STEM教育理念下科學項目教學活動的設(shè)計與實踐

宋景生

為了全面培養(yǎng)學生技術(shù)設(shè)計能力，教師應以項目學習、問題解決為導向，通過STEM項目教學實踐，在創(chuàng)新符合新課標發(fā)展的教學活動基礎(chǔ)上，將學生培養(yǎng)成為具有綜合素養(yǎng)的科技創(chuàng)新型人才。

一、創(chuàng)設(shè)情境，提出要求

小學科學項目教學活動實踐是在特定條件下，指導學生運用知識、技能、工具等完成任務(wù)目標的相互關(guān)聯(lián)的學習活動，同時，教師在STEM理念指導下組織教學實踐，要重視對學生個性和科學興趣的培養(yǎng)，通過合理的教學方法，激發(fā)學生的創(chuàng)作靈感，使學生在各個領(lǐng)域的技能素養(yǎng)得到發(fā)展和提升。STEM教育理念是建立在邏輯論證與實踐檢驗的基礎(chǔ)之上的，強調(diào)學生在實踐活動中，運用科學、數(shù)學、技術(shù)與工程等多學科知識靈活解現(xiàn)實問題，通過動腦、動手促進學生理性、科學思維與實踐創(chuàng)新技能的發(fā)展。因此，教師在項目教學活動中，要將STEM應用于教育實踐的思考與嘗試，通過科學合理的教學規(guī)劃，讓學生在真實的學習情境中自主建構(gòu)和發(fā)展，并通過“提出要求、設(shè)計構(gòu)想、制作測試與改進、評價與反思”過程，完成知識要技能的積累，進一步促進學生健康、快樂地成長。

例如，在教學《做一個簡易鐘擺計時器》過程中，教師要首先為學生創(chuàng)設(shè)情境，并明確提出任務(wù)要求，讓學生在真實情境中研究擺長如何影響擺的快慢，教師：“我們在實驗室中有一個陳舊的擺鐘，而且發(fā)現(xiàn)擺鐘的時間不準確，讓我很苦惱！同學們知道影響擺的快慢與什么因素相關(guān)嗎？”“我們可以根據(jù)擺的知識原理制作一個每分鐘正好擺動30次的簡易鐘擺計時器嗎？”然后教師向?qū)W明確制作要求：“制作一個30秒擺動30次，環(huán)保節(jié)約、外形美觀的簡易鐘擺計時器。”同時向?qū)W生介紹金屬圓片和木條等材料特性，并為本節(jié)課程提供理論依據(jù)，使學生在動手、動腦的過程中體會制作鐘擺的樂趣，進一步促進學生知識技能、創(chuàng)新思維、實踐能力的積累、發(fā)展和提升。

二、自主探究，設(shè)計構(gòu)想

STEM教育理念主張由學生自己動手獲取科知識，進一步完成科學素養(yǎng)與知識技能的積累。因此，在STEM教育理念下開展小學科學項目教學活動，教師要承擔指導者、建議者的角色，以學生為中心設(shè)計教學環(huán)節(jié)，讓學生自主建構(gòu)和發(fā)展。同時，在STEM教育中，教師要不斷拓展和引導學生的學習思路，促使學生在設(shè)計構(gòu)想中掌握更多相關(guān)的科學概念和知識，在技術(shù)與工程領(lǐng)域教學中，為了給學生提供更好的制作及實驗條件，教師要引導學生運用自己的知識來合理地構(gòu)想，同時組織學生匯報設(shè)計構(gòu)想，并對設(shè)計進行修正完善，引導其他小組對他們的材料選擇和方案設(shè)計提出建議或者疑問，使學生循序漸進地不斷提高自身的知識技能，在體會制作樂趣的同時，認識到細心觀察和準確測量的重要性。

例如，教學《做一個簡易鐘擺計時器》過程中，教師引導學生選擇制作與測試所需材料或者工具;并根據(jù)所選材料完成鐘擺設(shè)計圖，并追問：若果擺動過快或者過慢，該怎樣調(diào)整？你們打算如何調(diào)節(jié)擺長？讓學生在思考和探究中認識到擺的擺動快慢與擺長有關(guān)，長則慢，短則快。同時教師提問：在制作測試過程中，我們需要注意些什么問題？（注意安全、反復測試、合理分工、水平放擺、擺幅控制在線內(nèi)），進一步引導學生思考調(diào)節(jié)擺快慢的方法，啟發(fā)學生結(jié)合自己經(jīng)驗想法，提出實驗注意事項、提供充足的材料，讓學生自主探索材料的選擇，并利用設(shè)計單的填寫培養(yǎng)學生有計劃，有目的的科學探究態(tài)度，促使學生要利用已有知識解決問題。

三、觀察實踐，制作測試

在STEM教育理念項目教學活動中，教師要鼓勵學生去做，促使學生在探索與實踐的過程中去內(nèi)化知識積累知識。尤其是在小學階段，教師要讓學生從“做中學”，在實踐過程中，逐步滲透技術(shù)知識和技能素養(yǎng)。因為通過觀察實踐，可以讓學生通過親身體驗，進一步發(fā)現(xiàn)事物之間的聯(lián)系，對學生思維的發(fā)展與成長具有非常積極的作用。因此，教師在教學過程中要尊重學生的主體本能和自然個性，從學生的認知經(jīng)驗和興趣出發(fā)，為學生提供有價值有意義的活動，讓學生從“經(jīng)驗”和“活動”中去學習，從“做中學”，在體驗實踐活動快樂的同時，使學生的技術(shù)素養(yǎng)、思想品質(zhì)、情感態(tài)度等方面能夠得以全面發(fā)展。

例如，在教學《做一個簡易鐘擺計時器》過程中，教師指導學生根據(jù)設(shè)計單領(lǐng)取材料，以小組為單位開展實驗。讓學生把金屬片固定在底部，實驗記錄擺動的次數(shù);同時教師進行巡視指導，對各個小組學習過程進行即時評價，“同學們觀察到了怎樣的變化？又怎樣解釋這種變化呢？”“實驗過程中金屬圓片在木條上固定的位置不同，對擺的快慢有影響嗎？”指導學生制作、測試、記錄擺動的次數(shù)，并及時做出調(diào)整，根據(jù)設(shè)計單制作后再測試，強調(diào)設(shè)計和改進的重要性;最后教師要組織學生小組交流匯報、展示作品、反饋相應的數(shù)據(jù)，使學生學習實踐和回顧過程中，懂得運用技術(shù)的思維和思想方法看待問題，解決實際問題。

綜上所述，在STEM教育理念指導下，開展項目教學活動實踐，教師要通過科學合理的教學規(guī)劃，讓學生在動手動腦中學知識、做科學;要鼓勵學生靈活運用多學科知識，更好地進行自主探究活動;要在實踐活動中勇于嘗試樂于分享，在多種問題解決方案的創(chuàng)新設(shè)計中，有效實現(xiàn)自身科學素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。

【作者單位：長春汽車經(jīng)濟開發(fā)區(qū)第十三小學??吉林】