基于STEM理念開展小學(xué)科學(xué)『技術(shù)與工程』領(lǐng)域教學(xué)的實(shí)踐研究

劉瑩

新教材小學(xué)科學(xué)《做磁鐵玩具》是一節(jié)典型的技術(shù)與工程領(lǐng)域課例。為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中提于綜合運(yùn)用知識(shí)的能力與解決實(shí)際問題的能力，在實(shí)際課堂教學(xué)中，我將STEM理念融入課堂教學(xué)之中，以本節(jié)課為例，來談?wù)勎覍?duì)基于STEAM理念開展小學(xué)科學(xué)“技術(shù)與工程”領(lǐng)域教學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)。

一、基于STEM理念對(duì)教材進(jìn)行調(diào)整

（一）教學(xué)內(nèi)容

“做磁鐵玩具”是粵教版科學(xué)二年級(jí)上冊(cè)第3單元“磁鐵玩具”中的第4課，教材中本節(jié)課由兩個(gè)活動(dòng)組成，活動(dòng)1是了解生活中磁鐵的應(yīng)用，知道人類利用磁鐵的特點(diǎn)制作產(chǎn)品，給生活帶來了便利;活動(dòng)2為利用磁鐵的特點(diǎn)嘗試制作一個(gè)能上下彈跳的玩具。

STEM教育是以工程設(shè)計(jì)過程為主導(dǎo)，關(guān)注現(xiàn)實(shí)問題，注重在情境中學(xué)習(xí)。因此在實(shí)際的教學(xué)過程中，筆者沒有把活動(dòng)1和活動(dòng)2作為兩個(gè)單獨(dú)的活動(dòng)分隔開，而是將活動(dòng)活動(dòng)1設(shè)計(jì)為本節(jié)課的情境導(dǎo)入，學(xué)生在情境導(dǎo)入中了解了磁鐵的性質(zhì)，與接下來設(shè)計(jì)制作磁鐵玩具的過程融為一體，這樣更有利于保持學(xué)生思維的專注和連貫性，讓學(xué)生整節(jié)課從開始到結(jié)束都沉浸在情境之中。

（二）實(shí)驗(yàn)材料

二年級(jí)的學(xué)生由于年齡特點(diǎn)工程與設(shè)計(jì)的能力較弱。因此在低年級(jí)，學(xué)生需要利用教師提供的材料和工具，教師為學(xué)生準(zhǔn)備的材料既要簡單易操作同時(shí)又不能只是簡單的拼接，組裝。為學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)性的實(shí)驗(yàn)材料，是幫助學(xué)生發(fā)展思維的關(guān)鍵。

教材中的實(shí)驗(yàn)材料有兩種（材料1：兩個(gè)條形磁鐵、帶孔木板一片、塑料直桶一個(gè)、橡皮泥一塊;材料2：兩個(gè)環(huán)形磁鐵、紙蛙一只、圓木條一根、帶孔木板一片.），需要學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的磁鐵知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作磁鐵玩具。教材中無論是條形磁鐵還是環(huán)形磁鐵均只為學(xué)生提供兩個(gè)，導(dǎo)致制作完成后的作品比較喧自一，學(xué)生的思維得不到有效發(fā)散。

STEAM課程與傳統(tǒng)的基于活動(dòng)的教學(xué)的重要不同點(diǎn)就在于，前者更具挑戰(zhàn)性巨結(jié)果開放、允許多個(gè)正確答案。基于此筆者選用材料2作為本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)材料，并將實(shí)驗(yàn)材料中環(huán)形磁鐵的個(gè)數(shù)更改為多個(gè)，學(xué)生可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)和需要自行添加環(huán)形磁鐵的數(shù)量個(gè)。多環(huán)形磁鐵使學(xué)生在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于環(huán)形磁鐵的組合方式有著多種多樣的設(shè)計(jì)，更為開放不多樣性的結(jié)果使學(xué)生的思維更加發(fā)散，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新能力也得以提高。

二、STEM摸式下的徽學(xué)流程

基于上述教學(xué)設(shè)計(jì)，開展了課堂教學(xué)，具體實(shí)施過程如下。

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境

教師善于創(chuàng)設(shè)問題情境是開展STEM教育的關(guān)鍵。情境要基于學(xué)生的真實(shí)生活，引發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)注，提出的問題要有一定的趣味性以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，同時(shí)問題要有一定的挑戰(zhàn)性以促進(jìn)學(xué)生在原有基礎(chǔ)上獲得新的發(fā)展。

如在本課中教師借助圖片、視頻的方式向?qū)W生展示生活中常見的一些磁鐵玩具，并拍攝一些教室里使用了磁鐵的文具或教具，在課堂上向?qū)W生進(jìn)行展示。請(qǐng)學(xué)生司論、交流這些磁鐵玩具分別利用到了磁鐵的哪些特點(diǎn)。接著設(shè)置問題“利用磁鐵的性質(zhì)可以做出這么多好玩的玩具，你們想不想也動(dòng)手做一個(gè)磁鐵玩具？”

