基于STEM教育的智慧氣象校本課程開發(fā)與實(shí)踐初探

張曉茹

摘要：在小學(xué)階段開展氣象學(xué)習(xí)與實(shí)踐是科學(xué)教育的有效手段，也是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、開拓科學(xué)視野的重要途徑。STEM教育作為轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式與推進(jìn)課程整合實(shí)施的典型實(shí)踐，已成為學(xué)校深化課程改革的重要抓手?；赟TEM教育理念的小學(xué)智慧氣象校本課程開發(fā)與實(shí)踐將成為我校全面開展STEM教育的基石。

關(guān)鍵詞：STEM教育;小學(xué);智慧氣象;校本課程;開發(fā);實(shí)踐

氣象是一門古老又充滿活力、不斷發(fā)展的科學(xué)。雖然現(xiàn)在的小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容也涵蓋了氣象知識(shí)，然而在知識(shí)廣度深度以及教學(xué)方式上有其局限性。如何在現(xiàn)有科學(xué)與綜合實(shí)踐活動(dòng)課程的基礎(chǔ)上，以STEM跨學(xué)科知識(shí)融合的教育理念，研究構(gòu)建和開發(fā)與學(xué)校氣象站配套的課程體系是十分有價(jià)值的。

我校以校園氣象站的建立為契機(jī)，依靠南海區(qū)氣象局的專業(yè)資源和技術(shù)支持，依靠學(xué)?，F(xiàn)有的科技教育資源與人力資源，參考近年來(lái)我校在各科目的校本課程建設(shè)方面較為成熟的做法和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行小學(xué)智慧氣象校本課程的開發(fā)與實(shí)踐，打造特色校本課程。

一、課程開發(fā)的背景與意義

（一）基于時(shí)代發(fā)展的需要

當(dāng)今世界，包括以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、5G通訊等為首的高新尖端技術(shù)正以改變一切的力量，在全世界范圍內(nèi)掀起一場(chǎng)足以影響至人類社會(huì)所有層面的深刻變革。發(fā)端于上世紀(jì)80年代美國(guó)的STEM教育，將科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），工程（Engineering），數(shù)學(xué)（Mathematics）統(tǒng)整而形成課程，以學(xué)科知識(shí)整合、生活經(jīng)驗(yàn)整合、學(xué)習(xí)者中心整合為取向，以問(wèn)題解決為目標(biāo)，基于項(xiàng)目實(shí)施課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的研究探索能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力具有重要價(jià)值。

（二）基于地區(qū)人才培養(yǎng)的需求

人才是社會(huì)發(fā)展的核心要素，我校所在的獅山鎮(zhèn)地處粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)核心區(qū)域，是廣東首個(gè)千億大鎮(zhèn)，綜合實(shí)力位列全國(guó)千強(qiáng)鎮(zhèn)第二、全省第一！隨著經(jīng)濟(jì)體量的增大，對(duì)創(chuàng)新性人才的需求日益增大。2016年，南海區(qū)委出臺(tái)《南海區(qū)關(guān)于建設(shè)“全球創(chuàng)客新都市”的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出“匯聚全球創(chuàng)新資源、打造全球創(chuàng)客新都市”的發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)布了26項(xiàng)扶持政策。其中推進(jìn)STEM教育是全面提升南?；A(chǔ)教育質(zhì)量的重要抓手，要求一批有條件有基礎(chǔ)的學(xué)校走在前頭，探索形成推進(jìn)STEM教育的南海模式以契合地區(qū)未來(lái)人才培養(yǎng)的方向。

（三）基于現(xiàn)實(shí)生活的需要

2016年，獅山鎮(zhèn)政府根據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于加快美麗特色?。ǔ牵╂?zhèn)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，響應(yīng)人民對(duì)更健康、更環(huán)保、更綠色的生活環(huán)境的需求，提出了“尋找最美鄉(xiāng)村”和“鄉(xiāng)村振興計(jì)劃”，對(duì)原有的一些污染大、能耗高的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，并以“佛山高新區(qū)科技創(chuàng)新小鎮(zhèn)群”項(xiàng)目計(jì)劃支持整個(gè)大獅山的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和飛躍發(fā)展。課程開發(fā)組開展智能生態(tài)科學(xué)課程的探索，將使學(xué)生的自身生活、社會(huì)生活和時(shí)代發(fā)展緊密聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)研究活動(dòng)探索氣象和生活之間關(guān)系的奧秘，為學(xué)生將來(lái)創(chuàng)造更好的生活提供良好的科學(xué)人文基礎(chǔ)。

