基于STEM教育視角的小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐分析

江凌昊

【摘要】STEM教育在課程內(nèi)容、實施方面表現(xiàn)的動態(tài)性，不僅有助于學(xué)生認知能力的提升，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生敏銳的科學(xué)思維習(xí)慣和高效解決現(xiàn)實生活問題的能力?；赟TEM教育視角下，教師在教學(xué)過程中應(yīng)通過使用活動設(shè)計、問題解決發(fā)現(xiàn)、探索性學(xué)習(xí)策略等教學(xué)手段，以期確保STEM模式的科學(xué)性與全面性，從而發(fā)揮其構(gòu)建優(yōu)勢和作用。

【關(guān)鍵詞】STEM教育實踐探究小組協(xié)作本文基于STEM活動學(xué)習(xí)，對學(xué)生能力提高、成果評價等相關(guān)問題進行了深入探討，并以小學(xué)科學(xué)這門具體課程為例，從組織小組活動、豐富活動內(nèi)容、改進技術(shù)方法等方面進行實踐探討，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，提升STEM教學(xué)的有效性。對此，筆者依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗，對STEM活動設(shè)計總結(jié)出了以下幾點個人心得。

一、整合跨學(xué)科知識，培養(yǎng)學(xué)生實踐探究和問題解決能力

STEM教育具有成為融合課程的催化劑的作用，特別是難與其他學(xué)科結(jié)合的數(shù)學(xué)和科學(xué)。技術(shù)教師的新任務(wù)就是加強與其他學(xué)科的融合，追求提升學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)。比如，運用各種基于信息的用于處理音頻、視頻、靜態(tài)圖像和字母數(shù)字的計算機數(shù)據(jù)輸入和輸出裝置，創(chuàng)造和提供多媒體演示，以期加強科學(xué)、數(shù)學(xué)在STEM教育模式中的融合，探索科學(xué)技術(shù)的可視化路徑。

例如，以蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級上冊第二單元《冷和熱》第二課《熱的傳遞》的活動設(shè)計為例，筆者出示多媒體課件，通過圖片、視頻設(shè)計如下情境：教師出示一杯熱水，用小勺攪拌熱水，過了一會，勺柄會熱，思考勺柄沒有掉落在杯子里，可是為什么會熱呢？筆者通過多媒體向?qū)W生展示他們?nèi)粘Ｉ钪惺煜さ膱鼍?，貼近學(xué)生的日常生活，更容易讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，雖然他們能夠通過各種方式來探究問題，卻對知識的鞏固方式不甚了解，筆者順勢引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)學(xué)科中的思維導(dǎo)圖法來梳理知識。學(xué)生大膽地發(fā)表自己的觀點，并繪制了兩種不同的思維導(dǎo)圖，即從實驗特征入手，熱是會傳遞的;從實驗的原理來看，熱在固體中，從溫度高的地方傳到溫度低的地方，這種熱的傳遞方式稱為傳導(dǎo)，這樣一來就能幫助學(xué)生用數(shù)學(xué)方法更好地解決問題。

二、以小組協(xié)作的形式，開展基于項目的教學(xué)活動

在新時代教育背景下，合作學(xué)習(xí)與STEM活動的聯(lián)系日趨緊密。針對STEM項目活動，教師以學(xué)習(xí)小組為單位，利用集體的智慧和力量，發(fā)揮團隊的最大作用，不僅能夠充分調(diào)動起學(xué)生的積極性，而且提高了學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。

例如，在蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級上冊《晝夜對動植物的影響》的合作學(xué)習(xí)中，筆者將本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)分割開來，讓小組成員逐個攻克，最后進行整合。首先，按照少數(shù)服從多數(shù)的原則選取小組長。其次，小組長根據(jù)學(xué)生間的默契度、愛好興趣等因素挑選組員。最后，筆者對各個小組進行細微的調(diào)整以確保建立科學(xué)有效的合作學(xué)習(xí)小組。在課前，每位學(xué)生都進行了“我身邊的動植物的一天”的觀察記錄，筆者安排組員合理分工，各自聚焦于一個動植物，以其確定小組名稱，如夜來香組、貓咪組等。在討論結(jié)束后，每個組員各自展示匯報自己的成果，如夜來香選擇夜晚開花，白天閉合、貓咪在夜晚捕食是因為它的眼睛能根據(jù)光線強弱來觀察等?？傊?，合理有效的分組形式能夠使學(xué)生快樂地學(xué)習(xí)知識，增強學(xué)生的自主探究能力。

三、倡導(dǎo)以學(xué)生為主，教師作為組織者和指導(dǎo)者

在STEM教學(xué)中，把握學(xué)生的個性特征是前提。由于環(huán)境和個人因素的影響，學(xué)生的體力、智力、興趣、愛好、性格等方面參差不齊，存在差異性，教師需要了解學(xué)生個體特征，為開展教學(xué)活動打下良好的基礎(chǔ)。倡導(dǎo)以學(xué)生為主的目的是讓每一個學(xué)生參與進來，并有機會發(fā)表自己的看法和意見。

