踐行STEM教育理念設(shè)計(jì)《紙》教學(xué)

〔摘" "要〕" 本文針對(duì)基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)與策略進(jìn)行了深入探討。在研究過(guò)程中以《紙》的教學(xué)為例，設(shè)計(jì)了教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施了動(dòng)手制作紙袋實(shí)踐，在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、動(dòng)手能力、跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用及課堂評(píng)價(jià)方面的不足。出于解決相關(guān)問(wèn)題的目的提出了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作培訓(xùn)、提供差異化實(shí)踐活動(dòng)、促進(jìn)跨學(xué)科知識(shí)整合和采用多元化評(píng)價(jià)等改進(jìn)建議，希望能夠?yàn)榻處熼_(kāi)展小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供借鑒，進(jìn)一步提升STEM教育在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；STEM教育理念；跨學(xué)科；教學(xué)設(shè)計(jì)

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）21" " 0082-03

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，小學(xué)科學(xué)屬于綜合性學(xué)科，建議科學(xué)教師在施教時(shí)開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)，主動(dòng)嘗試應(yīng)用STEM教育理念。該教育理念主要包含六個(gè)方面內(nèi)容，分別為團(tuán)隊(duì)合作、真實(shí)情境、以學(xué)生為中心的主動(dòng)實(shí)踐、源于生活、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以及跨學(xué)科融合。另外，小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科知識(shí)的融合，以導(dǎo)向性、綜合性和探究性為特點(diǎn)，以標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，深化課程實(shí)踐和改進(jìn)評(píng)價(jià)體系等路徑可以促進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐，增強(qiáng)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)效。在STEM理念下展開(kāi)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)，能夠幫助學(xué)生形成良好的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新思維，而且可以為教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展提供助力，加快課程改革速度。本文將以蘇教版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第四單元“身邊的材料”中《紙》的教學(xué)為例，探討基于STEM的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)策略。

一、教學(xué)理念

本次教學(xué)設(shè)計(jì)主要使用STEM教學(xué)理念，STEM即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)。其中，科學(xué)在于認(rèn)識(shí)世界并對(duì)自然界中的客觀規(guī)律進(jìn)行解釋?zhuān)还こ膛c技術(shù)在遵循自然規(guī)律的前提下改變世界，為實(shí)現(xiàn)人與自然界的和諧共處做出貢獻(xiàn)；數(shù)學(xué)則是工程學(xué)科與技術(shù)的基礎(chǔ)工具。STEM課程主要是強(qiáng)化學(xué)生以下四個(gè)方面的教育：一是科學(xué)素養(yǎng)，也就是在理解自然界的過(guò)程中運(yùn)用生物科學(xué)、物理、化學(xué)等科學(xué)知識(shí)；二是技術(shù)素養(yǎng)，簡(jiǎn)單理解就是對(duì)技術(shù)實(shí)施評(píng)價(jià)、管理、理解以及使用的能力；三是工程素養(yǎng)，即理解技術(shù)工程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的情況；四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)，就是學(xué)生在多種情況下解決、表達(dá)、解釋以及發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力。在小學(xué)教學(xué)中，科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)之間存在共同發(fā)展、相互支撐、相互補(bǔ)充的關(guān)系。要想幫助學(xué)生深入理解它們，需要將其看作一個(gè)整體，在相互碰撞與交互中實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，在真正意義上培養(yǎng)學(xué)生各個(gè)方面的認(rèn)知與技能。

二、教學(xué)目標(biāo)

研究紙的多樣性。首先，通過(guò)教學(xué)使學(xué)生能夠運(yùn)用嗅覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等多種感官了解各類(lèi)紙張?jiān)跉馕?、外觀以及質(zhì)感等方面的特點(diǎn)。例如通過(guò)牛皮紙、宣紙等了解紙張的差異。其次，引導(dǎo)學(xué)生使用放大鏡等工具對(duì)紙張的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，確定紙張?jiān)诳紫洞笮　⒗w維組成等方面的特征。最后借助實(shí)驗(yàn)探究紙張抗拉強(qiáng)度、吸水性等方面的物理性能，從而使學(xué)生對(duì)紙張的認(rèn)識(shí)變得更全面。

