基于STEM開展小學(xué)課外科技活動“制作太陽能熱水器”

李依瓊 鄭子山

摘 要 科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，小學(xué)生綜合能力的提高迫在眉睫。本文基于STEM教育理念開展小學(xué)科學(xué)課外科技活動“制作太陽能熱水器”探究性實驗，從活動準(zhǔn)備、活動探究以及活動交流等環(huán)節(jié)融合了小學(xué)生觀察能力、實踐能力、探究操作能力、表達能力等綜合能力的培養(yǎng)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

關(guān)鍵詞 STEM 課外科技活動 綜合能力

中圖分類號：G427文獻標(biāo)識碼：A

1 STEM教育理念

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，中小學(xué)教育如何高效地孕育出具有競爭力的普通公民及科技人才已成為教育的核心問題之一。而STEM教育的提出正為這一問題的解決指明了方向，STEM是Science（科學(xué)）、Technology（技術(shù)）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學(xué)）的統(tǒng)稱，其實質(zhì)是將科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)融合為一體的教育理念，達到跨學(xué)科跨領(lǐng)域的目的，實現(xiàn)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。本文將基于STEM教育理念開展小學(xué)課外科技活動—“制作太陽能熱水器”探究性實驗。

2“制作太陽能熱水器”探究性實驗的開展

2.1活動準(zhǔn)備

2.1.1資料調(diào)研

查詢有關(guān)人類能源的演變相關(guān)知識、太陽能熱水器的組成以及發(fā)展歷程。

2.1.2材料準(zhǔn)備

大紙盒、泡沫塑料、小飲料瓶、錫箔紙、透明塑料紙。

2.2活動開展

2.2.1制作流程

（1）把大紙盒跟飲料瓶涂黑，為了加強反射，讓透過瓶子的陽光反射回瓶子，減少熱量外流;

（2）將泡沫挖洞恰好可塞進裝滿的飲料瓶里面，防止熱量散失，起保溫作用，剩下的露在外面用于吸收太陽光;

（3）大盒子后面做個支撐架，使盒子斜立起來，將飲料瓶放在大盒子里面，在飲料瓶的左右及后面均放置錫箔紙，可將飲料瓶散失的光熱聚集起來反射回飲料瓶;

（4）在飲料瓶前方放置透明塑料紙，使太陽光透過塑料紙集中在飲料瓶上;

（5）將整個裝置放置在太陽底下，DIY太陽能熱水器制作完成。

2.2.2表達交流

各個小組表達交流自己小組的發(fā)現(xiàn)，對比與其他小組的相同與不同之處，并在教師的引導(dǎo)下，反思各自設(shè)計的獨特優(yōu)點以及不足之處。

3探究性實驗融合了多種能力的培養(yǎng)

首先，在活動開始前，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主查詢有關(guān)人類能源的歷史，了解了太陽能是當(dāng)代可再生新能源，太陽能熱水器通常由集熱器、絕熱貯水箱、連接管道、支架和控制系統(tǒng)組成，在這一過程中培養(yǎng)了學(xué)生自主查詢資料收集信息的能力，也融合了能源發(fā)展的歷史知識，培養(yǎng)了學(xué)生的人文情懷，正如德國哲學(xué)家心理學(xué)家赫爾巴特所說“歷史應(yīng)是人類的教師，”歷史知識的熏陶對于學(xué)生能力的培養(yǎng)至關(guān)重要;接著小組合作在設(shè)計太陽能熱水器的實驗步驟中，運用了前面所學(xué)光、熱的相關(guān)知識，達到了鞏固知識，知識遷移運用能力的培養(yǎng);畫出太陽能熱水器草圖包括構(gòu)造、功能以及美觀性能，融合了學(xué)生的科學(xué)領(lǐng)域知識及藝術(shù)素養(yǎng)，踐行了STEM+教育理念，不僅是多個學(xué)科的疊加，也是多個學(xué)科知識技能間的有機融合;項目制作和制造過程中融合了學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)，小組分工合作，分別有組長、記錄員、操作員以及發(fā)言員，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神以及科學(xué)探究精神，通過動手操作提高了學(xué)生的極大興趣和好奇心，符合課標(biāo)所提倡的“保護學(xué)生好奇心和求知欲”基本理念;項目觀察過程中學(xué)生需要運用到溫度計進行測量水溫的變化，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力以及嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度;最后的表達交流環(huán)節(jié)融合了語言的書寫以及口頭表達能力，科學(xué)與語文學(xué)科的融合實現(xiàn)了跨學(xué)科間的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力，踐行了STEM教育理念。

4附錄：實驗方案記錄單

基金項目：福建省級重大教改項目，編號：FBJG20170213。