以“斜面的作用”為例淺談運(yùn)用STEM設(shè)計(jì)研究

邱婉玲

摘? 要：隨著我國的教育改革工作不斷深入，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不再適用與現(xiàn)代的教學(xué)模式，在小學(xué)時(shí)期，科學(xué)教學(xué)是一個(gè)相對來說較為重要的學(xué)科，但是在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在著很多的問題，需要不斷的改變教學(xué)方法來解決此類問題。而STEM將四門學(xué)科融合成一體，可以更好的解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并對學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)，十分符合當(dāng)代的教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：STEM教育;小學(xué)科學(xué);策略

【中圖分類號(hào)】G622.0??? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????? 【文章編號(hào)】1005-8877（2020）24-0127-02

眾所周知，STEM作為時(shí)代所需求的產(chǎn)物，是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）四門學(xué)科的英文首字母的縮寫。而且STEM教育具有整合性、探究性、合作性以及體驗(yàn)性等特征，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)，并給小學(xué)科學(xué)課程的教學(xué)改革提供了新的途徑以及解決方法。

1.什么是STEM教育，STEM教育的意義何在

起源于美國的STEM教育是科學(xué)、技術(shù)、工程以及數(shù)學(xué)四門學(xué)科的首字母縮寫，但是STEM并非是簡單的四門學(xué)科的組合，而是貫通學(xué)科知識(shí)并聯(lián)系真實(shí)世界、以問題為向?qū)亩纬蓢?yán)謹(jǐn)?shù)摹⑾到y(tǒng)化的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，這種學(xué)習(xí)方式被運(yùn)用到各門學(xué)科的教學(xué)模式中，從而促進(jìn)教學(xué)改革的不斷深化。構(gòu)建小學(xué)STEM課程可以讓學(xué)生的綜合素質(zhì)有效的提高，并且對于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感有著良好的助力作用。在當(dāng)前的教育改革中，STEM教育在國內(nèi)進(jìn)行有效的開展，所以將STEM教育與小學(xué)科學(xué)融合在一起進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生提高自身的邏輯思維能力，讓學(xué)生更好地理解小學(xué)科學(xué)所要表達(dá)的理念以及熟記小學(xué)科學(xué)教材中的知識(shí)點(diǎn)。

同時(shí)，把STEM教育有效的融合到小學(xué)科學(xué)的課堂教學(xué)中，可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的趣味性，從而激發(fā)學(xué)生對于科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，并在學(xué)習(xí)中感悟到科學(xué)的魅力以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的奇妙體驗(yàn)，這會(huì)讓學(xué)生更有動(dòng)力提升自身的科技創(chuàng)新能力，還會(huì)讓教師的教學(xué)模式看起來更加新穎，從而提高教學(xué)的效率。

2.以“斜面的作用”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

在小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊第七課，“斜面的作用”作為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)在教材里。在教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對斜面產(chǎn)生自己的理解。首先斜面在生活中運(yùn)用廣泛，而且也可以作為一種省力且便捷的工具。在知識(shí)層面我們可以這樣理解，關(guān)于斜面的知識(shí)具有一定的基礎(chǔ)性，所以對斜面的作用以及理解，與高年級(jí)所學(xué)的“力”有著密切的聯(lián)系，同時(shí)也與摩擦力有一定的關(guān)聯(lián)。學(xué)生可以通過探究合作以及小組之間的共同學(xué)習(xí)，思考斜面的作用以及與斜面相關(guān)的問題。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們可以用“斜面的作用”作為例子進(jìn)行這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)：

（1）學(xué)情分析為教學(xué)提供思路

小學(xué)六年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)初步掌握了關(guān)于科學(xué)的一些知識(shí)，例如，學(xué)生對于斜面以及摩擦力已經(jīng)有了一定的初步了解，并且能夠了解產(chǎn)生摩擦力的原理。同時(shí)也知道在探究斜面的作用力時(shí)，必須要充分的考慮到各種因素。其次，學(xué)生對于小學(xué)科學(xué)探究過程的步驟，以及制定簡單的探究計(jì)劃，已經(jīng)有了大致的了解，并且在探究過程當(dāng)中已經(jīng)初步具備了科學(xué)素養(yǎng)，并且能夠用較為科學(xué)的方式去整理信息，開展過程，并且解釋結(jié)論。最后，針對于科學(xué)過程當(dāng)中的繪畫內(nèi)容融合，學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)際情況簡單的繪制斜面結(jié)構(gòu)，而且也懂得收集數(shù)據(jù)，并且做分析處理。