表達(dá)和交流探索成果。鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用形象生動(dòng)的語(yǔ)言描述對(duì)紙張的感官體驗(yàn)，教會(huì)學(xué)生使用圖表、文字符號(hào)等呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而將研究結(jié)果更為清晰地展示出來(lái)。

了解紙張的特性與用途。在教學(xué)過(guò)程中幫助學(xué)生了解紙張?jiān)诳苫厥?、輕便以及易加工等方面的特性。同時(shí)，學(xué)生要能舉例說(shuō)明日常生活中紙張?jiān)谇鍧?、?shū)寫(xiě)以及包裝等方面的用途。而且學(xué)生應(yīng)該有效聯(lián)系紙張的實(shí)際用途與性質(zhì)，確定各種紙張的適用場(chǎng)景。

學(xué)習(xí)制造紙袋。設(shè)計(jì)“巧手制紙袋”的實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐制作出兼顧美觀和實(shí)用性的紙袋，提升學(xué)生的動(dòng)手能力。

三、教學(xué)分析

（一）教材分析

《紙》是蘇教版科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)第四單元的內(nèi)容，該單元的主要內(nèi)容為身邊的材料。教材內(nèi)容方面涉及了紙的產(chǎn)生、紙的性質(zhì)、紙的材質(zhì)以及節(jié)約用紙等方面。教材中插入了很多生動(dòng)有趣的圖片與實(shí)例，能引導(dǎo)學(xué)生深入了解紙張的多樣性，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

（二）學(xué)情分析

三年級(jí)學(xué)生正處于好奇心旺盛、求知欲強(qiáng)烈的階段，他們對(duì)周?chē)澜绯錆M(mǎn)了探索欲望。在認(rèn)知發(fā)展上，這個(gè)年齡段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的觀察、比較、分析能力，但抽象思維能力尚在發(fā)展中。因此，在學(xué)習(xí)《紙》這一課時(shí)，學(xué)生可能對(duì)紙張的多樣性、特性與用途有初步的了解，但在深入探究紙張的微觀結(jié)構(gòu)和物理性能方面，會(huì)遇到一定的困難。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

（一）教學(xué)重點(diǎn)

一是調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官體驗(yàn)，幫助其了解各類(lèi)紙張?jiān)谫|(zhì)感、氣味以及外觀方面的差異；二是引導(dǎo)學(xué)生觀察紙張的微觀結(jié)構(gòu)，明確其纖維組成、孔隙大小等；三是利用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)指導(dǎo)學(xué)生制作美觀又實(shí)用的紙袋。

（二）教學(xué)難點(diǎn)

一是學(xué)生需要充分了解與掌握制作紙袋的原理，這對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手操作能力、觀察力、思維力等均提出了一定的要求；二是學(xué)生在制作紙袋時(shí)可能面臨折疊紙張、粘貼紙張等方面的難題，需要教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)與幫助；三是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。

五、教學(xué)準(zhǔn)備

（一）教具準(zhǔn)備

不同的紙（牛皮紙、復(fù)印紙、宣紙）、滴管、紅墨水、燒杯、記錄單、手電筒、砝碼1盒、放大鏡等。

（二）教學(xué)資源準(zhǔn)備

教師需要事先收集與紙張產(chǎn)生背景、制作紙袋等相關(guān)的圖片、視頻以及紙質(zhì)的說(shuō)明書(shū)，并在課堂教學(xué)中展示給學(xué)生。