（四）基于課程改革的需要

《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中指出：“要改變課程結(jié)構(gòu)缺乏整合性和課程內(nèi)容過(guò)于重視書本知識(shí)的現(xiàn)狀，加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活和現(xiàn)代科技發(fā)展的聯(lián)系，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn)”。氣象作為一門既古老又不斷發(fā)展的科學(xué)，涵蓋了自然、語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、地理、信息技術(shù)等多科知識(shí)，開展智慧氣象員校本課程研究，構(gòu)建多樣的、可供學(xué)生選擇的、能發(fā)展學(xué)生個(gè)性特長(zhǎng)的特色課程，是對(duì)國(guó)家課程與地方課程的有益補(bǔ)充，是對(duì)新課改的有益嘗試。

二、課程開發(fā)的定位與目標(biāo)

（一）課程定位

自2017年開始，我校將“幸福課堂”的深耕升級(jí)為“幸福課程”的探索，學(xué)校建立起以“幸福國(guó)家課程、幸福節(jié)日課程、幸福主題課程、幸福國(guó)際課程、幸福選修課程”五大幸福課程為核心的課程體系?！吨腔蹥庀髥T》校本課程即歸屬于“幸福選修課程”。雖然是作為對(duì)日常學(xué)科課程的補(bǔ)充和完善，但它在學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)踐方法和手段等方面與日常學(xué)科課程不同，是一門以“STEM教育”為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)而設(shè)置的獨(dú)立的課程。

（二）課程目標(biāo)

1.提高素質(zhì)。通過(guò)知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作，讓學(xué)生更好地掌握氣象知識(shí)，提高運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，掌握科學(xué)技術(shù)，提高科學(xué)素養(yǎng)，樹立科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)科學(xué)意識(shí)和科學(xué)精神，增強(qiáng)預(yù)防和應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害的能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)溝通合作能力，達(dá)到自身素質(zhì)的全面提高。

2.拓展視野。既滿足新課標(biāo)規(guī)定對(duì)小學(xué)生應(yīng)該掌握氣象科學(xué)知識(shí)的要求，又拓展學(xué)生的現(xiàn)代科學(xué)視野，拓展延伸科學(xué)課本知識(shí)。

3.領(lǐng)悟科學(xué)。使學(xué)生深入地了解氣象科學(xué)的結(jié)構(gòu)體系，了解氣象科學(xué)對(duì)人類生產(chǎn)生活的作用影響，以及對(duì)不同領(lǐng)域（如農(nóng)業(yè)）的滲透交叉，讓學(xué)生走近科學(xué)，領(lǐng)悟科學(xué)。

4.提煉價(jià)值。探索STEM教育小學(xué)氣象科學(xué)的課程設(shè)計(jì)，提煉研究?jī)r(jià)值成果，為將STEM整合融入我國(guó)科學(xué)教育，改善科學(xué)教育課程設(shè)計(jì)提供一個(gè)參考視角。

三、課程開發(fā)的教材內(nèi)容與資源建設(shè)

（一）教材內(nèi)容

《智慧氣象員》校本教材的編寫以氣象觀測(cè)基本知識(shí)和技術(shù)為切入點(diǎn)，以學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的氣象儀器制作、氣象要素成因?qū)嶒?yàn)、觀測(cè)體驗(yàn)活動(dòng)為依托，按照基礎(chǔ)的氣象科學(xué)知識(shí)介紹、有趣的氣象探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、有益的氣象科學(xué)知識(shí)應(yīng)用拓展三個(gè)板塊為體例著手編寫。每個(gè)課時(shí)由“實(shí)驗(yàn)背景”、“任務(wù)要求”、“STEAM要素”、“工具材料”、“科學(xué)探索”、“科學(xué)實(shí)踐”、“我的評(píng)價(jià)”等幾部分組成。整本教材包含氣象萬(wàn)花筒、走進(jìn)智慧氣象站、智慧氣象與農(nóng)業(yè)、氣象災(zāi)害四個(gè)單元。

