基于STEM教育理念的小學(xué)科技實(shí)踐活動探究

葛繼東

【摘 要】小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動課的教學(xué)實(shí)施中，教師自己的教學(xué)思維和教學(xué)理念要不斷更新，要注重對學(xué)生綜合科技理工素養(yǎng)的鍛煉，并且讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力更強(qiáng)。本文對此進(jìn)行了分析研究。

【關(guān)鍵詞】STEM教育理念；小學(xué)；科技；實(shí)踐活動

STEM代表科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)，是一種以“解決問題、邏輯思考、批判性思考和創(chuàng)造力”為核心的科技理工素養(yǎng)。基于STEM教育理念來構(gòu)建小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動課，會讓學(xué)生的多方面素養(yǎng)和技能都得到鍛煉，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性會更高，并且也更加有助于學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。小學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動課的教學(xué)實(shí)施中，教師自己的教學(xué)思維和教學(xué)理念要不斷更新，要注重對于學(xué)生綜合科技理工素養(yǎng)的鍛煉，并且讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力更強(qiáng)。這樣的背景下，才能夠真正彰顯出科學(xué)實(shí)踐活動課的教學(xué)功效，也能夠讓學(xué)生的綜合學(xué)科素養(yǎng)更好的得到培養(yǎng)與構(gòu)建。

一、在科學(xué)活動中引入工程和技術(shù)

STEM教育理念是一種對于多種理工素養(yǎng)的融合，其中，科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué)知識都應(yīng)當(dāng)有所體現(xiàn)。在這種教學(xué)模式的導(dǎo)向作用下，教師在設(shè)計科學(xué)實(shí)踐活動課時要從多方面著手。教師首先可以嘗試設(shè)計那些可以將工程技術(shù)和科學(xué)探究問題進(jìn)行融合的活動內(nèi)容，這樣的教學(xué)嘗試會讓科學(xué)實(shí)踐活動的教學(xué)實(shí)效更高。有很多非常好的教學(xué)活動適合引入課堂，教師可以在教學(xué)設(shè)計階段對活動內(nèi)容、主題等進(jìn)行靈活設(shè)計與改良。比如，很多引入小學(xué)科技實(shí)踐活動課中的教學(xué)素材都有非常濃厚的生活化色彩，教師在設(shè)計這樣的活動內(nèi)容時，可以相應(yīng)考慮，如何將科學(xué)活動中融入一些工程技術(shù)的應(yīng)用。并且引導(dǎo)學(xué)生利用他們熟悉的一些基本工程技術(shù)原理，或者是借助一些工程技術(shù)工具，來更好地輔助活動的展開，推動活動效果的實(shí)現(xiàn)。

比如，教師在課前為學(xué)生發(fā)布任務(wù)：做一個天平。然后學(xué)生在課前就進(jìn)行準(zhǔn)備，自行搜集材料，自行加工。在上課以后，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行理論上的學(xué)習(xí)，然后請做得好的同學(xué)上臺講解自己的作品。做一個天平對于學(xué)生來說并不是一件容易的事情，想要很好地完成這個學(xué)習(xí)任務(wù)，首先需要學(xué)生具備相對豐富的理論科學(xué)知識，對于天平的原理有充分了解。教師可以鼓勵學(xué)生通過小組合作來共同完成這個學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在小組內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)充分交互，對相應(yīng)的難點(diǎn)進(jìn)行有效討論，找尋化解的方案。同時，天平在制作過程中必然需要用到一些工程技術(shù)，比如，如何檢驗(yàn)天平的平衡性等，這些都可以很大程度地考察學(xué)生的智慧。這個看似簡單，其實(shí)有非常豐富的知識含量，并且對學(xué)生的動手能力有很高的要求，不僅充分體現(xiàn)了STEM的教學(xué)理念，將各門學(xué)科進(jìn)行了融合，也讓學(xué)生的動手能力得到了良好的鍛煉，對學(xué)生來說一次很好的活動經(jīng)驗(yàn)。