六、教學(xué)過(guò)程

（一）情境導(dǎo)入激發(fā)學(xué)生興趣

教師通過(guò)課件展示紙袋，喚起學(xué)生生活常識(shí)，并利用提問(wèn)和假設(shè)的方式構(gòu)建以下教學(xué)情境：“元旦馬上要到了，小名同學(xué)想送給好朋友一個(gè)蘋(píng)果，但是不想讓朋友一眼就看出是什么物品。你能幫他制作一個(gè)能夠裝下蘋(píng)果的袋子嗎？這樣的袋子需要有怎樣的功能呢？”當(dāng)教師提出相關(guān)問(wèn)題后，學(xué)生會(huì)給出美觀、防水、不透光、耐用等方面的答案。在此過(guò)程中，教師將學(xué)生的答案寫(xiě)在黑板上，最后總結(jié)：“在科學(xué)中紙的透光程度、防水程度、結(jié)實(shí)程度等都是紙的特性，今天讓我們一起學(xué)習(xí)紙的內(nèi)容。那么紙是怎樣產(chǎn)生的呢？”借此引出教材中的內(nèi)容。造紙術(shù)是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，東漢時(shí)期的蔡倫改進(jìn)了造紙術(shù)，他利用舊漁網(wǎng)、麻繩頭、樹(shù)皮等原料，制成了質(zhì)量更高，價(jià)格更低的“蔡侯紙”，為人類(lèi)文明的傳播與發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。教師可以利用多媒體設(shè)備播放與蔡倫造紙相關(guān)的視頻，吸引學(xué)生注意力。

（二）研究紙的不同特征

當(dāng)完成相關(guān)視頻播放后，教師應(yīng)該引出問(wèn)題：“同學(xué)們，除了宣紙，我們生活中還有哪些紙？”在回答這一問(wèn)題時(shí)學(xué)生會(huì)給出衛(wèi)生紙、報(bào)紙、牛皮紙、信紙、素描紙等不同答案。在留出一定時(shí)間讓學(xué)生回答后，教師應(yīng)繼續(xù)提出問(wèn)題：“有這么多種紙，那么哪種紙最適合我們制作紙袋呢？”在提出該問(wèn)題后，教師可以讓學(xué)生使用放大鏡觀察各種不同類(lèi)型的紙張，并讓學(xué)生回答這一問(wèn)題。學(xué)生可能做出各種推測(cè)。針對(duì)學(xué)生的推測(cè)，教師需做出以下回答：“剛剛我們談到的僅僅是猜測(cè)，那事實(shí)呢？怎么能知道？”引出在科學(xué)研究中我們大多會(huì)利用實(shí)驗(yàn)的方式以確定自身提出的猜想是否正確。然后讓學(xué)生以宣紙、復(fù)印紙和牛皮紙為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行研究，確定哪種紙張最適合制作紙袋。之后展示事先收集測(cè)試紙透光程度、結(jié)實(shí)程度以及防水程度的實(shí)驗(yàn)視頻與圖片，當(dāng)學(xué)生初步了解相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟與原理后組織以下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。

滴一滴：測(cè)試紙的防水程度，該實(shí)驗(yàn)的具體操作方法為，分別在不同紙的正中間滴一點(diǎn)紅墨水，觀察紙張的變化，判斷紙張的防水程度。

印一印：判斷紙的透結(jié)實(shí)程度，該實(shí)驗(yàn)的具體操作方法為分別在不同的紙上印上一印章，舉起紙張，從背面觀察能否看到印章圖案，從印章圖案判斷透光程度。

拉一拉：確定紙張的結(jié)實(shí)程度，該實(shí)驗(yàn)的具體操作方法為，將三種不同的紙條兩兩套在一起，兩位同學(xué)分別往兩邊對(duì)拉，判斷紙張的結(jié)實(shí)程度。

在組織學(xué)生開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師應(yīng)該將學(xué)生合理劃分成若干小組，并分配不同學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中需要負(fù)責(zé)的工作，如收拾桌面、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，要求學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后填寫(xiě)如下圖所示的記錄單。

