深度學(xué)習(xí)下小學(xué)科學(xué)STEM課堂教學(xué)策略探究

李巧靜

【摘要】深度學(xué)習(xí)是理解性的學(xué)習(xí)，教師在STEM課堂教學(xué)中設(shè)計的情景教學(xué)問題要具有現(xiàn)實的意義和挑戰(zhàn)性，引導(dǎo)學(xué)生對產(chǎn)生的問題有更深層次的思考，在思辨的過程中最大程度上建立學(xué)科知識與現(xiàn)實世界的關(guān)聯(lián)，為解決真實的問題提供高階思維發(fā)展能力，獲得學(xué)習(xí)方面的專長和技能，推動STEM教學(xué)實踐。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);STEM課堂教學(xué);深度學(xué)習(xí);策略研究

STEM的教育理念是：“讓學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中整體認(rèn)識世界，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力?！鄙疃葘W(xué)習(xí)作為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要學(xué)習(xí)方式，在STEM課堂教學(xué)中擔(dān)任了重要的角色。小學(xué)科學(xué)STEM課堂教學(xué)基于深度學(xué)習(xí)的方式設(shè)計和開展一系列的學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生理解性地、創(chuàng)造性地參與課堂學(xué)習(xí)，掌握學(xué)科核心知識，理解學(xué)習(xí)過程，把握學(xué)科本質(zhì)和內(nèi)涵，全面提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、深度學(xué)習(xí)與STEM課堂教學(xué)

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》認(rèn)為：“小學(xué)科學(xué)在自然現(xiàn)象和解決實際問題方面需要綜合運用不同領(lǐng)域的知識和方法。”STEM課堂教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科與現(xiàn)實生活的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)行項目學(xué)習(xí)、問題模式、知識運用、工程技術(shù)等的教學(xué)方式，讓學(xué)生在真實的學(xué)習(xí)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，從而生成新知識、構(gòu)建知識體系，創(chuàng)造制作出成果。這就要求教師在課堂中具有較高思維層次的教學(xué)策略，來更好地進(jìn)行教學(xué)實踐。

深度學(xué)習(xí)是理解性的學(xué)習(xí)，一是指教師在STEM教學(xué)中對科學(xué)概念本身的深度思考，對學(xué)生STEM知識背景的精準(zhǔn)理解，對學(xué)生STEM知識發(fā)生過程的精準(zhǔn)把握以及對STEM技術(shù)創(chuàng)造的精準(zhǔn)指導(dǎo);二是指學(xué)生在學(xué)的過程對產(chǎn)生的問題有著審視的態(tài)度、對知識過程發(fā)生不是簡單的記憶和背誦，而是能運用所知進(jìn)行思辯;能在真實的、復(fù)雜的環(huán)境中調(diào)動所需要的學(xué)習(xí)結(jié)果，最終建構(gòu)知識做出實物，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)“所學(xué)能為其所用?！鄙疃葘W(xué)習(xí)發(fā)生路徑如下圖1所示。

二、STEM教學(xué)課堂的深度學(xué)習(xí)實施策略

1.創(chuàng)設(shè)情境，讓科學(xué)探究真實產(chǎn)生

創(chuàng)設(shè)一個聚焦STEM課堂教學(xué)的科學(xué)基本問題，是十分重要的，這個科學(xué)基本問題是從科學(xué)概念轉(zhuǎn)化而來。在創(chuàng)設(shè)的情境中，可以把科學(xué)問題聚焦于現(xiàn)實世界發(fā)生的事情，或者科學(xué)史、科學(xué)事件等從歷史軌跡、社會視覺的角度，引發(fā)學(xué)生提問，教師對產(chǎn)生的問題進(jìn)行歸納、分類;然后通過設(shè)置情境，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行篩選、分解、重組、整合，生成一系列符合學(xué)生自身認(rèn)知水平的具體問題。在這個基礎(chǔ)上，學(xué)生既是問題的發(fā)現(xiàn)者，也是問題的實踐者，解決了問題，也就掌握了科學(xué)概念。這是二年級上冊《做一個指南針》STEM課堂教學(xué)案例，筆者以“鄭和下西洋”為歷史背景創(chuàng)設(shè)情境，其具體的教學(xué)模型如表1。

因此，教師進(jìn)行教學(xué)時要深度地挖掘科學(xué)概念背后隱藏的科學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生從多角度對概念問題進(jìn)行分解，這樣不僅降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度、更好地建立科學(xué)概念，還能夠在學(xué)生動手實踐的時候，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，最后建立新的知識。

