基于STEM 理念下的教學(xué)實(shí)踐
——以《建高塔》一課為例

李霞

江蘇省張家港市塘橋中心小學(xué)，江蘇張家港 215611

引言：

STEM 的教育理念就是科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育整合到一起的統(tǒng)稱，形成了一種跨學(xué)科的綜合性課程。其目的是為了加強(qiáng)學(xué)生四個(gè)方面的教育：第一，就是科學(xué)的素養(yǎng)，也就是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)去理解大自然，感受大自然并且參與影響大自然的一個(gè)過(guò)程；第二，就是技術(shù)的素養(yǎng)，是使用，理解，管理以及評(píng)價(jià)技術(shù)的一種能力；第三，就是工程的素養(yǎng)，也就是對(duì)技術(shù)工程的設(shè)計(jì)和整個(gè)開發(fā)的過(guò)程的理解；第四，就是數(shù)學(xué)的素養(yǎng)，也就是學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、表達(dá)自己的觀點(diǎn)，去理解情景，解決情景下的數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。

一、內(nèi)容分析

《建高塔》是教科版科學(xué)教材六年級(jí)上冊(cè)第二單元第六課時(shí)的內(nèi)容，是繼對(duì)框架結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)以后進(jìn)一步對(duì)塔一類的物體展開探究，認(rèn)知塔這一類物體的穩(wěn)定性的因素。本節(jié)課引導(dǎo)學(xué)生使用生活中經(jīng)常用到的吸管來(lái)搭起一座框架結(jié)構(gòu)的高塔，目的就是讓學(xué)生們使用有限的材料去制作出一座盡可能高的高塔，加入工程學(xué)的思想，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，讓學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，使用有限的材料，再結(jié)合現(xiàn)階段學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，去完成探究任務(wù)，這在很大程度上能夠培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，形成跨學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

二、教學(xué)環(huán)節(jié)

1.創(chuàng)設(shè)情景

在這一個(gè)教學(xué)的環(huán)節(jié)里面，學(xué)生拿出自己提前準(zhǔn)備好的礦泉水瓶，讓學(xué)生去把礦泉水瓶立放在課桌上面，讓學(xué)生探索怎樣放置礦泉水瓶最牢固，學(xué)生通過(guò)探索發(fā)現(xiàn)了能夠把礦泉水瓶立放在桌面上的辦法，從而為后面的研究打下了良好的基礎(chǔ)，教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

環(huán)節(jié)一：同學(xué)們好，今天我們來(lái)做一個(gè)動(dòng)手能力的比賽?，F(xiàn)在呢，請(qǐng)同學(xué)說(shuō)把自己提前準(zhǔn)備好的礦泉水瓶都拿出來(lái)，現(xiàn)在同學(xué)們自己思考，怎樣放置礦泉水瓶在桌上最牢固，看看哪位同學(xué)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)把礦泉水瓶立放在課桌上面？預(yù)備，開始！

2.情景設(shè)問(wèn)

經(jīng)過(guò)了上一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)體驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)直接指向本節(jié)課程要探究的教學(xué)問(wèn)題，具有非常強(qiáng)的針對(duì)性，具體的教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

教師：同學(xué)們，有誰(shuí)可以告訴老師怎么樣放置礦泉水瓶才是最牢固的，為什么那樣放置會(huì)很牢固呢？

學(xué)生：......

