基于STEM在小学科学教学中的应用模式尝试

发表时间:2017/12/8   来源:《教育学文摘》2017年12月总第248期   作者:姚兴武
[导读] STEM教育的目标是更好地培养学生的创新精神与实践能力。

甘肃省金昌市永昌县第一小学 737200
        摘 要:STEM教育是科学、技术、工程、数学的四个英文单词首字母的缩写,通俗的话讲,就是我们如何发现问题、联系世界,用我们所学的各种知识,把技能转化成现实成果。STEM教育的目标是更好地培养学生的创新精神与实践能力。这种能力是我们国家推动的“大众创业、万众创新”的创新型人才所应具备的,与李克强总理在2015年政府工作报告中强调要大力推动“大众创业、万众创新”的理念是相吻合的。
        关键词:STEM教育 小学科学教学 应用模式 尝试
一、STEM教育在小学科学教学中的应用目的
        STEM教育在小学科学教学中的应用,目的是通过学生对科学知识的亲身验证等手段,帮助学生打好比较扎实的科学、技术、工程和数学知识基础,培养学生的创新精神与实践能力的意识,为促进创新型、创业型人才形成打好基础。
二、基于STEM在小学科学教学中的应用模式以及模式尝试
        根据STEM教育在科学教学中的不同目标,我把小学科学教学中的应用模式划分为:探究型、验证型、制造型和创造型四种不同的模式,并结合相关案例分别进行探讨。
        1.探究型模式:探究型模式的教学目标是:对未知的现象进行做出解释或发现。基本步骤是:问题发现、数据收集和数据分析、结论解释、分享结果。如在《云的观察》这节课里,实施步骤是:(1)问题发现:根据学生对天气状况的初步了解,利用饼状图把天空分成四份进行展示,发现根据云在天空所占的多少,把天气现象区分为晴天、多云和阴天。(2)数据收集和数据分析:根据学生对云的观察,组织学生对云进行分类,可以把云分为三类,即积云、层云和卷云,然后制作图片进一步对各种云进行认识,组织学生进行交流分析。(3)结论解释:得出看云识天气在生活的重要性。(4)分享结果:对广大劳动人民在生产实践中根据云的形状、来向、移速、厚薄、颜色等的变化,总结出的“看云识天气”的经验进行解释,特别是根据经验编成的谚语进行解释。如:云下山,地不干。 云绞云,雨淋淋。 黑云接驾,不阴就下。 云低要雨,云高转晴。


经过上面四个步骤,学生对云的观察有了清晰的认识和体验,初步培养了学生的探索兴趣和意识。
        2.验证型模式:验证型模式的教学目标是:完成对定律、规律和现象等已知结论的验证。基本步骤是:“明确问题、设计方案、评估方案、实施方案、分析数据、分享反思”。如:在《牛顿第二定律——力使物体获得加速度》的教学中实施步骤是:(1)明确问题:外力的作用使物体运动状态发生改变,让学生通过亲自试验对此做出验证。(2)设计方案:利用相关工具(计时器、砝码、小车),分组做出相应的设计方案。(3)评估方案:通过老师、同学、师生之间的互相交流探讨改进方案,保证方案的可行性。(4)实施方案:对方案进行合理分工,有步骤的对其做出验证。(5)数据分析:对验证数据做出处理,筛选出有效数据,并做出详细的分析,保证结果的科学性。(6)分享反思:对实验活动进行分享,进行相互的评价,并在他人的建议下对实验步骤做出反思改进,老师对活动做出积极的点评和总结。通过学生对定律的验证和亲自实践操作过程,激发了学生的探究兴趣和创新的意识。
        3.制作型模式:制作型模式的教学目标是:综合运用所学知识对已有的物品做出生产或改良,以培养学生的实践能力。基本步骤是:引入情境、设备培训、制造模仿、讲解知识、改进协同、反思分享。如在《制作电报机》的教学中实施步骤是:(1)引入情境:远距离信息传输古今是如何进行的呢?(2)设备培训:通过对电报机知识的培训增强学生对电报机的认识与了解。(3)制造模仿:根据学生对电报机相关知识的掌控,制造电报机模型。(4)讲解知识:老师详细地讲解电报机的原理及构成。(5)改进协同:讨论交流各组制造的电报机模型,根据讨论结果并分析电报机模型需要改进的地方。(6)反思分享:根据学生对实验活动提出的看法,老师引导学生做出退一步思考,例如确保电报机有效的传播途径等。通过电报机模型的制造过程,使学生把知识与实践做到了相互融合,同时使学生的兴趣也得到了极大的提升。
        4.创造型模式:创造型模式的目标是:通过对知识的综合运用实现学生对物品的再创造或设计。基本步骤是:引入情境、引导创新、协同设计、验证制造、改进应用、反思分享。如在《风向和风速》的教学中实施步骤是:(1)引入情境:通过讲解风速风向仪在生活中的使用,使学生对风速风向仪有了初步认识。(2)引导创新:引导学生认识和理解风速风向仪的基本知识,掌握风速风向仪的基本构成和工作原理等,并让学生针对风速风向仪的基本构成和工作原理进行自由讨论,发表自己的见解。(3)协同设计:要求学生设计制造出自己的风速风向仪,而且对设计原理做出合理化解释(课后完成)。(4)验证制造:对自己的风速风向仪进行现场验证,看风速风向仪能否进行有效的工作。(5)应用改进:通过在全班进行交流讨论,发现风速风向仪需要改进的地方,并进行优化改进(课后)。(6)反思分享:对创新后的作品进行分享,并通过与其他组的交流,反思如何进一步对风速风向仪进行优化。创造型应用模式为学生提供了一个可以创造的平台,有利于学生综合技能的提升和发展。  
        总之,STEM教育的目标是更好地培养学生的创新精神与实践能力。在现今我们国家大力推动的“大众创业、万众创新”背景下,重视stem教育无疑对我国的教育以及人才的培养和储备是非常有益的,希望借此与同仁共勉。

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