STEM教育與小學低段科學課程資源整合的實踐研究

鐘奇一

在課程整合的時代背景下，STEM教育在國內外科學教育界掀起了熱潮。本文以“空氣大炮”項目為例，對STEM理念下的小學低段科學拓展性課程進行案例分析，旨在加強STEM教育與小學科學課程資源的整合，提高小學科學教育質量，提升學生的科學素養。

本項目活動同步教育科學出版社小學《科學》教材一年級下冊“我們周圍的物體”單元內容。基于教材，教師可以做一些整合與拓展。

以本項目為例，在教學前，教師需要對項目進行流程設計，具體分為五部分：問題聚焦——大雄的道具，活動準備——流動的空氣，設計制作——制作與改進空氣炮，展示評估——玩轉空氣炮，拓展應用——特殊的武器。筆者將從以下五點對“空氣大炮”項目案例進行深入分析。

一、問題聚焦

低段的學生年齡較小，對于學習對象只能停留在感知層面。因此聚焦環節要足夠兒童化，吸引學生的興趣。本項目的第一個環節，以大雄的道具——空氣炮作為情節導入：

教師出示卡通人物哆啦A夢，借助情境進行啟發式談話：“哆啦A夢是日本著名的漫畫故事，故事中的哆啦A夢是一只來自未來世界的機器貓，他用自己神奇的百寶袋和各種奇妙的道具幫助主人大雄解決各種困難。這節課我們就來了解動畫片中出現的其中一項神奇道具”。

接著，教師通過播放哆啦A夢中相關視頻，為學生創設一個童趣化的情境，極大地激起了學生的學習興趣。

二、活動準備

教材作為主要的學習資源，是教師教和學生學的重要憑借。在實際教學過程當中，教師要創造性地使用教材，對教材進行深入地研究，更換或補充相對應的內容，使其在適合學生學習的同時，拓展學生知識面。

項目第二個環節，教師從學生熟知的詩——《風》引入，幫助學生建立“風是空氣流動的結果”這一概念，但這只是學生對于空氣流動的表象認識。在此基礎上，教師通過“怎樣讓氣球運動起來”“怎樣讓紙風車轉動起來”“怎樣利用氣球讓小車運動起來”這三個小實驗，學生在感覺到科學學習趣味性的同時，對于空氣的流動能產生一定力量有了初步的理解。教師在教材的基礎上，對內容進行一定的拓展，整合了古詩，體現了學科的融合。

三、設計制作

設計制作指學生運用各種工具、工藝（包括信息技術）進行設計，并動手操作，將自己的創意方案付諸現實，轉化為物品或作品的過程。

本項目的設計制作環節，教師先出示材料：已經裁剪好的瓶身大小不同的塑料瓶（瓶口一樣大）、大小不同的氣球皮，同時出示其他可以選用的工具：電工膠布、剪刀。引導學生思考：利用這些材料，我們能設計并制作出兩種大小不同的空氣炮嗎？（兩種大小不同的空氣炮為后面探究活動的展開做鋪墊）之后組織學生進行設計和制作。其中設計圖評價量規、制作空氣炮評價量規見表1、表2。我們通過擊打不同距離的小木塊來檢驗空氣炮是否成功。

改進環節，學生在保證空氣炮制作成功的基礎上對自己的空氣炮進行適當美化，評價量規圖見表3。

四、展示評估

學生對自己在項目中的成果進行展示是STEM活動中的一個重要階段。

我們通過“畫廊走”的形式介紹各自的空氣炮，分享活動心得。評價包括學生評價和教師評價兩方面。將空氣炮放在展示區，師生以貼五角星的形式對班上作品進行評價，選出各自最心儀的10個空氣炮。

2017版義務教育《小學科學課程標準》指出小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生主動探究。

基于課標，我們通過“空氣炮襲擊紙杯塔”“空氣炮滅蠟燭”“空氣炮打塑料小球”三個玩轉空氣炮活動來探究空氣炮大小對空氣炮威力的影響。小學低段的科學探究不需要復雜，引導學生進行簡單的單變量的實驗探究，以獲取科學知識、領悟科學思想、學習科學方法。

五、拓展應用

在本項目第五個環節中，教師在教學過程當中引導學生將所學知識聯系實際，介紹空氣炮在生活中的用途，如機場驅鳥，將科學課程與技術、工程聯系起來，學生在了解基礎知識的價值的同時有利于創新思維的培養。

一年級“空氣大炮”項目符合低段兒童的年齡特點，因此對于低段開展基于STEM理念的拓展性課程具有借鑒意義。但是STEM教育以解決生活實際問題為出發點，而低段學生對于“真實世界的問題是什么？”這一問題背后的真實情境他們并沒有真切的體會，因此筆者認為這也是在實施STEM教育和小學低段科學教學相融合的過程中的一個難點。