基于STEM教育下的小学科学课例研究——以《感受空气》为例

发表时间:2021/3/2   来源:《中国教师》2020年17卷31期   作者:吴永凤
[导读] 新版《小学科学课程标准》已经颁布实施,课程标准更提倡小学科学教学要体现STEM教育理念。
        吴永凤
        四川省泸州市泸县杨九学校  646101
        
        内容提要:新版《小学科学课程标准》已经颁布实施,课程标准更提倡小学科学教学要体现STEM教育理念。从课程标准和STEM教育来看,小学科学课堂应该成为小学开展STEM教育的主阵地、主战场。小学科学课堂实施STEM教育,我们需要厘清相关的STEM教育理念和推进STEM教育的模式建构,进而才能根据教材内容,设计符合教育发展规律的STEM课堂教学设计,实践教学,培养学生的创新精神和实践能力。
        关键词:
        STEM理念 小学科学 课例分析
        正文:
        STEM教育是当前非常火爆的教育热词。小学科学课堂实施STEM教育,我们需要厘清相关的STEM教育理念和推进STEM教育的模式建构,进而更好地根据教材内容,设计符合教育发展规律的STEM课堂教学活动,实践教学,培养学生的创新精神和实践能力。
        一、厘清什么是STEM教育
        STEM是科学、技术、工程、数学的首写字母的缩写。STEM教育源于美国,近年在中国教育大地上呈现蓬勃发展的态势,中国2029STEM教育创新行动计划更是向教育者提出了明确的方向。STEM教育不是科学、技术、工程、数学的简单组合,而是要打破学科之间的界限,利用学科融合思想,将四门学科或者有其他学科的加入,融入到以项目式(PBL)学习的活动全过程,更好地培养学生在提出问题、设计探究思路、开展探究活动、独立思考、搜集信息、处理信息、解决问题、表达交流方面的能力,在这个过程中实现学生操作能力和创新能力的不断提升。
        二、STEM教育理念内涵
        STEM教育是学生在项目式学习的基础上,构建起知识体系和能力水平的重要学习平台,主要包含了几个方面的教育理念:
        一是建构主义理念,我们都知道,学生是学习的主体,是学习的主人,学生在探究操作的过程中,自主探究、相互合作、师生交流的方式下,构建学科知识,提高表达能力,实现动手能力和创新能力提高。
        二是做中学理念,STEM教育更加注重学生的动手能力培养,学生在基于项目式学习的过程中,自己动手操作、动手实践,形成自己独有的思路,逐步形成自己解决问题的能力。STEM教育更加重视以小组为中心的学习同共体的构建,倡导学生合作交流,把问题与真实情景结合起来。
        三是科学探究理念,STEM教育学习理念和小学科学探究活动有着深度的联系,区别在于STEM教育解决的问题更深,融入的学科知识更广,方式方法更具多样性。STEM教育同样可以采用科学探究的一般模式进行即提出问题-猜测假设-制定计划-实施探究-收集证据-反思评价-表达交流-拓展延伸。当然,我们还可以增加或者减少一些与众不同的活动,科学合理安排学习内容。
        四、STEM教育下课程案例
        笔者基于STEM教育的相关教育理念,对小学三年级科学《感受空气》进行了教学,下面就本节课如何落实STEM教育理念进行教学作简要介绍,希望能起到抛砖引玉的作用。
        情景1:真实情景导入,提出探究问题,落实STEM任务驱动。
        1.提问:摸到了什么?(预设:什么都没有)
        2.打开盒子展示,强调盒子里面的确是放了东西。
        3.提问:你们猜猜看是什么?(预设:空气)
        4.揭示课题:感受空气(板书)
        5.提问:我们了解的空气有什么特点?提问:在你们的脑海中,空气有什么作用呢?
        情景导入中,教师采用贴近学生的生活情景设计教学,挖掘学生潜在的科学概念,利于教师了解学生的基础知识和已有水平。在此基础上,教师为学生搭建展示自我的平台,说说自己对空气的认识,引导并完成本节课的教学重点——气泡图,学生会对即将研究的内容有一个比较全面的理解,为提出研究问题打下基础。


