本問題的研究，展開了STEM教育視野下科學課程的建構構想。在平時的教學過程中，其實很多老師已經開始嘗試將STEM教育理念滲透在自己的教育教學過程中，本文以重慶一中教學實踐為基礎，向大家展示了我們在科技教育方面的探索，希望以此為契機，與更多同行進行更為有效的溝通交流。

參考文獻

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