基于STEM教育理念下的小學(xué)科學(xué)課堂的實(shí)踐研究

倪淵

摘 要：STEM學(xué)習(xí)教學(xué)方式在小學(xué)（科學(xué)課）階段的運(yùn)用具有很大的實(shí)踐意義。基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的STEM教育在一年級(jí)學(xué)段中的開(kāi)展，能夠較好地促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升，尤其在培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力、技術(shù)運(yùn)用能力上和批判質(zhì)疑、探究素養(yǎng)的培養(yǎng)上，都能起到很好的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：STEM；項(xiàng)目學(xué)習(xí)；小組合作；小學(xué)一年級(jí)

一、STEM教育的背景

STEM教育，即橫跨科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）以及數(shù)學(xué)（Mathematics）這四個(gè)領(lǐng)域的教育，是將這四個(gè)大的領(lǐng)域的課程與知識(shí)在課堂上進(jìn)行整合的教育。它并不是單單一門(mén)課程，故而強(qiáng)調(diào)的是解決問(wèn)題的理念和方法。STEM教育是當(dāng)前國(guó)際教育界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)前沿話題。聯(lián)合國(guó)教科文組織2015年底通過(guò)的《教育2030：行動(dòng)框架》明確提出：“加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育，鼓勵(lì)學(xué)生盡早接觸STEM領(lǐng)域?！?016年教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中進(jìn)一步要求：“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間、跨學(xué)科學(xué)習(xí)（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來(lái)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用?！?/p>

二、STEM教育在小學(xué)科學(xué)中的實(shí)踐初探

本文以個(gè)人在小學(xué)一年級(jí)開(kāi)設(shè)的《做個(gè)小鳥(niǎo)的家》STEM課為例，探討一年級(jí)基于STEM教育理念下的小學(xué)低年級(jí)工程思維培養(yǎng)的實(shí)踐與研究。

（一）“做個(gè)小鳥(niǎo)的家”為STEM主題PBL活動(dòng)中包括的概念和內(nèi)涵

S：生物的多樣性、建筑的穩(wěn)定性、三角形力學(xué)、基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)概念；T：工具的使用、調(diào)整與修正解決實(shí)際問(wèn)題的技術(shù)；E：?jiǎn)栴}解決、工程搭建、建模設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；M：體會(huì)數(shù)學(xué)多圖形運(yùn)用、立體圖形的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用、三角形穩(wěn)定性。

（二）探索實(shí)踐，搭建完善

在搭建與完善之前，學(xué)生已經(jīng)完成了小鳥(niǎo)的家的討論和設(shè)計(jì)。

師：同學(xué)們，誰(shuí)能來(lái)說(shuō)說(shuō)，通過(guò)前面的學(xué)習(xí)你們都有什么收獲呢？

生1：我們?cè)诖罱ㄖ岸歼M(jìn)行了圖紙的繪畫(huà)。

生2：我們進(jìn)行了4人的小組合作，一個(gè)人無(wú)法搭建，我們4個(gè)人共同努力可以相互幫助。

師：但是上節(jié)課結(jié)束時(shí)，同學(xué)們又發(fā)現(xiàn)了自己搭建的“家”有些問(wèn)題，誰(shuí)能來(lái)和大家分享一下，都發(fā)現(xiàn)了哪些問(wèn)題？