（2）發(fā)現(xiàn)問題，并通過創(chuàng)建情景的模式提出問題

首先教師可以運(yùn)用自媒體給學(xué)生看一些與斜面相關(guān)的視頻，例如：利用斜面把沉重的物品從貨車上卸下來、利用斜面進(jìn)行滑板操控練習(xí)、利用斜面做成的兒童玩具滑梯等，然后從中拿出一個(gè)例子來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。比如，在現(xiàn)實(shí)生活中，搬運(yùn)工人們常常利用一個(gè)斜面，把沉重的物品通過這個(gè)斜面轉(zhuǎn)運(yùn)到地面上，然后問學(xué)生“為什么搬運(yùn)工要利用斜面運(yùn)輸貨物呢？”“從這個(gè)案例中我們可以得到什么答案？”“斜面究竟有什么作用呢？”或者“我們應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)想要的斜面呢？”以生活實(shí)例創(chuàng)設(shè)情景，能夠激發(fā)小學(xué)生探究欲望，為小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)的開展服務(wù)。

（3）通過分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

為了讓每個(gè)學(xué)生都參與到教學(xué)過程中，教師可以按照學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、性格特征、課堂活躍度平衡的分成不同的小組，每個(gè)小組盡量包含思維能力不同以及較為活躍的學(xué)生。帶著這些疑問，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的操作試驗(yàn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生拿著簡單的工具來做實(shí)驗(yàn)，例如：一塊簡單的平滑的木板、重量相同的砝碼以及玩具小車，使用這些道具，可以讓學(xué)生通過玩具小車在傾斜的、平滑的木板上移動(dòng)，從而讓學(xué)生在實(shí)際的操作過程當(dāng)中快速的理解教材中所要表達(dá)的知識(shí)點(diǎn)。在教學(xué)過程中，教師通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)記錄，及時(shí)的對學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)誤上的糾正，并觀察每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程，并通過不同的實(shí)驗(yàn)方式得出結(jié)果。

（4）得出結(jié)論并進(jìn)行小組交流

教師根據(jù)學(xué)生得到的結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生用STEM教育中的科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)以及工程知識(shí)對“斜面的作用”進(jìn)行解釋以及探索。例如，學(xué)生可以結(jié)合數(shù)學(xué)思維，推論斜面作用力。并且還可以運(yùn)用其中的數(shù)學(xué)思維進(jìn)行推理運(yùn)算，去發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的規(guī)律并得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：斜面可以省力，且坡度越小的斜面省力效果越高。對學(xué)生初步了解斜面的作用后，教師又可以引領(lǐng)學(xué)生，通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證。之后教師可以倡導(dǎo)學(xué)生在試驗(yàn)中進(jìn)行交流，讓學(xué)生各抒己見，勇于表達(dá)心中的想法，基于和諧氛圍下的交流能夠讓學(xué)生的探究和思考更加的完善。隨后教師要對各個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行公平的判斷，從而體現(xiàn)STEM教育的開放性特征。

（5）做好反思，提出展望

基于STEM教育理念開展的斜面作用探究活動(dòng)，學(xué)生已經(jīng)初步運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和思維，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中經(jīng)歷了分析問題、查閱資料、設(shè)計(jì)方案、構(gòu)建圖紙的過程，而且學(xué)生也能夠較好的聯(lián)系生活實(shí)際，通過與其他學(xué)科的知識(shí)建立聯(lián)結(jié)，把問題和知識(shí)聯(lián)系起來。在整個(gè)過程當(dāng)中感受到了各學(xué)科的融合，讓學(xué)生在多領(lǐng)域知識(shí)的探究活動(dòng)當(dāng)中不斷改進(jìn)，在一定程度上提升了學(xué)生的綜合能力。但此次探究活動(dòng)仍存在些許問題，首先是表現(xiàn)為學(xué)生在剛開始活動(dòng)中出現(xiàn)的一些天馬行空不切實(shí)際的想法。其次，在小組討論過程當(dāng)中，學(xué)生也存在討論效率低的現(xiàn)象。小學(xué)科學(xué)課程是一門涉及到廣泛領(lǐng)域的學(xué)科，學(xué)習(xí)知識(shí)也比較繁雜，而且單元具有整合性的特點(diǎn)，知識(shí)之間的聯(lián)系性較強(qiáng)，由此，教師應(yīng)該要結(jié)合STEM教育理念，加強(qiáng)知識(shí)聯(lián)系，整合多學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生全面能力。

3.結(jié)語

在小學(xué)教學(xué)過程中，小學(xué)科學(xué)這一科目的重要性不言而喻，在教學(xué)中我們以“斜面的作用”作為特別案例，并運(yùn)用STEM教育進(jìn)行小學(xué)科學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)，在這一過程中，不僅可以讓學(xué)生更加熟練的掌握到教材中的知識(shí)，還能提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力，讓學(xué)生對教材中所講的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生興趣，從而對小學(xué)科學(xué)這門科目產(chǎn)生好奇心，提高學(xué)生解決問題的能力和探究欲，給學(xué)生未來的學(xué)習(xí)道路奠定了良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

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