教師：同學(xué)們可以看到這個(gè)礦泉水瓶是不是瓶口的方向要比瓶底的方向小很多呢？這有沒(méi)有像埃及的金字塔一樣，那你們就可以根據(jù)金字塔的放置方式，去對(duì)礦泉水瓶進(jìn)行放置，這也就是為什么這樣放置最牢固的原因了。

3.設(shè)計(jì)建構(gòu)

經(jīng)過(guò)第二個(gè)環(huán)節(jié)的探討，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)物體的重心點(diǎn)越低，支撐面就越大，穩(wěn)定的性能也就越強(qiáng)，進(jìn)而延伸體會(huì)到高塔也應(yīng)該具有類似的特點(diǎn)才能夠保持穩(wěn)定，緊接著就使用提供的有限材料展開高塔模型的設(shè)計(jì)和制作，在整個(gè)制作的過(guò)程當(dāng)中，學(xué)生可能會(huì)采用多種方式放置吸管，但是怎么樣去放置吸管才能夠讓高塔的模型變得更高，每一層需要放多少跟吸管？也就是說(shuō)怎么樣才能夠發(fā)揮出有限材料的最大作用，這就是學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中需要綜合考慮的一個(gè)問(wèn)題，體會(huì)工程技術(shù)設(shè)計(jì)的快樂(lè)，具體的教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

環(huán)節(jié)三：親自動(dòng)手來(lái)搭建一個(gè)穩(wěn)定的高塔，材料：20 根吸管，環(huán)保紙黏土一袋。

具體要求：制作框架結(jié)構(gòu)高塔，要高還必須要穩(wěn)定；十五分鐘之內(nèi)完成探究任務(wù)；不可以使用其他任何材料。

小組討論：怎么樣才能建設(shè)出高又穩(wěn)定的塔，分析小組討論出來(lái)的方案，總結(jié)，完善。

教師：給出材料，進(jìn)行展示，提出問(wèn)題，總結(jié)成功的方案，指明需要注意的細(xì)節(jié)部分。

學(xué)生：對(duì)材料進(jìn)行確認(rèn)，了解規(guī)則，學(xué)生展開討論，進(jìn)一步優(yōu)化方案，最后開始動(dòng)作制作高塔。

4.檢驗(yàn)與優(yōu)化

在建設(shè)高塔模型完后以后，組織學(xué)生對(duì)模型的高度進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)抗風(fēng)的性能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，找出不足之處，加以改進(jìn)。

環(huán)節(jié)四：同學(xué)完成了自己的作品?，F(xiàn)在讓我們會(huì)來(lái)檢驗(yàn)一下它吧，看看具體哪一個(gè)小組獲得最終的勝利？

規(guī)則：高度；穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)找出不足的地方，讓學(xué)生再次進(jìn)行整改，整改后再次檢查。

教師：提出問(wèn)題，然后組織學(xué)生進(jìn)行再次檢查、整改。

學(xué)生：學(xué)生檢查，優(yōu)化方案并進(jìn)行整改；再次進(jìn)行檢查。

2.55.模型建設(shè)完成以后，讓高塔模型做得好的小組進(jìn)行展示，做學(xué)生心中的榜樣，緊接著對(duì)各個(gè)小組進(jìn)行分析，得出結(jié)論，發(fā)現(xiàn)高塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特點(diǎn)。讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的教學(xué)探究過(guò)程。具體教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

環(huán)節(jié)五：小組展示作品，如果給你們更多一些的吸管，你們能建出多高的高塔？

教師：組織學(xué)生對(duì)作品進(jìn)行展示，給出評(píng)價(jià)。

學(xué)生：學(xué)生總結(jié)，匯報(bào)交流得出來(lái)高塔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)：

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是基于小學(xué)生的興趣，合理利用小學(xué)生的好奇心和小學(xué)生愛好探索，研究的天性。教師可以把科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，在結(jié)合數(shù)學(xué)、工程、技術(shù)等有關(guān)的學(xué)科知識(shí)，把教學(xué)資源進(jìn)行整合，這樣有助于學(xué)生構(gòu)建較為系統(tǒng)的研究思路。在新形勢(shì)之下，小學(xué)科學(xué)教師要從多角度去準(zhǔn)確掌握STEM 的教育理念關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)，彰顯小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的獨(dú)特魅力，全面提升小學(xué)生的綜合科學(xué)素養(yǎng)。