STEM教育理念下小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

唐紹樟

【摘要】? STEM教育理念是科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的綜合體現(xiàn)，其鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)來解決實(shí)際問題，促使學(xué)生在問題、設(shè)計(jì)和項(xiàng)目的學(xué)習(xí)實(shí)踐中，正確認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和變化規(guī)律，繼而有效發(fā)展自身技術(shù)能力和科學(xué)素養(yǎng)。本文以STEM理念為基礎(chǔ)，對(duì)小學(xué)科學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，探討了學(xué)生問題解決能力、知識(shí)習(xí)得情況、科學(xué)學(xué)科態(tài)度等方面發(fā)展對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】? STEM教育理念 項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐 小學(xué)科學(xué) 技術(shù)與工程

前言

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在科教興國(guó)的戰(zhàn)略背景下，加入了技術(shù)與工程領(lǐng)域內(nèi)容，目的使學(xué)生在動(dòng)腦與動(dòng)手的學(xué)習(xí)實(shí)踐中，掌握技術(shù)設(shè)計(jì)的過程和環(huán)節(jié)，促使學(xué)生融合多學(xué)科知識(shí)，靈活解決各種問題。新課標(biāo)倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力等方面能力素養(yǎng)的綜合發(fā)展。因此，為了全面培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)設(shè)計(jì)能力，教師應(yīng)以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向，通過STEM項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐，在創(chuàng)新符合新課標(biāo)發(fā)展的教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，將學(xué)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(xué)科學(xué)項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐是在特定條件下，指導(dǎo)學(xué)生完成運(yùn)用知識(shí)、技能、工具等完成任務(wù)目標(biāo)的相互關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。同時(shí)教師STEM理念指導(dǎo)下組織教學(xué)實(shí)踐，要重視對(duì)學(xué)生個(gè)性和科學(xué)興趣的培養(yǎng)，通過合理的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作靈感，使學(xué)生在各個(gè)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(shí)踐檢驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中，運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)與工程等多學(xué)科知識(shí)靈活解現(xiàn)實(shí)問題，通過動(dòng)腦、動(dòng)手促進(jìn)學(xué)生理性、科學(xué)思維與實(shí)踐創(chuàng)新技能的發(fā)展。因此，教師在項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)中，教師要將STEM應(yīng)用于教育實(shí)踐的思考與嘗試，通過科學(xué)合理的教學(xué)規(guī)劃，讓學(xué)生在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中自主建構(gòu)和發(fā)展，并通過“提出要求、設(shè)計(jì)構(gòu)想、制作測(cè)試與改進(jìn)、評(píng)價(jià)與反思”過程，完成知識(shí)要技能的積累。進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生健康、快樂地成長(zhǎng)。

例如，教學(xué)《做一個(gè)簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器》過程中，教師要首先為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境，并明確提出任務(wù)要求，讓學(xué)生在真實(shí)情境中研究擺長(zhǎng)如何影響擺的快慢。教師：“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中有一個(gè)陳舊的擺鐘，而且發(fā)現(xiàn)擺鐘的時(shí)間不準(zhǔn)確，讓我很苦惱！同學(xué)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(shí)原理制作一個(gè)每分鐘正好擺動(dòng)30次的簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器嗎？”然后教師向?qū)W明確制作要求：“制作一個(gè)30秒擺動(dòng)30次，環(huán)保節(jié)約、外形美觀的簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器?！蓖瑫r(shí)向?qū)W生介紹磁鐵組、長(zhǎng)尾夾等材料特性，并為本節(jié)課程提供理論依據(jù)，使學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)腦的的過程中體會(huì)制作鐘擺的樂趣，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生知識(shí)技能、創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力的積累、發(fā)展和提升。

二、自主探究，設(shè)計(jì)構(gòu)想

STEM教育理念主張由學(xué)生自己動(dòng)手獲取科知識(shí)，進(jìn)一步完成科學(xué)素養(yǎng)與知識(shí)技能的積累。因此，在STEM教育理念下開展小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)，教師要承擔(dān)指導(dǎo)者、建議者的角色，以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自主建構(gòu)和發(fā)展。同時(shí)在STEM教育中，教師要不斷拓展和引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，促使學(xué)生設(shè)計(jì)構(gòu)想中可以掌握更多相關(guān)的科學(xué)概念和知識(shí)。在技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)中，為了給學(xué)生提供更好的制作及實(shí)驗(yàn)條件，教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自己的知識(shí)來合理的構(gòu)想，同時(shí)組織學(xué)生匯報(bào)設(shè)計(jì)構(gòu)想，并對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正完善，引導(dǎo)其它小組對(duì)他們的材料選擇和方案設(shè)計(jì)提出建議或者疑問，使學(xué)生循序漸進(jìn)的不斷提高自身的知識(shí)技能，在體會(huì)制作樂趣的同時(shí)，認(rèn)識(shí)到細(xì)心觀察和準(zhǔn)確測(cè)量的重要性。

例如，教學(xué)《做一個(gè)簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器》過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生選擇制作與測(cè)試所需材料或者工具;并根據(jù)所選材料完成鐘擺設(shè)計(jì)圖，并追問：若果擺動(dòng)過快或者過慢，該怎樣調(diào)整？你們打算如何調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)？讓學(xué)生在思考和探究中認(rèn)識(shí)到擺的擺動(dòng)快慢與擺長(zhǎng)有關(guān)，長(zhǎng)則慢，短則快;同時(shí)教師提問：在制作測(cè)試過程中，我們需要注意些什么問題？（注意安全、反復(fù)測(cè)試、合理分工、水平放擺、擺幅控制在線內(nèi)），進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考調(diào)節(jié)擺快慢的方法，啟發(fā)學(xué)生結(jié)合自己經(jīng)驗(yàn)想法，提出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。教師在課前準(zhǔn)備中提供充足的材料，讓學(xué)生自主探索材料的選擇，并利用設(shè)計(jì)單的填寫培養(yǎng)學(xué)生有計(jì)劃、有目的的科學(xué)探究態(tài)度，促使學(xué)生要利用已有知識(shí)解決問題。

