基于STEM的小学科学教学实践探索

发表时间:2020/7/28   来源:《中小学教育》2020年3月第7期   作者:李惠
[导读] 为适应时代要求培养具有创新性复合型人才,基于STEM综合能力培养模式开创小学科学创新性教学实践活动,应当充分融入以学生为中心的教学理念,把学生学习主动性充分调动起来以提高教学效果.

        摘要:为适应时代要求培养具有创新性复合型人才,基于STEM综合能力培养模式开创小学科学创新性教学实践活动,应当充分融入以学生为中心的教学理念,把学生学习主动性充分调动起来以提高教学效果.
        关键词:小学科学;STEM教育;创新性教学
        一、STEM与小学科学教学融合
        STEM的开展应当体现学生的主体地位以及教师的主导地位,呈现出课堂是学生的并且利用真实的情境驱动学生学习,开发他们的兴趣及追求知识的欲望,鼓励学生勇于提出质疑,促进学生在学习活动不断发现自己的潜能并进行科学探究以解决实际问题.在进行课程设计及课外科技活动设计时需要尽可能多地融合各方面知识,同时结合趣味性从小培养孩子的科技探索兴趣,提高孩子们在整个学习过程中的参与度,让更多的孩子参与到学习过程中来,做到寓教于乐,让孩子们快乐学习,自信学习.在学习活动中,教师还要关注学生之间的合作,利用组内合作来发现学生的协调能力以及合作精神,利用组间合作来培养学生的分享精神以及听取别人的意见.在学习活动中,教师正确的指导对学生的自身道德素质的形成有着重要的作用,通过联系实际生活、解决实际问题,从社会的本质去考虑问题,培养学生有担当、负责任的社会意识和社会责任感..STEM教育将各个学科进行有效融合,组成为一个完整的有机教学整体.教师要在学生原有知识的基础上,激发学生的兴趣,引导学生独立思考,并利用所获得的新旧知识处理真实的问题以培养学生的创新思维能力,最终培养复合思维.以(教科版)五年级上《像火箭那样驱动小车》学习活动课为例介绍多学科知识的融合,首先,教师引导学生们理解反冲力、反冲运动等知识,而后再进行制作气球反冲车.在引导学生制作气球反冲车的过程中,教师以介绍早在八九百年以前的宋代所发明的一种“起花”爆竹相关历史知识作为导入,其原理就是利用反冲力的作用使得起花筒本身向上升起,而在介绍“起花”爆竹的过程中融合了历史人文的知识,这一过程中,学生通过教师的引导可以清楚地了解到宋代年间“起花”爆竹的历史人文知识;在选择材料中介绍“变废为宝”,教师融入了环境保护以及人文情怀的知识,习总书记曾说“金山银山不如绿水青山”,对于环境的保护是社会永恒的主题,在这过程中,通过实践给学生灌输了保护环境及人文情怀的思想是必不可少的;而项目在制作和使用过程中涉及到的车轮尺寸、气球大小以及最终小车跑动距离的测量等则融合了数学知识及数学技能;项目的设计包括构造、功能及美观以及最终的整体组装融合了工程与技术领域的相关知识,“小事成就大事,细节成就完美”,对于数据的测量、项目的设计关系到整个气球反冲车制作的成功与否;而气球反冲车的构造及工作原理则融合了科学领域的有关知识,“耳闻不如一见,一见不如实践”,对于抽象原理知识的传授,学生难以理解,而实践的方式效果更佳;项目图纸设计的绘画、在气球以及小车上各种图案的涂画则融合了艺术领域的知识,克罗齐曾说“艺术与科学既不同而又互相关联;它们在审美的方面交会”;最后各小组进行汇报演示则可展示并培养学生语言的书写及口头表达等综合应用能力,同时可以结合计算机多媒体手段并把互联网+及美学融入到幻灯片的制作及播放过程中以培养学生应用现代电子技术手段的能力.在这个学习活动中充分体现了STEM+教育模式,不仅仅是简单地将各学科之间进行叠加,而是多学科知识及技能的有机融合.
        二  融合科学探索能力培养
        科学探索能力具体包括问题的发现及提出、根据经验形成假设、实验方案的制定、实施实验方案、分析实验结果、解释并验证假设、沟通交流及合作、反思实验过程及共同评价等.小学科学教学旨在培养学生的科学素养,并且致力于提高学生探究科学的能力.探究式学习恰恰有助于提高学生的探究科学的能力,因此探究式学习成为重要的学习方式.意大利科学家伽利略曾经说过 “一切推理都必须从观察与实验得来”,因此应当注意在科学探究能力的众要素中观察与实验是最基本也是最重要的要素.在开展STEM的教学过程中应当充分融入科学探索能力的培养,以“寻找有生命的物体”学习活动进行介绍,教师将这一活动转变为校园寻“宝藏”主题活动并引导学生走出教室到校园寻找“宝藏”.在活动过程中,教师交给学生一个任务去寻找校园中的“宝藏”为有生命物体,并鼓励学生用自己擅长的方式记录,带好工具(绳子、尺子、放大镜、记录表格、笔、网兜、铁锹、昆虫盒、镊子),并引导学生进行多角度观察、描述各种有生命的物体.之后,教师将学生集中回到教室,进行各小组汇报寻找到的“宝藏”,出示用文字、图画、列表等各种形式记录的发现.学生汇报完之后,教师引导学生提出一个问题“什么才是有生命的物体”,学生做出假设“会飞的、会吃的、会走的等生物就是有生命的物体”.斯大林:“科学所以叫作科学,正是因为它不承认偶像,不怕推翻过时的旧事物,很仔细地倾听实践和经验的呼声.”最终,教师引导小组与小组之间进行讨论,各小组发表不同的意见,教师顺势总结学生们的汇报并对实践的过程及结果做出评价.
        在上述科学探索项目例子当中,“什么才是有生命的物体”作为问题被提出来,围绕着此问题学生要做出假设“会飞的、会吃的、会走的”,而为了验证此假设,学生要进行小组讨论并在教师的帮助下制定实验计划,而后走出教室到校园里去寻找“宝藏”即搜集证据以进行实验验证,最后对实验考察结果分析讨论并以书面及口头形式进行汇报,再由教师引导学生进行互评、总结.爱因斯坦:“探究真理比占有真理更为可贵”,整个项目活动过程充分体现了科学探究能力的培养.。

