深度學習下小學科學STEM課堂教學策略探究

李巧靜

【摘要】深度學習是理解性的學習，教師在STEM課堂教學中設計的情景教學問題要具有現實的意義和挑戰性，引導學生對產生的問題有更深層次的思考，在思辨的過程中最大程度上建立學科知識與現實世界的關聯，為解決真實的問題提供高階思維發展能力，獲得學習方面的專長和技能，推動STEM教學實踐。

【關鍵詞】小學科學;STEM課堂教學;深度學習;策略研究

STEM的教育理念是：“讓學生在跨學科學習過程中整體認識世界，培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力。”深度學習作為培養學生核心素養的重要學習方式，在STEM課堂教學中擔任了重要的角色。小學科學STEM課堂教學基于深度學習的方式設計和開展一系列的學習活動，讓學生理解性地、創造性地參與課堂學習，掌握學科核心知識，理解學習過程，把握學科本質和內涵，全面提高學生的科學核心素養。

一、深度學習與STEM課堂教學

《小學科學課程標準》認為：“小學科學在自然現象和解決實際問題方面需要綜合運用不同領域的知識和方法。”STEM課堂教學注重引導學生關注學科與現實生活的關聯性，進行項目學習、問題模式、知識運用、工程技術等的教學方式，讓學生在真實的學習環境中發現問題、探究問題、解決問題，從而生成新知識、構建知識體系，創造制作出成果。這就要求教師在課堂中具有較高思維層次的教學策略，來更好地進行教學實踐。

深度學習是理解性的學習，一是指教師在STEM教學中對科學概念本身的深度思考，對學生STEM知識背景的精準理解，對學生STEM知識發生過程的精準把握以及對STEM技術創造的精準指導;二是指學生在學的過程對產生的問題有著審視的態度、對知識過程發生不是簡單的記憶和背誦，而是能運用所知進行思辯;能在真實的、復雜的環境中調動所需要的學習結果，最終建構知識做出實物，達到深度學習的目標“所學能為其所用。”深度學習發生路徑如下圖1所示。

二、STEM教學課堂的深度學習實施策略

1.創設情境，讓科學探究真實產生

創設一個聚焦STEM課堂教學的科學基本問題，是十分重要的，這個科學基本問題是從科學概念轉化而來。在創設的情境中，可以把科學問題聚焦于現實世界發生的事情，或者科學史、科學事件等從歷史軌跡、社會視覺的角度，引發學生提問，教師對產生的問題進行歸納、分類;然后通過設置情境，進一步引導學生對發現的問題進行篩選、分解、重組、整合，生成一系列符合學生自身認知水平的具體問題。在這個基礎上，學生既是問題的發現者，也是問題的實踐者，解決了問題，也就掌握了科學概念。這是二年級上冊《做一個指南針》STEM課堂教學案例，筆者以“鄭和下西洋”為歷史背景創設情境，其具體的教學模型如表1。

因此，教師進行教學時要深度地挖掘科學概念背后隱藏的科學問題，引導學生從多角度對概念問題進行分解，這樣不僅降低了學生的學習難度、更好地建立科學概念，還能夠在學生動手實踐的時候，不斷地發現問題，解決問題，最后建立新的知識。

2.建立模型，讓科學思維清晰呈現

小學科學課程標準指出：從科學的角度對客觀事物的本質屬性、內在規律等記錄分析，建立模型，并且能夠運用模型對相關關系進行探索、解釋。在SIEM建造模型的科學實踐過程中，學生不斷動手思考感悟，思維也在不斷的發展，深度學習認為：“深度學習指向學習過程的發生，關注學生在學習參與過程中的體悟，而非結果導向。”建模通常是把復雜的數據建立數學模型，降低難度，根據模型分析并得出科學觀念，同時，它能夠將學生習得性的知識發生的過程清晰呈現。在小學階段逐步建立數據建模思想，讓學生經歷一次數學建模過程，是發展學生的高階思維能力的重要手段之一。下面以三年級《觀察云》一課為例。如下表2。

比如學生在五年級上冊第三單元“運動與摩擦力”一課中，就需要儲存有關摩擦力的知識。如下表3。關于摩擦力的實驗數據記錄，對于五年級的學生來說實驗數據較多，根據表格來分析數據能夠快速地得出結論，但是不利于學生思維過程的發展，可以讓學生通過數學折線統計表的利用，將數據一一呈現出來。如下圖2。

通過建模的形式，教師可以知道在探究過程中學生每一個數據產生的過程，學生也可以在制作數學模型的時候，十分清晰地知道摩擦力大小與物體之間的相關性，能從整體和部分來進行對比分析，在此過程中，深度學習悄然發生。

3.制定標準，讓科學評價持續發生

STEM教學的目標在于綜合能力和技能的全面發展，深度學習強調學習的自主性，包含了對知識的理解、學習過程的掌握、小組合作的質量、成品的科學性等，基于深度學習的STEM課堂更多地關注學習者的學習過程及真實能力的評價。建立多元的評價體系，有利于整個STEM課堂的診斷、調解和激勵，全面了解學生的綜合技能水平。在三年級上冊第三單元第二課“做一個熱氣球”中，采用“教師評價+同伴互評+自我反思”的多元評價方式貫穿熱氣球設計和制作的整個過程，具體的評價標準如下表4。

4.成品展示，讓科學實踐落地發生

STEM課堂教學跟普通教學最大的差別在于動手實踐，經過一系列的課堂教學活動，每個學生都參與其中的作品創作，經過學生思考、討論、修正、更改過的作品包含著學生的知識遷移、問題解決、討論批判和動手結晶，是成果的碩果也是深度學習的碩果。在STEM課堂作品制作的過程中，學生要根據實際情況對作品進行不斷地修改和晚上，教師可以根據學生作品會出現的問題，設計自查表，幫助學生在遇到困難、超出自身知識范圍而無法討論解決的情況下，通過自查表來對作品進行調整。這是四年級下冊《電路出故障了》的一課中，教師給學生設計的自查表。如下表5。

正如盧梭所言：“ 我的目的不是教給他各種各樣的知識，而是教他怎樣在需要的時候取得知識，是教他準確地估計知識的價值，是教他愛真理勝于一切。”小學科學STEM教學課堂教師要深度探索教學策略，找到開發學生的深度學習的鑰匙，才能真正培養學生的科學核心素養。

參考文獻：

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