三、觀察實(shí)踐，制作測(cè)試

STEM教育理念項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生去做，促使學(xué)生在探索與實(shí)踐的過程中去內(nèi)化知識(shí)積累知識(shí)，尤其是在小學(xué)階段，教師要讓學(xué)生“從做中學(xué)”，在實(shí)踐過程中，逐步滲透技術(shù)知識(shí)和技能素養(yǎng)，因?yàn)橥ㄟ^觀察實(shí)踐，可以讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)事物之間的聯(lián)系，對(duì)學(xué)生思維的發(fā)展與成長(zhǎng)具有非常積極的作用。因此，教師在教學(xué)過程中要尊重學(xué)生的主體本能和自然個(gè)性，從學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)和興趣出發(fā)，為學(xué)生提供有價(jià)值有意義的活動(dòng)，讓學(xué)生從“經(jīng)驗(yàn)“和“活動(dòng)“去學(xué)習(xí)，使學(xué)生從“做中學(xué)”在體驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)快樂的同時(shí)，使學(xué)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，教學(xué)《做一個(gè)簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器》過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)單領(lǐng)取材料，以小組為單位開展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生把選擇擺錘并固定在底部，實(shí)驗(yàn)記錄擺動(dòng)的次數(shù)。同時(shí)教師進(jìn)行巡視指導(dǎo)，對(duì)各個(gè)小組學(xué)習(xí)過程進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)，“同學(xué)們觀察到了怎樣的變化？又怎樣解釋這種變化呢？”“實(shí)驗(yàn)中擺繩的長(zhǎng)短，對(duì)擺的快慢有影響嗎？”指導(dǎo)學(xué)生制作、測(cè)試、記錄擺動(dòng)的次數(shù)，并及時(shí)作出調(diào)整，根據(jù)設(shè)計(jì)單制作后再測(cè)試，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)和改進(jìn)的重要性，最后教師要組織學(xué)生小組交流匯報(bào)、展示作品、反饋相應(yīng)的數(shù)據(jù)，使學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐和回顧過程中，懂得運(yùn)用技術(shù)的思維和思想方法看待問題，解決實(shí)際問題。

四、交流問題，反思評(píng)價(jià)

以STEM教育理念為主導(dǎo)的小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目教學(xué)，是開放式的教學(xué)活動(dòng)，依據(jù)項(xiàng)目管理的特點(diǎn)和原則，課堂學(xué)習(xí)是一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共同合作開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生個(gè)體和各小組團(tuán)隊(duì)之間積極交流各抒己見，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)發(fā)展至關(guān)重要。所以，教師在課堂中要組織學(xué)生將分享交流貫穿于課程始終，以小組成果作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生在完成制作后交流問題，反思評(píng)價(jià)，將自己的想法與大家共享，并在反思中認(rèn)識(shí)到各自的不足。同時(shí)，教師也要充分發(fā)揮指導(dǎo)者的作用，對(duì)活動(dòng)成果進(jìn)行合理的點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生在反思評(píng)價(jià)的活動(dòng)中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)習(xí)得多方面的知識(shí)，從而促進(jìn)實(shí)踐學(xué)習(xí)的互幫互惠、協(xié)作共贏。

例如，教學(xué)《做一個(gè)簡(jiǎn)易鐘擺計(jì)時(shí)器》過程中，教師組織學(xué)生總結(jié)延伸，引導(dǎo)學(xué)生自評(píng)互評(píng)小組作品“同學(xué)們這節(jié)課有什么收獲？”“在制作這個(gè)計(jì)時(shí)器經(jīng)歷什么過程？”指導(dǎo)學(xué)生對(duì)作品進(jìn)行展示并回顧制作過程，匯報(bào)測(cè)試和改進(jìn)的結(jié)果。“在這次制作過程中，都遇到了哪些操作的問題？”教師要預(yù)留充足的時(shí)間讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，使學(xué)生在不斷的肯定和否定中形成認(rèn)知沖突和思維矛盾，加深學(xué)生對(duì)問題的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在評(píng)價(jià)過程教師要引導(dǎo)學(xué)生從節(jié)約、美觀、改進(jìn)過程等多角度入手，通過學(xué)生自評(píng)、互評(píng)反思，更好培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。

結(jié)語

綜上所述，小學(xué)科學(xué)教育是一門綜合性、實(shí)踐性的課程，教師在STEM教育理念指導(dǎo)下，開展項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐，不僅要重視突出學(xué)生的主體地位，更要重視對(duì)學(xué)生問題解決能力和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，教師要通過科學(xué)合理的教學(xué)規(guī)劃，讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中學(xué)知識(shí)做科學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生靈活運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，更好地進(jìn)行自主探究活動(dòng)。同時(shí)教師要科學(xué)引領(lǐng)學(xué)生的思維發(fā)展，通過真實(shí)的問題情境，使學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)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(jì)中，有效實(shí)現(xiàn)自身科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的全面發(fā)展。

[ 參? 考? 文? 獻(xiàn) ]

[1]黃麗. 基于STEM教育理念的初中信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].東北師范大學(xué)，2018.

[2]郭銀霞.小學(xué)科學(xué)課程中項(xiàng)目化教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].課程教育研究，2017（19）：147-148.