三  融合兴趣培养
        爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师,它永远胜过责任感”基于学生的年龄特征与认知规律,STEM教育强调把知识置于丰富多彩的生活情境中,结合趣味性强、挑战性大的问题,完成学习活动.让学生能够感知各个学科中一些比较直观、学生有兴趣参与学习的重要内容为载体,重在培养学生对科学的兴趣,因此教师在开展学习活动时要关注学生的兴趣、激发兴趣.以(苏教版)四年级上册“声音的传播”的学习活动为例介绍兴趣的培养,教师引导学生制作“土电话”并让学生们进行试验,将棉线拉直轻轻说话,电话的另一头可以听见声音而旁边的人听不见.在手动探究实验中,学生们充满了浓厚的兴趣,经久不息,纷纷想要试验,在这个学习活动中,教师不仅让学生们进行动手实践,更重要的是培养学生们对于科学学科的兴趣.
        三、结束语
        在多学科交叉融合的现代社会里,培养具有创新性的复合型人才以适应当今变革社会显得十分重要.基于STEM理念培养学生综合能力的教育模式越来越得到教育工作者及社会的认可.小学教育作为整个教育体系的基础,应当从小学阶段开始加强学生进行综合能力的培养、促进学生的全面发展.在科学课堂上,教师应尽可能多地融合多学科知识,为学生创设更多的真实情境,让学生理解各学科之间的联系;发展学生的社会使命感、使学生形成正确的道德观,培养学生的社会能力。
作者简介:李惠  1982.2    女   汉   籍贯:四川成都  学历:大学本科   单位:新津华润小学   邮编:611430    研究方向:把STEM理念融入小学科学课堂   
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