例如，筆者針對蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級上冊《蠟燭的變化》這部分知識時，讓學(xué)生研究蠟燭的變化，總結(jié)重點知識。學(xué)生認為加熱蠟燭和燃燒蠟燭都會讓其發(fā)生變化，這兩種變化也具有差異。筆者為了讓學(xué)生收集證據(jù)來證明自己的說法，借助自主探究學(xué)習(xí)的方式，要求學(xué)生帶著“物質(zhì)的變化分為幾類？你眼中的蠟燭變化是怎樣的？”的學(xué)習(xí)任務(wù)操作實驗、分析結(jié)果。學(xué)生通過自主探究，總結(jié)了如下答案：物質(zhì)的變化有兩大類，一類是盡管外形和狀態(tài)發(fā)生了變化，但沒有生成新的物質(zhì)。另一類是生成了新的物質(zhì)，可以從顏色、沉淀等現(xiàn)象中得出結(jié)論?？梢?，筆者借助問題引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動，真正發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，實現(xiàn)了STEM教學(xué)的既定目標，優(yōu)化了教學(xué)的實施效率。

四、選擇及創(chuàng)新應(yīng)用STEM所需技術(shù)手段

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷地向我們的日常生活中滲透，科學(xué)與社會持續(xù)融合，形成了科學(xué)的社會化和社會的科學(xué)化的趨勢，對社會的發(fā)展產(chǎn)生了極大的推動力。因此，教師不僅需要一些了解應(yīng)用技術(shù)來推動STEM教學(xué)向前發(fā)展，只有這樣才能將科學(xué)教育與技術(shù)方面的教育有機的結(jié)合起來，從而促進中小學(xué)科學(xué)教育改革，培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)人才。

例如，筆者通過分析國外STEM教育改革成敗得失，深入剖析我國當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教育改革和發(fā)展的經(jīng)驗教訓(xùn)，通過系統(tǒng)分析和比較，在課程實踐中嘗試為學(xué)生創(chuàng)設(shè)技術(shù)豐富、設(shè)備豐富和資源豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境，注重作品設(shè)計與制作時所需要的一些工具及材料，如3D建模軟件、科學(xué)實驗儀器等。以“力在哪里”的主題教學(xué)為例，筆者用3D建模軟件設(shè)計了一輛以空氣為動力的小車，讓學(xué)生為小車行駛的距離設(shè)置目標，然后用文件記錄實現(xiàn)該目標的動力數(shù)據(jù)，最后筆者為學(xué)生提供機會制作詳細的設(shè)計分析和小車運行軌跡，從而借助實踐工具集成了技術(shù)內(nèi)容。此外，筆者還可以充分利用一些虛擬科技創(chuàng)新平臺來進行教學(xué)實踐，如虛擬實驗室、增強現(xiàn)實技術(shù)等，在減少課程耗資的同時，還能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

五、采用多元化評價手段，重視對學(xué)習(xí)過程的評價

教學(xué)評價是教師更好教與學(xué)生更好的學(xué)之間的橋梁，對教與學(xué)起到溝通、調(diào)節(jié)、改善等作用，是STEM教學(xué)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在實際課堂中，教師采用多元化教學(xué)評價，不僅能夠彰顯學(xué)生在課堂中的主體地位，還能更好地發(fā)揮教學(xué)評價的作用，使教學(xué)評價更加客觀。學(xué)生自評主要是對每節(jié)課所學(xué)知識進行講解，以期實現(xiàn)鞏固新知;教師評價主要對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，任務(wù)完成情況，教學(xué)反饋等因素進行精準有效的評價。

例如，以蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級上冊第一單元《顯微鏡下的世界》第二課《做酸奶》為例，筆者將教學(xué)評價分為兩個階段進行。第一階段是教師評價，如啟動STEM視頻教學(xué)后，筆者指導(dǎo)并幫助學(xué)生確定研究問題：為什么牛奶會變成酸奶。第二階段是學(xué)生評價，筆者在教學(xué)活動結(jié)束后布置相應(yīng)的作業(yè)，讓學(xué)生對課堂知識進行鞏固提升，同時，學(xué)生對實驗操作和完成結(jié)果進行自評、互評。比如，在制作酸奶時注意兩個條件，一是溫度，保持在35℃～40℃;二是將所有的器皿進行消毒處理?？梢姡P者通過學(xué)生評價和教師評價相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生鞏固了所學(xué)知識，增強了科學(xué)基礎(chǔ)能力。

綜上所述，STEM教學(xué)作為現(xiàn)代教育體系的重要部分，需要教師尊重學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用，注意加強學(xué)生的創(chuàng)新、探究、實踐等方面的培養(yǎng)以及開放性思維的發(fā)展，力求在改進教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，從而提升小學(xué)科學(xué)的教學(xué)成效。

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