STEM教育在小學科學中的應用與實施

（浙江杭州江南實驗學校 浙江杭州 310052）

技術與工程領域的學習主要結合了科學、技術、工程和數(shù)學方面的目標，在實踐過程中，往往需要提出工程性的問題，通過設計與研究、實驗結果分析和解讀，采用數(shù)學和計算思維來設計問題的解決方案，并通過不斷的改進來完善教學目標。

提出問題

作為一名小學科學教師，如何將技術與工程領域更高效的實施并應用于我們的小學科學課堂將是值得我們研究與探討的話題。在日常的教學中，我對該領域的應用與實施主要體現(xiàn)在以下三個方面：1.將技術與工程領域滲透到三大科學領域中；2.基于科學課堂后的拓展性研究；3.設計與實施拓展性課程。

一、將技術與工程領域滲透到三大科學領域中

我以五年級上冊第三單元第八課《減少對土地的侵蝕》為例，來分析如何將技術與工程領域融入到這樣的課題中：

1.教材分析：在探究流水對土地的作用后，學生對于侵蝕與沉積現(xiàn)象已有了初步的認識與了解，本課側重于開拓學生的思維，結合建筑模型，規(guī)劃城市的合理建設。

2.學情分析：學生對河流不陌生，許多地方都有河流。人們往往把城市建立在河流的兩岸，沿河而居，是因為河流為人類提供了維持生存和文明發(fā)展的重要條件。

3.教學核心目標：根據河流帶給人類的優(yōu)勢，合理規(guī)劃城市建設，培養(yǎng)學生統(tǒng)籌規(guī)劃的能力。

4.過程與方法（1）思考規(guī)劃方案，設計圖紙并且修改。（2）將不同的建筑物合理擺放于城市中。（3）小組展示自己的規(guī)劃成果，說說優(yōu)缺點（4）學生評價，投票，評獎。

本課從人們依水而居的習慣引入課堂，引發(fā)學生思考在河流兩岸建設家園的特點與要求，學生對于自己的構思通過圖紙展現(xiàn)，在結合建筑模型進行實體擺放，展現(xiàn)自己的設計成果。

二、基于科學課堂后的拓展性研究

在五年級科學上冊《運動和力》單元內容中就要求學生動手制作一輛小車，教材中僅僅以橡皮筋等熟悉的材料作為動力來指導學生完成小車的制作。通過交流，了解到孩子們對于小車的動力系統(tǒng)有很多自己的構思，而課堂上根本無法進行設計與動手實踐，所以我根據本課的教學目標，在原有的基礎上再加以改進，以實踐動手為主，嘗試著用運動與力的關系來解決風與帆以及小車運動的關系。以下為本課的具體設計與實施過程：

（一）核心目標：學生能通過自主設計與動手實踐，提升合作創(chuàng)新能力，以及體 會科學技術的重要性。

（二）教學重點：1.學生能自主設計帆車圖紙。2.小組合作制作帆車

（三）教學難點：學生通過交流能發(fā)現(xiàn)小車的不足之處并加以改進的方法。

（四）教學過程：1.課堂交流研討，思考什么樣的風帆能使小車開得又遠又直

2.小組設計圖紙并交流展示

3.各小組動手制作帆車

4.通過帆車比賽，檢驗設計與制作的成果

5.改進方案的制定與落實

本節(jié)課上學生的設計思路活躍，能對設計的優(yōu)缺點進行詳細的介紹與描述。小組間的動手合作能力也得到了大幅度的訓練和提升，最后的競賽作為一種檢驗的標準也得到了所有學生的認可與參與，并從結果中分析自身設計的不足，以及學習到其他小組的設計優(yōu)點后，獲得更好的改進建議。

三、設計與實施拓展性課程

我在校本課程的研發(fā)中，選擇了車輛模型這個課程進行教學。車輛模型活動是隨著現(xiàn)代科學電子技術的發(fā)展而產生的，主要分為設計、制作與競賽三個部分，因此車模課程的開發(fā)能有效提升學生在技術與工程方面的知識和能力。

我以自主開發(fā)的課程《做一輛四驅車》為例來進行解讀：

1.學生自主解讀說明書。說明書中的靜態(tài)圖片能不斷訓練學生的邏輯思維，看會看懂一張說明書是需要學生靜下心來，認真思考，不斷嘗試才能完成的任務。

2.根據說明書的指示，獨立動手完成四驅車的拼裝，期間遇到困難可以與同學互相討論，也可請教老師幫助。

3.初步完成制作后，進行試車練習，發(fā)現(xiàn)四驅車存在的一些問題并及時記錄和思考解決問題的方法。

4.對四驅車進行改進，總結制作過程中容易忽略的一些細節(jié)，并思考更簡單有效的方法。

車輛模型拓展性課程開展起來真正做到了學生自主設計課程，參與課程，完善課程的理念。

四、反思與展望

技術與工程領域的課程往往在時間，空間等條件上受到很大的約束，因此探究的成效無法在一堂課上呈現(xiàn)。我們應該思考在學校課堂上開展什么形式的探究活動，可以使孩子獲得更多的探究機會與體驗，在課后布置相應的任務去完成課堂上未完成的目標。

期待學?？梢詫ｉT開設選修課程來增加孩子們的設計與動手能力的訓練機會，也期待更高端，更簡便的教具教材可以使我們學習的更有目的性，更有效率。

技術與工程領域是一個新新領域，需要所有的小學科學教師一起努力思考，實踐，從而獲得更充足的經驗去提升我們孩子的設計與動手能力。