生1：我們的家會(huì)晃來(lái)晃去，不牢固。

生2：我們搭建的家，有生活中用不到的功能。

師：那這么多問(wèn)題中，大家覺(jué)得哪個(gè)問(wèn)題最重要？

生：房子不牢固。

師：那今天我們就一起來(lái)解決這個(gè)最重要的問(wèn)題，讓小鳥(niǎo)的家變得更牢固。

本環(huán)節(jié)中最終作品需要以項(xiàng)目作品為導(dǎo)向，討論搭建過(guò)程中學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。項(xiàng)目從生活中來(lái)，但一年級(jí)的學(xué)生很容易制作一個(gè)想象中的家，很容易與實(shí)際情況有出入。于是，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題和培養(yǎng)學(xué)生自主解決問(wèn)題的能力很重要。在本環(huán)節(jié)中也是工程學(xué)習(xí)的過(guò)程，通過(guò)前面的學(xué)習(xí)和問(wèn)題的提出，讓學(xué)生明確并定義工程問(wèn)題，通過(guò)小組合作的形式和自主學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行探究合理的解決方案，充分加入工程的思想。目標(biāo)是設(shè)計(jì)出反映科學(xué)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的實(shí)踐活動(dòng)，并激勵(lì)學(xué)生使用并理解科學(xué)和工程模型的實(shí)驗(yàn)。在活動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生也在慢慢體會(huì)結(jié)構(gòu)中三角形帶來(lái)的穩(wěn)定性等問(wèn)題。

因培養(yǎng)對(duì)象學(xué)段較低，項(xiàng)目難度盡量貼近一年級(jí)學(xué)生的生活實(shí)際，更高的年級(jí)隨著理解能力的提升，在工程方面、科學(xué)方面可以繼續(xù)挖掘，包括材料使用、工程參數(shù)標(biāo)注、工程造價(jià)等問(wèn)題。

三、總結(jié)延伸

本課例從小項(xiàng)目小環(huán)節(jié)出發(fā)，從學(xué)生身邊的實(shí)際生活出發(fā)：讓學(xué)生自主體會(huì)知識(shí)、體驗(yàn)探究學(xué)習(xí)，提升綜合素養(yǎng)。從開(kāi)始的問(wèn)題導(dǎo)入到學(xué)生自主設(shè)計(jì)小鳥(niǎo)的家，再到初次搭建以及調(diào)整和完善，每一次學(xué)生都能通過(guò)自主的探究學(xué)習(xí)，感受知識(shí)的獲得與運(yùn)用。而一年級(jí)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、分享意識(shí)還模糊不清，從2人一組的伙伴學(xué)習(xí)到4人一組的小組合作，如何分工、如何合作都是他們需要在這樣的過(guò)程中進(jìn)行嘗試、鍛煉的。學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)于小組存在的不同的學(xué)情和學(xué)習(xí)進(jìn)度的問(wèn)題，利用平板的學(xué)習(xí)手冊(cè)的學(xué)習(xí)方式，很好地解決了不同學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，對(duì)于一年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)文字的記錄相對(duì)困難，所以，整個(gè)過(guò)程采用了“訊飛”語(yǔ)音輸入的方式記錄，也讓孩子在科技手段帶來(lái)的豐富體驗(yàn)中增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

STEM教學(xué)方式在小學(xué)（科學(xué)課）階段的運(yùn)用具有很大的運(yùn)用和實(shí)踐意義，傳統(tǒng)單課學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生往往更注重獲得知識(shí)。而STEM的學(xué)習(xí)模式，能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)、領(lǐng)會(huì)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，最終促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。同時(shí)在課程中充分加入了工程核心思想，讓孩子通過(guò)確定問(wèn)題、制訂合理的解決方案、分析解決方案、優(yōu)化解決方案最后相互交流的過(guò)程進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。希望通過(guò)STEM的學(xué)習(xí)模式，從低年級(jí)開(kāi)始就培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)自身特點(diǎn)發(fā)展核心素養(yǎng)：擁有文化基礎(chǔ)、社會(huì)意識(shí)、科學(xué)精神，鼓勵(lì)批判質(zhì)疑，促進(jìn)全面發(fā)展。但是，在本次的探索過(guò)程中，對(duì)于學(xué)生的評(píng)價(jià)體系依舊值得再去探索和嘗試。希望通過(guò)本次案例，能夠引發(fā)讀者思考，如何更有效地開(kāi)展一年級(jí)學(xué)生的STEM教育教學(xué)方式，為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)而努力。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 溫雪蓮