以“斜面的作用”為例淺談運用STEM設(shè)計研究

邱婉玲

摘? 要：隨著我國的教育改革工作不斷深入，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不再適用與現(xiàn)代的教學(xué)模式，在小學(xué)時期，科學(xué)教學(xué)是一個相對來說較為重要的學(xué)科，但是在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在著很多的問題，需要不斷的改變教學(xué)方法來解決此類問題。而STEM將四門學(xué)科融合成一體，可以更好的解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力進(jìn)行培養(yǎng)，十分符合當(dāng)代的教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：STEM教育;小學(xué)科學(xué);策略

【中圖分類號】G622.0??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A?????? 【文章編號】1005-8877（2020）24-0127-02

眾所周知，STEM作為時代所需求的產(chǎn)物，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的英文首字母的縮寫。而且STEM教育具有整合性、探究性、合作性以及體驗性等特征，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)到更多的知識，并給小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)改革提供了新的途徑以及解決方法。

1.什么是STEM教育，STEM教育的意義何在

起源于美國的STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)四門學(xué)科的首字母縮寫，但是STEM并非是簡單的四門學(xué)科的組合，而是貫通學(xué)科知識并聯(lián)系真實世界、以問題為向?qū)亩纬蓢?yán)謹(jǐn)?shù)摹⑾到y(tǒng)化的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，這種學(xué)習(xí)方式被運用到各門學(xué)科的教學(xué)模式中，從而促進(jìn)教學(xué)改革的不斷深化。構(gòu)建小學(xué)STEM課程可以讓學(xué)生的綜合素質(zhì)有效的提高，并且對于增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感有著良好的助力作用。在當(dāng)前的教育改革中，STEM教育在國內(nèi)進(jìn)行有效的開展，所以將STEM教育與小學(xué)科學(xué)融合在一起進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生提高自身的邏輯思維能力，讓學(xué)生更好地理解小學(xué)科學(xué)所要表達(dá)的理念以及熟記小學(xué)科學(xué)教材中的知識點。

同時，把STEM教育有效的融合到小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)中，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會到學(xué)習(xí)的趣味性，從而激發(fā)學(xué)生對于科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，并在學(xué)習(xí)中感悟到科學(xué)的魅力以及科學(xué)實驗帶來的奇妙體驗，這會讓學(xué)生更有動力提升自身的科技創(chuàng)新能力，還會讓教師的教學(xué)模式看起來更加新穎，從而提高教學(xué)的效率。

2.以“斜面的作用”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計

在小學(xué)科學(xué)六年級上冊第七課，“斜面的作用”作為重點教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)在教材里。在教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對斜面產(chǎn)生自己的理解。首先斜面在生活中運用廣泛，而且也可以作為一種省力且便捷的工具。在知識層面我們可以這樣理解，關(guān)于斜面的知識具有一定的基礎(chǔ)性，所以對斜面的作用以及理解，與高年級所學(xué)的“力”有著密切的聯(lián)系，同時也與摩擦力有一定的關(guān)聯(lián)。學(xué)生可以通過探究合作以及小組之間的共同學(xué)習(xí)，思考斜面的作用以及與斜面相關(guān)的問題。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們可以用“斜面的作用”作為例子進(jìn)行這樣的教學(xué)設(shè)計：

（1）學(xué)情分析為教學(xué)提供思路

小學(xué)六年級的學(xué)生已經(jīng)初步掌握了關(guān)于科學(xué)的一些知識，例如，學(xué)生對于斜面以及摩擦力已經(jīng)有了一定的初步了解，并且能夠了解產(chǎn)生摩擦力的原理。同時也知道在探究斜面的作用力時，必須要充分的考慮到各種因素。其次，學(xué)生對于小學(xué)科學(xué)探究過程的步驟，以及制定簡單的探究計劃，已經(jīng)有了大致的了解，并且在探究過程當(dāng)中已經(jīng)初步具備了科學(xué)素養(yǎng)，并且能夠用較為科學(xué)的方式去整理信息，開展過程，并且解釋結(jié)論。最后，針對于科學(xué)過程當(dāng)中的繪畫內(nèi)容融合，學(xué)生能夠根據(jù)實際情況簡單的繪制斜面結(jié)構(gòu)，而且也懂得收集數(shù)據(jù)，并且做分析處理。

（2）發(fā)現(xiàn)問題，并通過創(chuàng)建情景的模式提出問題

首先教師可以運用自媒體給學(xué)生看一些與斜面相關(guān)的視頻，例如：利用斜面把沉重的物品從貨車上卸下來、利用斜面進(jìn)行滑板操控練習(xí)、利用斜面做成的兒童玩具滑梯等，然后從中拿出一個例子來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。比如，在現(xiàn)實生活中，搬運工人們常常利用一個斜面，把沉重的物品通過這個斜面轉(zhuǎn)運到地面上，然后問學(xué)生“為什么搬運工要利用斜面運輸貨物呢？”“從這個案例中我們可以得到什么答案？”“斜面究竟有什么作用呢？”或者“我們應(yīng)該怎樣設(shè)計想要的斜面呢？”以生活實例創(chuàng)設(shè)情景，能夠激發(fā)小學(xué)生探究欲望，為小學(xué)科學(xué)探究活動的開展服務(wù)。