二、在科學(xué)活動中增加數(shù)學(xué)知識

科技實(shí)踐互動中融入數(shù)學(xué)知識，需要教師對活動的主題和內(nèi)容有相應(yīng)設(shè)計。并不是所有的科技實(shí)踐活動都需要用到數(shù)學(xué)知識，大部分活動內(nèi)容或者主題可能會用到最基本的一些數(shù)學(xué)計算，有的甚至不需要太多數(shù)學(xué)知識。但是，為了讓STEM教學(xué)理念更好的在科技實(shí)踐活動課上融入，教師可以有意識地引入一些需要用到多學(xué)科知識的活動內(nèi)容，尤其是可以融入對于學(xué)生數(shù)學(xué)計算能力和數(shù)學(xué)思維的考察。這會讓學(xué)生產(chǎn)生耳目一新的感覺，學(xué)生會在這類和平時不一樣的實(shí)踐活動中產(chǎn)生更濃厚的研究興趣。這樣的背景下，科技實(shí)踐中不僅能夠更好地鍛煉學(xué)生的多學(xué)科素養(yǎng)，體現(xiàn)STEM理念的指導(dǎo)思想，也能夠讓學(xué)生的綜合理工技能得到激發(fā)與鍛煉。

比如，在小學(xué)科學(xué)課中，有“小小建筑師”這一部分的內(nèi)容，在這部分內(nèi)容的教學(xué)過程中，教師可以先讓學(xué)生對自己搭建模型的各個部分進(jìn)行計算，每條骨架之間應(yīng)該呈多大的角度才能夠有足夠的支撐力，來穩(wěn)定整個模型的結(jié)構(gòu)。整個模型完成之后，有多大的承重。這些都可以根據(jù)事先的數(shù)學(xué)計算得出理論支撐，學(xué)生需要借助準(zhǔn)確的計算來幫助建筑的完成。這個科學(xué)實(shí)踐活動對于學(xué)生的能力提出了很高要求，尤其體現(xiàn)了數(shù)學(xué)知識和科學(xué)技術(shù)的良好融合。學(xué)生可以通過完成這個活動直觀感受到，有效利用數(shù)學(xué)知識在很多具體問題的化解和實(shí)踐任務(wù)的達(dá)成上能夠發(fā)揮顯著效果。

三、訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力

在將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)進(jìn)行充分融合，在體現(xiàn)STEM思想的教學(xué)實(shí)施背景下，教師可以多引入一些實(shí)驗(yàn)探究主題。開放性的實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)通常需要用到多方面知識素養(yǎng)，學(xué)生要調(diào)動自己的各種智能進(jìn)行問題的思考，找尋問題解決的方法。這樣的學(xué)習(xí)任務(wù)不僅趣味性更強(qiáng)，難度更大，學(xué)生的主體性也可以在科技實(shí)踐活動中有更充分地發(fā)揮。教師可以結(jié)合學(xué)生能力水平的發(fā)展，多將這種難度更大、開放程度更高的活動類型引入課堂。學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)時教師可以有效觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，需要的時候給予大家思維上的指導(dǎo)，讓學(xué)生沿著正確的思路找尋活動實(shí)踐的方法，推動最后任務(wù)的完成。

比如，在對于“力”的作用效果展開探究的科技實(shí)踐活動中，教師便可以鼓勵大家自行展開探究實(shí)驗(yàn)。教師可以提出相應(yīng)的指導(dǎo)，或者是給學(xué)生設(shè)計初步的實(shí)驗(yàn)方案，比如：（1）設(shè)計方案：利用相關(guān)工具，包括打點(diǎn)計時器、砝碼、小車等，并分組對此做出相應(yīng)的方案設(shè)計；（2）評估方案：通過老師或同學(xué)間的相互探討，對此方案予以改進(jìn)，以保證其可行性；（3）實(shí)施方案：對方案進(jìn)行合理化分工，有步驟地對其做出驗(yàn)證。有了這個基本輪廓后，讓學(xué)生以小組為單位自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)過程，然后完成實(shí)驗(yàn)流程，歸納最后的結(jié)果，讓學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)中各方面能力有充分發(fā)揮，找尋解決問題的一般模式。

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