1.氣象萬(wàn)花筒：通過(guò)動(dòng)手制作風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速計(jì)、雨量器、氣壓計(jì)、一朵云、小溫室等活動(dòng)，了解天氣基本知識(shí)，探究天氣的奧秘，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和初步的科學(xué)探究技能。

2.走進(jìn)智慧氣象站：探索校園氣象站，了解半自動(dòng)以及全自動(dòng)氣象觀測(cè)儀器的組成結(jié)構(gòu)及其原理，學(xué)會(huì)觀測(cè)、獲取以及分析氣象數(shù)據(jù)，養(yǎng)成科學(xué)研究的好習(xí)慣;體會(huì)人工觀測(cè)和自動(dòng)觀測(cè)儀器的差異，感受科技發(fā)展帶來(lái)的“智慧”。

3.智慧氣象與農(nóng)業(yè)：了解二十四節(jié)氣傳統(tǒng)文化和植物生長(zhǎng)規(guī)律，學(xué)會(huì)根據(jù)節(jié)氣特點(diǎn)智選適宜生長(zhǎng)的農(nóng)作物品種，并展開種植及探究活動(dòng);了解種植反季節(jié)農(nóng)作物的環(huán)境條件以及溫室大棚在反季節(jié)農(nóng)作物種植中所起到的作用。

4.氣象災(zāi)害：了解各種氣象災(zāi)害以及它們對(duì)人類生產(chǎn)生活的影響，學(xué)會(huì)常見(jiàn)氣象災(zāi)害的防范措施。

（二）資源建設(shè)

1.教學(xué)資源包：《智慧氣象員》校本教材以及每個(gè)課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)、課件、圖片視頻等。

2.教學(xué)基地：校園氣象站、標(biāo)準(zhǔn)化氣象探究室和氣象科普長(zhǎng)廊。

四、課程實(shí)施的過(guò)程與方法

（一）建立基地，創(chuàng)設(shè)氛圍，營(yíng)造校園氣象人文環(huán)境。

學(xué)校精心建設(shè)了“氣象課程基地”，包括校園氣象站、標(biāo)準(zhǔn)化氣象探究室和氣象科普長(zhǎng)廊，并開創(chuàng)了“紅領(lǐng)巾氣象小廣播”，由學(xué)生每天為大家播報(bào)天氣預(yù)報(bào)、氣象災(zāi)害預(yù)警以及防御建議等。“氣象課程基地”為學(xué)生提供了知?dú)庀蟆W(xué)氣象和氣象科學(xué)實(shí)踐的平臺(tái)，此外，校園氣象站全自動(dòng)氣象設(shè)備采集的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)顯示屏投放出來(lái)，讓全校師生及家長(zhǎng)都感受到校園氣象人文環(huán)境。

（二）建章立制，組織落實(shí)，規(guī)范氣象教育活動(dòng)。

學(xué)校建立了三級(jí)管理網(wǎng)絡(luò) ：一級(jí)網(wǎng)絡(luò)是以校長(zhǎng)為第一責(zé)任人的氣象教育領(lǐng)導(dǎo)小組，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)由學(xué)校8位專職科技教師組成，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)是全校各班挑選一名學(xué)生為兼職的氣象聯(lián)絡(luò)員。智慧氣象課程作為我校“幸福選修課程”之一，該課程由8位專職科技教師于周二至周五的第9節(jié)課開展授課，三至六年級(jí)的學(xué)生自愿選擇課程，學(xué)生報(bào)名后將分批次教學(xué)，每位學(xué)生每周上一節(jié)課。在此基礎(chǔ)上，在學(xué)校科技節(jié)期間，會(huì)開展氣象科普講座、氣象知識(shí)競(jìng)賽、氣象課程活動(dòng)展示、氣象科普書籍閱讀等各類氣象主題活動(dòng)。

（三）立足課堂，做亮課程，豐富氣象科普教育內(nèi)涵。

課堂教學(xué)是開展學(xué)校氣象校本課程的主要途徑，授課教師要提前充分備課，做好教學(xué)資源包（教學(xué)設(shè)計(jì)、課件、圖片視頻等），提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料。在每周一次的選修課中進(jìn)行系統(tǒng)教學(xué)，不僅要傳授基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)技能，也要注重延伸拓展，更要開展探究性活動(dòng)。教師要善于創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生利用多學(xué)科融合的思維去解決問(wèn)題，將STEM教育理念滲透到課堂中，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（四）借助外力，整合資源，拓展氣象科普教育外延。