（二）設(shè)計(jì)磁鐵玩具

在本節(jié)課中教師為學(xué)生出示準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)材料二紙蛙一只、帶孔方木板一片、圓木條一根、環(huán)形磁鐵多個(gè)。接著提出問題 “在制作一樣產(chǎn)品之前我們需要先偽針十么呢？”引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手制作前先進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)磁鐵玩具的過程中，部分學(xué)生會(huì)出現(xiàn)天馬行空的設(shè)計(jì)或過于復(fù)雜的設(shè)計(jì)，這個(gè)時(shí)候教師要對(duì)其加以引導(dǎo)，使學(xué)生知道工程設(shè)計(jì)需要考慮可利用的條件和制約因素，需要基于材料來設(shè)計(jì)。為了更好的完成設(shè)計(jì)圖，可以請(qǐng)學(xué)生在制定設(shè)計(jì)圖先前基于材料在小組內(nèi)進(jìn)行討論。在學(xué)生嘗試動(dòng)手之前先司論，可以充分發(fā)揮小組成員的智慧，更好地幫助他們對(duì)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行梳理和補(bǔ)充，在動(dòng)手前先學(xué)會(huì)進(jìn)行思考，這樣有利于更有目標(biāo)的進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。STEM注重以學(xué)生為中心的主動(dòng)實(shí)踐，所以在設(shè)計(jì)的過程中問題的解決都以兒童為主體，教師不應(yīng)該直接提供答案，應(yīng)鼓勵(lì)兒童自己根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)提出獨(dú)特的想法和解決方案，但對(duì)于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備的低年級(jí)學(xué)生來說，教師要在學(xué)生設(shè)計(jì)前先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)思路的整理，在學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的過程中要對(duì)沒有設(shè)計(jì)思路的小組進(jìn)行啟發(fā)性的針對(duì)指導(dǎo)。

（三）制作磁鐵玩具

制作實(shí)物是實(shí)踐過程中的主體部分，學(xué)生大部分知識(shí)內(nèi)容的獲得和技能、技巧的掌握都是在這一階段完成。在這一過程中，教師要發(fā)揮其指導(dǎo)、幫助、適當(dāng)控制的作用。在動(dòng)手制作磁鐵玩具的過程中，部分學(xué)生不會(huì)基于設(shè)計(jì)圖來完成制作，而是直接動(dòng)手制作，這個(gè)時(shí)候教師要及時(shí)加以引導(dǎo)，隨著制作過程的深入開展，學(xué)生可能在制作的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足，教師要提醒學(xué)生如果在制作的過程中發(fā)現(xiàn)需要修改，可以對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行改進(jìn)并標(biāo)注，讓學(xué)生意識(shí)到設(shè)計(jì)和制作是一個(gè)反復(fù)循環(huán)的過程。

在制作的過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生以小組形式進(jìn)行分工合作，相互幫助，共同提高制作效率。老師巡視的過程中對(duì)動(dòng)手能力弱的小組進(jìn)行制作的提示和幫助。

（四）展示與交流

當(dāng)制作磁鐵玩具完成后，進(jìn)入產(chǎn)品展示階段。產(chǎn)品凝聚小組成員的集體智慧，學(xué)習(xí)小組通過展示他們的作品來解釋小組的想法、觀點(diǎn)和理論。分享小組作疏可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力。學(xué)生小組在分享作品的過程中，將概念性的東西通過實(shí)物展示出來，解釋其原理。借助大屏幕和實(shí)物，小組成員分工交流，一人匯報(bào)原理，其他幾人在旁邊用實(shí)物進(jìn)行操作演示，全班學(xué)生可以清楚地觀察磁鐵玩具的制作原理以及使用效果。在進(jìn)行分享交流時(shí)，學(xué)生不僅提高了語言表達(dá)能力，也有機(jī)會(huì)充分展示他們的想法和設(shè)計(jì)，讓學(xué)生有充分互相學(xué)習(xí)、互相幫助的初會(huì)。也為學(xué)生對(duì)自己產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了滬昏路。

（五）評(píng)價(jià)與改進(jìn)

STEM教育注重評(píng)價(jià)的過程，評(píng)價(jià)主體應(yīng)做到教師評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)，兒童自評(píng)相結(jié)合[2]。基于學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容與學(xué)情特點(diǎn)，制定了學(xué)生活動(dòng)綜合評(píng)價(jià)表。

三、總結(jié)與反思

《做磁鐵玩具》一課是筆者面向二年段學(xué)生將STEM理念融人j果堂教學(xué)之中一次實(shí)踐和探索。本節(jié)課以工程設(shè)}日過程為主導(dǎo)，基于解決現(xiàn)實(shí)問題，注重在晴境中學(xué)習(xí)，以學(xué)生為中心的主動(dòng)實(shí)踐，團(tuán)隊(duì)合作與參與。反思本節(jié)課的設(shè)計(jì)與開展，筆者發(fā)現(xiàn)還有很多不足，例如本節(jié)課利用的磁鐵只有環(huán)形磁鐵，實(shí)驗(yàn)材料不夠豐富，評(píng)價(jià)表的評(píng)價(jià)方式不夠多樣化及評(píng)價(jià)角度不夠全面化。

STEM理念的融入，實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有教材進(jìn)行更深層次的挖掘，而且在教材內(nèi)容不變的情況下教學(xué)內(nèi)容更加豐富。筆者將在今后的教學(xué)中繼續(xù)嘗試STEM教育理念與小學(xué)科學(xué)課堂中的融合，讓學(xué)生“學(xué)以致用”的需求得到實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生對(duì)更高層次知識(shí)探索的要求得到滿足。