        情景2:采用游戏活动,探究层层推进,落实STEM学习理念。
        1.出示:三样物品水、石头和空气,三个容器自封袋、透明杯子和篮子,每个容器中只能装一样物品进行传递。
        2.出示探究记录单,明确探究注意事项,学生探究并记录探究结论,并思考理由。
        3.小结:空气容易泄漏,会流动。(填入气泡图)
        4.空气和水有什么相同的地方?空气和石头有什么相同的地方?
        5.出示:一个大的透明袋子、1个哨子、1个气球,你们分别会怎么玩?
        7.出示探究记录单,明确探究要求,学生探究并记录探究结论。
        8.小结:空气很轻,会流动,会发出声音,能压缩……(填入气泡图中)
        对于三年级的学生来说,用书面的表达介绍探究的方案难度比较大,为了让学生清晰地设计出探究活动的具体操作方案,教师为学生提供了可供选择的探究器材,开放性地由学生设计自己的探究方案,在小组内进行交流,全班分享。此环节锻炼了学生根据自己的知识经验设计探究方案的能力,解决问题的方法,学生的综合素质得到发展。
        情景3:运用科学方法,继续开展研究,STEM教育拓展课外。
        1.空气的特征远远不止这些,气泡图上的气泡是可以根据实际情况进行增减的?
        2.继续探究:你可以用今天学习的探究方法继续研究空气的特征。
        3.开展空气特征探究汇报会。
        完成科学概念的教学只是教给了学生学习的方法和思想,更多的是学生把教师教给学生的方法和思想运用到解决新的问题中去,学会自己学习,学会用新的方法学习新的知识。
        教师问题的设置,目的就在于希望学生运用已有的知识经验,继续完成对空气特征的学习,了解关于空气特征的更多知识。为激发学生的探究积极性,教师设置任务驱动的问题方式是有必要的。第三个任务就是对推动学生继续探究的最好诠释,这将引导学生深入学习、探究空气的基本特征,开发学生大脑,学生会根据任务,采取不同的方式收集相关的信息。
        五、做STEM教育的实践者
        STEM教育是为满足人们日益增长的教育需求的产物,将推动教育向着更高水平发展,作为教育人,我们将不辱使命,推动中国STEM教育2029创新行动计划的落实、落地,做STEM教育的忠实实践者。
        (一)努力学习STEM教育理念
        中西融合,中西合璧,内外兼修,提升自身理论水平和业务水平。现在国内有很多学校都在推动STEM教育,我们可以抓住难得的学习机会,主动参与,积极转变自己的思想、观念;另外我们可以潜心阅读相关STEM教育书籍,学习理念,借鉴别人的优秀成果运用到自己的教学中,为我所用。此文中的课例就是STEM教育理念在教学中的一次实践。
        (二)在教学中落实STEM教育
        STEM教育不是孤立存在的,与我们现有的学科教学有着千丝万缕的关系,我们可以将这种教学理念融入到我们的实际教学中,变教师授课制为任务驱动的方式,落实学生自主学习,探究交流的学习方式,助推深度学习,帮助学生构建直接的知识经验,解决生活中的实际问题。
        (三)在竞赛中落实STEM教育
        STEM教育除了通过课堂的方式培养学生综合素质和创新能力,我们还可以借助STEM教育的竞赛项目推动STEM教育的落地。比如开设的“过山车”,就是运用多学科知识解决实际问题的项目,“F1方程式”赛车项目,不仅仅考虑的是工程、科学、技术、数学,还将艺术融入到了项目学习中。通过这样的竞赛项目,学生感受到的是团队合作的重要、学科知识融合的力量,更重要的是学生参与到活动的全过程,学生的学习力得到提升。
        STEM教育还在路上,笔者认为,作为教育人,将在《小学科学课程标准》理念指引下,善于运用STEM教育理念,努力实现STEM教育理念在课堂上的落地,从提出问题到解决问题,从方案设计到探究活动,从交流分享到任务驱动,处处为学生搭建探究学习平台,引导学生向着更深层次学习,解决更多实际生活中的问题。
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