淺談在《做框架》教學(xué)中融合stem教育*

楊清華

(福建省三明市梅列區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué) 福建 三明 365000)

1.STEM教育

“STEM 是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)和數(shù)學(xué)(Mathematics)四門學(xué)科的簡(jiǎn)稱”，對(duì)STEM教育的理解主要有兩大主流觀點(diǎn),一是將他視為不同科目的融合課程,另一觀點(diǎn)把他視為“一種學(xué)習(xí)方式和教學(xué)策略”，無(wú)論哪種觀點(diǎn)都“強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合”可見(jiàn),STEM不是機(jī)械的疊加，而是以整合的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)技能,是一種從綜合角度解決實(shí)際問(wèn)題的現(xiàn)代教育，與單科教育相比，具有綜合性、跨學(xué)科性、動(dòng)態(tài)性、設(shè)計(jì)性、實(shí)踐性等特征，STEM教育活動(dòng)有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、科學(xué)態(tài)度和實(shí)踐能力，有助于學(xué)生綜合解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題來(lái)適應(yīng)未來(lái)生活環(huán)境。

下面以小學(xué)科學(xué)《做框架》為例，淺談在科學(xué)教學(xué)中融合STEM教育的幾點(diǎn)做法。

2.《做框架》課例分析

2.1 《做框架》的教學(xué)現(xiàn)狀。從表面看，《做框架》更像是一節(jié)簡(jiǎn)單的手工制作課，從課程的角度看，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的設(shè)計(jì)-制作過(guò)程，注重學(xué)生思考的過(guò)程(用什么材料，利用什么結(jié)構(gòu)、這樣做的目的、設(shè)計(jì)圖是什么？)與單純的手工制作課存在較大差異，強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維和態(tài)度的培養(yǎng)。

2.2 融合STEM教育的《做框架》。教學(xué)設(shè)計(jì)中，我把STEM理念與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手之前先動(dòng)腦，在動(dòng)腦設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，努力做到綜合的跨學(xué)科學(xué)習(xí)、學(xué)生為主體的開(kāi)放式學(xué)習(xí)、契合課標(biāo)的合作探究學(xué)習(xí)。

2.2.1 重視綜合性和跨學(xué)科。在《做框架》的教學(xué)中，通過(guò)不斷嘗試制作一個(gè)能夠承受重物的立方體框架，通過(guò)不斷引導(dǎo)探究不同支架的穩(wěn)定性，初步讓學(xué)生感受到三角形框架能加固框架結(jié)構(gòu)，從而知道有關(guān)力的淺顯的知識(shí)。在教學(xué)中，我首先讓學(xué)生觀察一下這些框架結(jié)構(gòu)的建筑，它們是由什么形狀組成的？因?yàn)閷W(xué)生在低年段數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了三角形的相關(guān)知識(shí)，所以學(xué)生對(duì)于三角形支架是最穩(wěn)定的已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識(shí)與科學(xué)知識(shí)相互滲透的。在師生對(duì)話的重點(diǎn)要放引導(dǎo)學(xué)生思考：

(1)為什么三角形框架比正方形框架更穩(wěn)定？

(2)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)要如何才能變得穩(wěn)定？

為了突破第一個(gè)問(wèn)題,我這樣處理：

(1)指導(dǎo)小組學(xué)生用橡皮筋纏繞法做一個(gè)三角形框架和一個(gè)正方形框架；

(2)讓學(xué)生嘗試用相同的壓力按壓三角形框架和一個(gè)正方形框架時(shí)，它們受到壓力的作用時(shí)有什么不同變化？

(3)匯報(bào)交流，得出結(jié)論：三角形框架比正方形框架更牢固；

(4)用課件解釋力是如何作用在三角形框架上的。

2.2.2 注重動(dòng)態(tài)性和開(kāi)放性。在《做框架》的實(shí)際教學(xué)中，由于制作框架耗時(shí)，因此為了學(xué)生能夠順利的完成框架的制作，通常存在以下現(xiàn)象：

(1)展示一個(gè)已做好正方體框架，給學(xué)生建立一個(gè)框架模型；

(2)出示溫馨提示，給學(xué)生提出一些建議與方法；

(3)展示學(xué)生所做的框架，比較他們承重能力。

即使在教師已經(jīng)盡可能為學(xué)生鋪好路的情況下，制作和展示活動(dòng)還是一系列動(dòng)態(tài)的問(wèn)題，只要出現(xiàn)那樣的問(wèn)題制作過(guò)程就會(huì)變得很倉(cāng)促，有的小組還沒(méi)做完就草草結(jié)束。而且在忽視學(xué)生主體地位的框架下教學(xué)，學(xué)生可能并不非常感興趣，對(duì)于設(shè)計(jì)制作一個(gè)能承重的框架、或者其他形狀的框架的承重能力研究可能覺(jué)得更有挑戰(zhàn)。我是這樣處理的：

(1)在這節(jié)課的課前查找相關(guān)做框架的資料，上課前請(qǐng)學(xué)生來(lái)交流匯報(bào)自己所收集到的信息，從中汲取一些有用的信息，為小組制作奠定基礎(chǔ)。

(2)讓小組學(xué)生，自行設(shè)計(jì)做框架方案，開(kāi)展交流會(huì)，提出改進(jìn)意見(jiàn)。

(3)初步制作一個(gè)框架雛形，感受制作過(guò)程的困難與收獲，并進(jìn)行交流。

(4)最后回家通過(guò)查資料，請(qǐng)教家長(zhǎng)、老師等方式修改自己的制作方案，完成自己的框架制作，感受它的承重能力。

2.2.3 強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)制作的合作性和實(shí)踐性。在日常教學(xué)中為了提高課堂的時(shí)效性，有時(shí)忽視小組合作，變親自實(shí)踐研究為簡(jiǎn)單模擬，往往忽視培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣，造成缺乏科學(xué)是講證據(jù)的教育。因此，本課在讓小組學(xué)生合作設(shè)計(jì)制作框架的方案這一環(huán)節(jié)我這樣處理：

(1)課前查找資料復(fù)習(xí)舊知識(shí)(數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程)

(2)小組合作制作設(shè)計(jì)圖及說(shuō)明。

(3)討論并改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

(4)制作框架模型雛形進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。

(5)制作框架模型展示。

此環(huán)節(jié)變簡(jiǎn)單的模擬制作為工程活動(dòng)，在工程一系列活動(dòng)中學(xué)生的知識(shí)與技能都能得到提升與鍛煉。這一合作設(shè)計(jì)改進(jìn)并制作過(guò)程正好與STEM教育強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的合作性和實(shí)踐性理念不謀而合。

目前，我國(guó)的小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)手段有各種各樣的形式，各有優(yōu)劣，然而STEM教育作為現(xiàn)今教育界的熱詞，足以體現(xiàn)他在綜合、動(dòng)態(tài)、跨學(xué)科、實(shí)踐等多方面的知識(shí)的廣度，足以體現(xiàn)STEM教育在培養(yǎng)科學(xué)、工程、技術(shù)和數(shù)學(xué)方面素養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)，因此。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中融合STEM教育是也將是一種趨勢(shì)。