2.建立模型，讓科學(xué)思維清晰呈現(xiàn)

小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：從科學(xué)的角度對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律等記錄分析，建立模型，并且能夠運用模型對相關(guān)關(guān)系進(jìn)行探索、解釋。在SIEM建造模型的科學(xué)實踐過程中，學(xué)生不斷動手思考感悟，思維也在不斷的發(fā)展，深度學(xué)習(xí)認(rèn)為：“深度學(xué)習(xí)指向?qū)W習(xí)過程的發(fā)生，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)參與過程中的體悟，而非結(jié)果導(dǎo)向?！苯ＭǔＪ前褟?fù)雜的數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，降低難度，根據(jù)模型分析并得出科學(xué)觀念，同時，它能夠?qū)W(xué)生習(xí)得性的知識發(fā)生的過程清晰呈現(xiàn)。在小學(xué)階段逐步建立數(shù)據(jù)建模思想，讓學(xué)生經(jīng)歷一次數(shù)學(xué)建模過程，是發(fā)展學(xué)生的高階思維能力的重要手段之一。下面以三年級《觀察云》一課為例。如下表2。

比如學(xué)生在五年級上冊第三單元“運動與摩擦力”一課中，就需要儲存有關(guān)摩擦力的知識。如下表3。關(guān)于摩擦力的實驗數(shù)據(jù)記錄，對于五年級的學(xué)生來說實驗數(shù)據(jù)較多，根據(jù)表格來分析數(shù)據(jù)能夠快速地得出結(jié)論，但是不利于學(xué)生思維過程的發(fā)展，可以讓學(xué)生通過數(shù)學(xué)折線統(tǒng)計表的利用，將數(shù)據(jù)一一呈現(xiàn)出來。如下圖2。

通過建模的形式，教師可以知道在探究過程中學(xué)生每一個數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程，學(xué)生也可以在制作數(shù)學(xué)模型的時候，十分清晰地知道摩擦力大小與物體之間的相關(guān)性，能從整體和部分來進(jìn)行對比分析，在此過程中，深度學(xué)習(xí)悄然發(fā)生。

3.制定標(biāo)準(zhǔn)，讓科學(xué)評價持續(xù)發(fā)生

STEM教學(xué)的目標(biāo)在于綜合能力和技能的全面發(fā)展，深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自主性，包含了對知識的理解、學(xué)習(xí)過程的掌握、小組合作的質(zhì)量、成品的科學(xué)性等，基于深度學(xué)習(xí)的STEM課堂更多地關(guān)注學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程及真實能力的評價。建立多元的評價體系，有利于整個STEM課堂的診斷、調(diào)解和激勵，全面了解學(xué)生的綜合技能水平。在三年級上冊第三單元第二課“做一個熱氣球”中，采用“教師評價+同伴互評+自我反思”的多元評價方式貫穿熱氣球設(shè)計和制作的整個過程，具體的評價標(biāo)準(zhǔn)如下表4。

4.成品展示，讓科學(xué)實踐落地發(fā)生

STEM課堂教學(xué)跟普通教學(xué)最大的差別在于動手實踐，經(jīng)過一系列的課堂教學(xué)活動，每個學(xué)生都參與其中的作品創(chuàng)作，經(jīng)過學(xué)生思考、討論、修正、更改過的作品包含著學(xué)生的知識遷移、問題解決、討論批判和動手結(jié)晶，是成果的碩果也是深度學(xué)習(xí)的碩果。在STEM課堂作品制作的過程中，學(xué)生要根據(jù)實際情況對作品進(jìn)行不斷地修改和晚上，教師可以根據(jù)學(xué)生作品會出現(xiàn)的問題，設(shè)計自查表，幫助學(xué)生在遇到困難、超出自身知識范圍而無法討論解決的情況下，通過自查表來對作品進(jìn)行調(diào)整。這是四年級下冊《電路出故障了》的一課中，教師給學(xué)生設(shè)計的自查表。如下表5。

正如盧梭所言：“ 我的目的不是教給他各種各樣的知識，而是教他怎樣在需要的時候取得知識，是教他準(zhǔn)確地估計知識的價值，是教他愛真理勝于一切。”小學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)課堂教師要深度探索教學(xué)策略，找到開發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)的鑰匙，才能真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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