开展科创和STEM教育促进学生创新发展的实践探索

发表时间:2021/4/28   来源:《中国教工》2021年第2期   作者:张小彬
[导读] 科学和数学在本质上都是较为抽象的思辨性学科,技术、工程和美学等是更加贴近我们现实生活的应用型学科

        张小彬
        河源市第二小学 广东省 河源市 517000
        摘要:科学和数学在本质上都是较为抽象的思辨性学科,技术、工程和美学等是更加贴近我们现实生活的应用型学科,将这几门专业知识融会贯通,有利于调动和激发学生学习的积极性,培养他们的创新思维和实践创造能力,从而为促进学生全面而富有个性地发展、满足经济社会和科技发展对于多样化人才的需要奠定了基础。STEM教育使我们重新认识和思考基础教育的实质,是有效落实我国基础教育改革的具体措施。
         关键词:STEM教育;课程含义;创新能力
         一、STEM教育的含义以及优势
        STEM教育,即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)的首字母,而且这四个学科互相结合在一起,打破常规了学科界限,注重鼓励学生在科学、技术、工程和数学领域的发展和提高,培养学生的综合素养与能力,要求在中小学从教的老师们必须转变自己的教育理念,突破传统的过于强调以学科知识教学为核心的教育模式,更加注重教会学生综合运用多学科知识、以创新思维解决现实问题的能力。
        在科技飞速发展的时代,人工智能已成为未来的主要发展方向,而STEM教育对科技的创新和发展有着很大的帮助。让学生能够变被动接受为主动获取信息和加工信息,激活大脑左右半球共同参与学习;变写为做,调动一切可以利用的刺激强化认知;活学活用,因用促学,实现连续性内化和直观思维;提高动手能力,真正实现学做合一,培养创新意识和创新能力。STEM教育对小学生的益处多不可言,通过STEM教育培养的人才在将来的人才市场中占据优势。
        国外的STEM教育有了较成功的探索,我们可以选择性地学习借鉴他们的做法,如美国的STEM教育,美国的STEM教育中贯穿着一个基本理念,就是大量地把真实世界的工业产品进行微缩化地进入到课堂之中和学生课外生活中,微型机床之类的设备在课堂中十分常见。以小学的一堂建构课程为例,在课堂上配备大的沙盘和微缩小砖块,学生自己可以调配水泥,学生们还得通过了解房屋建筑物的整体结构及其稳定性,最后才能完成房屋的微缩景观构建。
         二、开展好STEM教育活动的步骤
        小学教育课程需要进行整合提升以顺应未来的教育趋势,培养经济时代所需要的创新型人才。奇思妙想玩转发明正符合这种教育趋势。奇思妙想玩转发明课程,以科学的形式与方法,解密小学生的创造力基因,激发他们的创新灵感,为他们摘取人生第一件发明。
        教师指导学生开展好STEM教育活动有以下步骤:
        1.明确教学目的:本学期的教学大纲制定。
        2.制定教学计划:将每周的教学计划进行合理、科学的分析。
        3.根据自己定制的计划和目标,进行模拟测试分析,找到其中的不足,进行完善分析。
        4.撰写研究方案:在进行教学开始之前,就进行报告分析,并且将学生学习情况一起分析,再次进行后续教学活动设计的优化。
        5.将一切准备工作完成后,就进行教学实践:根据教学效率和质量,进行实时数据分析。
        6.系统分析:根据统计,将教学人数和老师观察到的学生情况进行统计(认真的人数、积极回答问题人数、沉默不语人数等),并将这些人数进行表格化,并且进行系统分析。


        7.结论分析:将所有的资料、数据,进行综合分析,形成报告形式,用于书面语的展示和后期教学优化。
         三、STEM教育在培养学生创新能力上的优势
         1.STEM教育突破学科界限和内容限制
        现在在线教育已经开发出很多系统的课程,这就意味着即便是不进入学校,在家里也仍然可以完成在学校里才可以完成的课程。但这样做的前提是自学能力很强才可以,否则是难以取得预期成效的。
        相对于传统的“数理化”应试教育,“STEM”会更加重工程和实验的份量,更注重创造力,动手能力,解决实际问题的能力。与传统学习相比,STEM教育更能让学生从实践中探索理论学习的真谛,增强动手能力和自主学习能力,这是与时俱进的。STEM教育不是独立划分学科与学科之间的简单加减,而是将跨学科的知识运用到解决真实问题的场景中。提供有效的助学资源是满足不同学生学习需要、减轻教师教学辅导工作量的良方之一。可以选择的助学资源和方式有很多种,如设计导学单、微视频教学、APP软件学习等,其共性就是学生能根据兴趣、能力和学习程度,自主选择相应的学习资源。
         2.STEM教育提升学生创新能力
        学校不仅要帮助教师学会对社区的资源进行更广泛和大范围的整合与共享,还要改变教师的角色,改变传统的教学方式,让他们认识到各个学科之间的关联性与共通性,领悟到知识的实用价值。STEM教育在目前很多的学校都已经普及了,并且一直深受广大学生的青睐。STEM教育主要是提升学生的动手能力和思维能力。遇到一个问题,学生可以通过多种方式去解决它。STEM教育在课堂上,老师会根据一个简单的问题激发学生的学习思维,通过这样的方式带领学生一起学习。STEM教学还提倡学生的积极参与,班级中的每一位学生都能积极地参与进来,实时提升学生的注意力,让学生能够更加清楚的感受在STEM教学带来的乐趣和进步。
        以数学游戏为例,让学生随手写出一个三位数(要求三位数字不完全相同),然后按照数字从大到小的顺序,把三位数字重新排列,得到一个新数。接下来,再把所得的数的数字顺序颠倒一下,又得到一个新数。把两个新数的差作为一个新的三位数,再重复上述的步骤。继续不停地重复下去,你会得到什么样的结果呢?
        例如323,第一个新数是332,第二个新数是是233,它们的差是099(注意以0开头的数,也得看成是一个三位数);接下来,990-099=891;981-189=792;972-279=693;963-369=594;954-459=495;954-459=495;……让学生试玩游戏范例,把学生充分吸引到活动中来。同时,学生在玩的过程中要思考相应的问题,为帮助学生梳理思路,最初教学时这些问题需要用学习活动单的形式呈现出来。
         3.STEM教育通过探究式学习提高孩子综合能力
        让数学真正成为学生愿学、乐学的学科,只有这样,才能为学生提供充裕的探索、实践的空间和时间,才能调动大多数同学的学习积极性,才能大面积提高小学数学教学质量和学生综合素质。主要是通过一种教学方法——探究式教学方式来提高孩子的综合能力。
        STEM教育方式更希望孩子们能够通过老师提出一些问题的引导,让孩子们通过提问、观察、动手做一些实验,和同学进行一些讨论,独立的进行探究,最终得到一个结论。这种研究的方法和学习的方式有助于培养孩子的综合能力,这也是在学校开展STEM教育活动的意义。
         参考文献:
        [1]陶燕.乡村幼儿园教学活动与stem教育结合的策略[J].广东蚕业,2019,v.53(11):139-140.
        [2]于晓雅.STEM教育促进山区校创新发展的实践探索[J].中小学数字化教学,2018,12(09):14-17.
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