淺談在小學(xué)科學(xué)課程中引入STEM教育理念

鐘小玲

【摘要】在小學(xué)科學(xué)課程中引入STEM教育理念，能夠提高學(xué)生的綜合探究能力與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本文以“建橋梁”課堂教學(xué)為例，主要從突出跨學(xué)科融合、制定學(xué)習(xí)目標(biāo)、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、注重探究體驗(yàn)、設(shè)計(jì)課后拓展等方面展開教學(xué)實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);STEM理念;融合與探究

STEM是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多學(xué)科融合的教育，它以跨學(xué)科知識(shí)整合為理念，以設(shè)計(jì)與探索為目的，并通過(guò)科學(xué)實(shí)踐來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與問(wèn)題解決能力。2017版小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)增加了“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生用綜合所學(xué)的各方面知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題;建議教師可以通過(guò)教學(xué)實(shí)踐中嘗試STEM教育。可見，STEM教育已經(jīng)走向科學(xué)教育的核心區(qū)。下面以蘇教版小學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《建橋梁》一課為例，探索如何在小學(xué)科學(xué)課程中引入STEM教育理念。

一、學(xué)科相互融合，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)習(xí)目標(biāo)是課堂教學(xué)的方向，在教學(xué)中起引領(lǐng)和指導(dǎo)作用。STEM是跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，主要把科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大學(xué)科融為一體。在制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)，要根據(jù)學(xué)生的心理特征和認(rèn)知水平，結(jié)合本課的教學(xué)內(nèi)容，做到先分析本課內(nèi)容、知識(shí)與方法，把STEM教學(xué)融入到探究活動(dòng)中，形成行之有效的學(xué)習(xí)目標(biāo)，將核心素養(yǎng)真正落實(shí)到課堂教學(xué)中。在制訂《建橋梁》一課的學(xué)習(xí)目標(biāo)時(shí)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)四個(gè)維度提煉出STEM學(xué)習(xí)目標(biāo)。具體學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1“建橋梁STEM學(xué)習(xí)目標(biāo)

二、創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，明確任務(wù)要求

STEM的課堂活動(dòng)為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐和深入理解科學(xué)概念的機(jī)會(huì)，以真實(shí)的情境融入教學(xué)中，使科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)既有趣又有味。在教學(xué)《建橋梁》一課時(shí)，為了激發(fā)學(xué)生的興趣，筆者創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)的生活情境，讓學(xué)生觀看山區(qū)孩子上學(xué)要走索道過(guò)河的視頻，讓學(xué)生感受山區(qū)孩子上學(xué)的艱辛與危險(xiǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生提出為山區(qū)建橋梁的想法。在學(xué)生依據(jù)原有認(rèn)知回答問(wèn)題后，教師趁機(jī)提出一系列問(wèn)題：建怎樣的橋合適？建橋需要什么前提準(zhǔn)備呢？針對(duì)學(xué)生的心理特征和認(rèn)知水平，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)：知道橋的基本組成部分是橋面、橋墩等;了解橋的特點(diǎn)，并能夠根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)將橋梁分類;知道橋梁的承重力與橋的形狀有關(guān)。

三、注重探究體驗(yàn)，優(yōu)化課堂教學(xué)

STEM理念下的課堂教學(xué)，以學(xué)生為中心，以問(wèn)題為引領(lǐng)，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)，學(xué)中思，學(xué)以用”的探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。目標(biāo)與任務(wù)明確后，開啟頭腦風(fēng)暴，讓學(xué)生結(jié)合已有知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力水平，對(duì)各項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行分析、整合，梳理本課的活動(dòng)流程，從而確定活動(dòng)的內(nèi)容和形式。

1.分組合作，制定活動(dòng)流程

分組合理，可以讓不同層次的學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化、達(dá)到互補(bǔ)。利用小組，讓學(xué)生針對(duì)問(wèn)題，用圖文形式記錄、分享，形成可操作性強(qiáng)的研究方案。具體活動(dòng)流程見圖2。

2.實(shí)驗(yàn)操作，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)

五年級(jí)學(xué)生有較強(qiáng)的好奇心和探究欲望、對(duì)實(shí)驗(yàn)非常感興趣，具備一定的觀察與探究能力。結(jié)合活動(dòng)流程，首先，讓學(xué)生欣賞不同形狀的橋梁，并會(huì)按不同的標(biāo)準(zhǔn)分類;知道橋梁的結(jié)構(gòu)是由橋面和橋墩構(gòu)成的。在學(xué)生對(duì)建橋梁具備相關(guān)知識(shí)后，為了讓學(xué)生更真實(shí)地體驗(yàn)“橋梁設(shè)計(jì)師”的工作。接著，讓學(xué)生進(jìn)行小組合作，用簡(jiǎn)筆畫的形式把喜歡的橋梁設(shè)計(jì)稿畫出來(lái)，并嘗試用已有材料搭建出橋梁的模型。最后，探究橋梁形狀和承受力的關(guān)系是本課的難點(diǎn)。在本環(huán)節(jié)，要引導(dǎo)學(xué)生知道承受力的大小影響著橋的生命。因此，先明確本環(huán)節(jié)探究的任務(wù)，再以小組合作的形式，搭建三種橋梁的模型，并對(duì)三種橋梁模型的承受力進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)完畢，各組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄單的展示與匯報(bào)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：橋梁的承受力跟橋梁的形狀有關(guān)。最后，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)為山區(qū)建橋梁提出建議;該選擇什么形狀的橋梁比較合適？

學(xué)生在經(jīng)歷了設(shè)計(jì)、搭建橋梁和測(cè)試橋梁承受力等一系列的活動(dòng)，通過(guò)小組成員之間的合作形式開展探究活動(dòng)，既培養(yǎng)了學(xué)生與他人合作的精神，又培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，體驗(yàn)了成功的樂(lè)趣。

3.課堂評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

實(shí)施課堂評(píng)價(jià)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造力和個(gè)性發(fā)展，也可以讓教師全面了解教學(xué)效果。在《建橋梁》一課，在探究活動(dòng)結(jié)束后，對(duì)學(xué)生的活動(dòng)過(guò)程與合作情況相應(yīng)作出評(píng)價(jià)，主要采用學(xué)生自評(píng)、小組評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)三部分。

四、強(qiáng)化STEM理念，課后拓展延伸

科學(xué)立足于現(xiàn)實(shí)生活，又服務(wù)于生活。利用課后拓展性學(xué)習(xí)，有效地把所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到生活中，對(duì)知識(shí)進(jìn)行拓展與延伸。讓學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題，強(qiáng)化STEM教育理念，幫助學(xué)生拓展科學(xué)視野，提高思維能力，掌握更多的科學(xué)知識(shí)，體會(huì)科學(xué)技術(shù)在生活中發(fā)揮的重要作用。因此，課后讓學(xué)生們和爸爸媽媽一起用西瓜皮建造一座瓜皮橋。

STEM課程的實(shí)施仍處于摸索階段，作為一線教師，我們要領(lǐng)會(huì)課標(biāo)精神，以人為本，轉(zhuǎn)變科學(xué)課堂教與學(xué)的方式，深入學(xué)習(xí)理解STEM教育理念的內(nèi)涵與核心要義，找到 STEM 教育和科學(xué)課程的融合點(diǎn)，給學(xué)生搭建探究學(xué)習(xí)的平臺(tái)，讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)同步發(fā)展。

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