在課程開發(fā)之際，我們主動(dòng)聯(lián)系南海區(qū)氣象局，邀請(qǐng)了南海區(qū)氣象局領(lǐng)導(dǎo)專家蒞臨學(xué)校指導(dǎo)，獲得支持，達(dá)成合作，并組織科技教師去南海區(qū)氣象觀測(cè)站參觀學(xué)習(xí)。在南海區(qū)氣象局專家的幫助下，我們制定了校園氣象站建設(shè)方案，決定氣象站設(shè)備將采用半自動(dòng)和全自動(dòng)結(jié)合，同時(shí)將校園氣象站建在校園智慧農(nóng)業(yè)基地旁邊，以便于將氣象數(shù)據(jù)應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)探究活動(dòng)。

在校本教材編寫時(shí)，我校特別聘任了南海區(qū)氣象局局長(zhǎng)陳慧嫻等四位氣象專業(yè)工作人員為顧問(wèn)，對(duì)我們的校本教材進(jìn)行審稿并提出具體的修改意見(jiàn)，并邀請(qǐng)他們來(lái)我校開展氣象宣講員培訓(xùn)、氣象科普知識(shí)講座。

總之，學(xué)校依托南海區(qū)氣象局專業(yè)資源，獲得最新氣象信息，將氣象專家請(qǐng)進(jìn)校園，有序、扎實(shí)地開展氣象實(shí)踐活動(dòng)，積極整合各方面資源，努力形成氣象特色創(chuàng)建的合力。

五、課程評(píng)價(jià)的方式與方法

（一）課程評(píng)價(jià)方式

1.評(píng)價(jià)主體多元化。智慧氣象校本課程每個(gè)課時(shí)最后一項(xiàng)都是一份評(píng)價(jià)表，由評(píng)審項(xiàng)目、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)主體構(gòu)成，評(píng)價(jià)主體包括自評(píng)、他評(píng)和師評(píng)，使小學(xué)生氣象科技學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)，成為學(xué)生自己、同學(xué)、教師共同積極參與的交互活動(dòng)。

2.評(píng)價(jià)實(shí)施過(guò)程化。評(píng)審項(xiàng)目和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，除了考察氣象知識(shí)的掌握之外，更要重視學(xué)生氣象課程學(xué)習(xí)與實(shí)踐中科學(xué)意識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)技能、團(tuán)隊(duì)合作、表達(dá)交流等方面的評(píng)價(jià)。

（二）課程評(píng)價(jià)方法

1.注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，定性和定量結(jié)合。注重學(xué)生參與智慧氣象校本課程學(xué)習(xí)的過(guò)程性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生參與課題研究、查閱資料的積極性、知識(shí)的獲得量、技能的掌握程度、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等方面進(jìn)行定性定量分析評(píng)價(jià)，根據(jù)具體情況采用描述性評(píng)價(jià)、分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)、等級(jí)評(píng)價(jià)等不同形式，重視評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生的發(fā)展作用。

2.期末總結(jié)性評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)與評(píng)優(yōu)結(jié)合。期末考核評(píng)價(jià)形式多樣化，例如氣象知識(shí)競(jìng)賽、作品展示、小組匯報(bào)等，教師根據(jù)學(xué)生年齡段的不同選擇不同的考核形式，以鼓勵(lì)為主，評(píng)選出“智慧氣象員”“氣象學(xué)習(xí)優(yōu)秀小組”等榮譽(yù)，表?yè)P(yáng)先進(jìn)，鼓勵(lì)后進(jìn)，讓學(xué)生充分體驗(yàn)學(xué)習(xí)的快樂(lè)。

基于STEM教育理念的小學(xué)智慧氣象校本課程開發(fā)與實(shí)踐，使學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的氣象學(xué)習(xí)活動(dòng)以及動(dòng)手做的課堂體驗(yàn)，學(xué)會(huì)整合科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)方式，能夠創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)、合作并解決問(wèn)題。在《智慧氣象員》的學(xué)習(xí)實(shí)踐中，學(xué)生將愛(ài)上氣象科學(xué)、學(xué)會(huì)新的學(xué)習(xí)方式和思維方式，為自己的幸福人生打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！

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