當(dāng)學(xué)生完成以上記錄單的填寫(xiě)后，教師應(yīng)隨機(jī)將一組學(xué)生的記錄單拍攝下來(lái)并投屏到希沃白板上，請(qǐng)小組代表分享實(shí)驗(yàn)結(jié)論。最終，教師對(duì)學(xué)生的討論情況進(jìn)行總結(jié)，確定牛皮紙比較適合做紙袋。

（三）學(xué)習(xí)資料，制作紙袋

教師進(jìn)行引導(dǎo)：“通過(guò)大家的實(shí)驗(yàn)，我們找到了合適的紙張制作紙袋，事不宜遲，讓我們一起看看這個(gè)紙袋怎么做。”之后在多媒體設(shè)備上播放《自制紙袋》的視頻，同時(shí)向?qū)W生發(fā)放課前準(zhǔn)備的說(shuō)明書(shū)，留出幾分鐘的時(shí)間讓學(xué)生閱讀和討論說(shuō)明書(shū)，之后讓學(xué)生在10分鐘內(nèi)制作出紙袋。

當(dāng)學(xué)生完成紙袋制作后，教師組織紙袋測(cè)試工作，使用以下話(huà)語(yǔ)導(dǎo)入：“同學(xué)們的紙袋都完成了，這樣就算成功了？我們還需要測(cè)試一下，在我們的生活中，一個(gè)蘋(píng)果的重量約為250克，在這里我們用5個(gè)鉤碼來(lái)代替。讓我們測(cè)試一下這個(gè)小組的紙袋能不能承受一個(gè)蘋(píng)果的重量?！比缓笈c學(xué)生共同測(cè)試，確定各個(gè)小組制作的紙袋是否可以滿(mǎn)足要求，請(qǐng)成功的小組介紹自己的制作心得，請(qǐng)失敗的小組呈現(xiàn)自己的作品，師生共同尋找待改進(jìn)的地方。

七、教學(xué)反思

第一，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中規(guī)范性不足，部分學(xué)生未能?chē)?yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能受到影響。在今后的教學(xué)中，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作培訓(xùn)，明確實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，確保學(xué)生能夠規(guī)范操作。

第二，在紙袋制作環(huán)節(jié)，部分學(xué)生動(dòng)手能力較弱，導(dǎo)致在制作過(guò)程中遇到困難，影響了學(xué)習(xí)效果。針對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力差異，教師應(yīng)在教學(xué)設(shè)計(jì)中增加不同難度的實(shí)踐活動(dòng)，讓每個(gè)學(xué)生都能在適合自己的層面上得到鍛煉。

第三，學(xué)生在跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用方面表現(xiàn)不夠靈活，未能很好地將所學(xué)知識(shí)遷移到實(shí)際問(wèn)題解決中。在教學(xué)中，教師應(yīng)更注重跨學(xué)科知識(shí)的整合，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何將不同學(xué)科的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生在實(shí)際操作中提高跨學(xué)科應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)

[1]茅衛(wèi)棟.跨學(xué)科視域下小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)探究[J].天津教育，2024（34）：96-98.

[2]魏惠娟.STEM教育理念在教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].小學(xué)科學(xué)，2024（23）：97-99.

[3]邱婉玲.小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].考試周刊，2024（35）：7-12.

[4]李秀艷.探析跨學(xué)科教學(xué)和作業(yè)設(shè)計(jì)[J].小學(xué)科學(xué)，2024（15）：34-36.

[5]管翁悅.新課標(biāo)視野下小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐探究[J].小學(xué)生（上旬刊），2024（8）：52-54.

[6]張悅.基于STEM的小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)策略[J].廣東教育（綜合版），2024（9）：29-30.

[7]張建軍.STEAM視域下小學(xué)科學(xué)跨學(xué)科融合教學(xué)策略研究[J].天津教育，2024（22）：62-64