（3）通過分組進(jìn)行實驗的設(shè)計

為了讓每個學(xué)生都參與到教學(xué)過程中，教師可以按照學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、性格特征、課堂活躍度平衡的分成不同的小組，每個小組盡量包含思維能力不同以及較為活躍的學(xué)生。帶著這些疑問，讓學(xué)生進(jìn)行實際的操作試驗。教師可以引導(dǎo)學(xué)生拿著簡單的工具來做實驗，例如：一塊簡單的平滑的木板、重量相同的砝碼以及玩具小車，使用這些道具，可以讓學(xué)生通過玩具小車在傾斜的、平滑的木板上移動，從而讓學(xué)生在實際的操作過程當(dāng)中快速的理解教材中所要表達(dá)的知識點。在教學(xué)過程中，教師通過學(xué)生的實驗以及實驗記錄，及時的對學(xué)生進(jìn)行錯誤上的糾正，并觀察每個小組的實驗進(jìn)度，鼓勵學(xué)生積極參加實驗設(shè)計過程，并通過不同的實驗方式得出結(jié)果。

（4）得出結(jié)論并進(jìn)行小組交流

教師根據(jù)學(xué)生得到的結(jié)論以及實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生用STEM教育中的科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)以及工程知識對“斜面的作用”進(jìn)行解釋以及探索。例如，學(xué)生可以結(jié)合數(shù)學(xué)思維，推論斜面作用力。并且還可以運用其中的數(shù)學(xué)思維進(jìn)行推理運算，去發(fā)現(xiàn)實驗中數(shù)據(jù)的規(guī)律并得出實驗的結(jié)論：斜面可以省力，且坡度越小的斜面省力效果越高。對學(xué)生初步了解斜面的作用后，教師又可以引領(lǐng)學(xué)生，通過實驗的方式進(jìn)行驗證。之后教師可以倡導(dǎo)學(xué)生在試驗中進(jìn)行交流，讓學(xué)生各抒己見，勇于表達(dá)心中的想法，基于和諧氛圍下的交流能夠讓學(xué)生的探究和思考更加的完善。隨后教師要對各個觀點進(jìn)行公平的判斷，從而體現(xiàn)STEM教育的開放性特征。

（5）做好反思，提出展望

基于STEM教育理念開展的斜面作用探究活動，學(xué)生已經(jīng)初步運用科學(xué)知識和思維，在設(shè)計過程當(dāng)中經(jīng)歷了分析問題、查閱資料、設(shè)計方案、構(gòu)建圖紙的過程，而且學(xué)生也能夠較好的聯(lián)系生活實際，通過與其他學(xué)科的知識建立聯(lián)結(jié)，把問題和知識聯(lián)系起來。在整個過程當(dāng)中感受到了各學(xué)科的融合，讓學(xué)生在多領(lǐng)域知識的探究活動當(dāng)中不斷改進(jìn)，在一定程度上提升了學(xué)生的綜合能力。但此次探究活動仍存在些許問題，首先是表現(xiàn)為學(xué)生在剛開始活動中出現(xiàn)的一些天馬行空不切實際的想法。其次，在小組討論過程當(dāng)中，學(xué)生也存在討論效率低的現(xiàn)象。小學(xué)科學(xué)課程是一門涉及到廣泛領(lǐng)域的學(xué)科，學(xué)習(xí)知識也比較繁雜，而且單元具有整合性的特點，知識之間的聯(lián)系性較強，由此，教師應(yīng)該要結(jié)合STEM教育理念，加強知識聯(lián)系，整合多學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生全面能力。

3.結(jié)語

在小學(xué)教學(xué)過程中，小學(xué)科學(xué)這一科目的重要性不言而喻，在教學(xué)中我們以“斜面的作用”作為特別案例，并運用STEM教育進(jìn)行小學(xué)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計，在這一過程中，不僅可以讓學(xué)生更加熟練的掌握到教材中的知識，還能提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力，讓學(xué)生對教材中所講的知識點產(chǎn)生興趣，從而對小學(xué)科學(xué)這門科目產(chǎn)生好奇心，提高學(xué)生解決問題的能力和探究欲，給學(xué)生未來的學(xué)習(xí)道路奠定了良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉澤河.小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)融合STEM教育的研究——以《設(shè)計制作重力小車》為例[J].貴州教育，2019（13）：34-36

[2]黃威龍，白欣.基于STEM教育的小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計研究——以“斜面的作用”為例[J].科教導(dǎo)刊（下旬），2019（05）：123-125

[3]李騰. STEM教育滲透小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)案例設(shè)計與實施[D].山東師范大學(xué)，2019