【摘要】小学STEM教学课程,主要是将科学、技术、工程、数学这四门学科实施跨学科整合,需要结合四门学科领域的关联,确保学科融合的目的性和方法性明确。因此,本研究主要是结合STEM教学校本课程开发实践,对开发对策展开如下探索。
【关键词】小学;STEM教学课程开发;实践
在小学STEM教学中,需要开发与学生实际需求相符的课程,在确定STEM教学课程开发导向的基础上,引导学生按照既定的方式开发,在STEM教学课程开发中促进学生跨学科综合学习能力的提升。结合小学教学特点与现状,谈谈教学中STEM校本的开发。
一、以问题为导向的小学STEM教学校本课程开发
培养学生的问题探究能力是开发STEM课程的主要目的之一,在小学STEM教学校本课程开发中,始终以问题为导向。并对问题进行定义,结合具体要求得到问题解决方案。其具体的开发过程如下。
(一)展示问题情境与重新定义问题。是将所开发的STEM教学课程要将问题情境展示出来,也就是将存在问题的情景进行展示,重新定义问题。当学生在思考和讨论之后,对情境中包含的根本问题进行确定。
(二)结合问题制定和优化方案。引导学生结合问题制定解决方案。采取小组为单位,对不同的研究任务进行科学分配,且每个小组成员所负责的解决点也不同,最后通过小组整合,对方案的实践性和可行性进行分析,确保所设计的解决方案切实可行。
(三)质疑问题并形成最终方案。为找到最佳的问题解决方案,在每组学生完成解决方案分析之后,还要反思和质疑是否已经真正解决问题,思考是否还有更加的方式来解决问题,是否从中形成新的问题,最后通过对问题的解决,得到的解决方案更加全面和有效性。
二、以项目学习为导向的小学STEM教学校本课程开发
项目学习课程可以给学生提供大量的动手实践方面的课堂经验,通过综合运用多学科的知识,达到解决实际问题的目的。在开发基于项目学习的小学STEM教学课程时,一般需要经过下面的流程。
(一)制定项目初步计划和模块确定。由教师给学生提供具体的项目,而学生则是在团队协作下,将项目分成多个不同的模块,确定项目目的、范围、整体目标和组织机构与预算等内容。特别是现在“双减”框架下,校本课程要坚持学生减负、回归课堂,需要项目的计划设定在教学方向面倾斜,以保障校本课程质量。
(二)项目测试与总结汇报。开展项目测试,主要是对所开发设计的项目实施测试和检验。而实施项目总结汇报,主要是在参与项目流程后,就项目中现存问题予以综合和分析,并在项目学习中,增强有关设计、建模、协作等方面的能力和基础上,为后续的项目实施奠定基础。
三、以工程设计为导向的小学STEM教学校本课程开发
(一)创设良好的情景与调研需求和问题。教师在给学生介绍工程模型的同时创设情境,引导学生对所要解决的问题或需求进行确定,并从工程解决问题的视角寻求解决方案。教师给学生的调研进行步骤引导,并鼓励学生学会大胆地提问,并将需要解决的需求与问题进行补充。
(二)开发设计科学的解决方案。这一环节是要求学生结合调研得到问题的同时,还要找到解决问题的具体方案,通过分享和讨论以及整合后,开发出更加科学合理的解决方案。教师对学生提出的合理方案的鼓励,并帮助学生在开发方案时注重新知建构和新经验的学习。
(三)最佳方案的确定与建模。建模是学生向教师学习建模技巧,掌握建模注意事项,在教师示范后,掌握基本方案,最后结合自身的设计方案来设计图纸和模型,确保得到的方案为最佳方案。
(四)测试和评估方案并交流。对确定的方案进行测试和评估。学生在完成建模之后,就可以引导学生结合自身的需求或者问题,对所设计的方案的科学性进行论证,而教师则是给学生提供测试所需仪器,并指导学生掌握如何正确使用工具,在教师的协助下测试模型。
(五)重新定义问。主要是项目设计中没有解决和新形成的问题,学生结合现的问题将其重新定义和重新进行工程设计,使得解决方案得到完善。
四、以问题为导向的STEM教学校本课程开发实践
选取的案例为《衣服为什么干不了》。其实施的每个环节的流程和内容如下:
(一)问题情境的创设。梅雨季节,洗过的衣服总是干不了,为什么?
(二)学生对问题进行重新定义。衣服干不了,主要是因为水分与衣服没有分离。学生在结合经验后,通过查找资料,找到如何使得水分与衣服可以更好地分离,应用学科知识与学科原理解决问题。
(三)设计问题解决方案。根据可能存在的问题及其原因,对问题的解决方案进行设计。使得学生的问题解决能力得到培养。
(四)分析解决方案。是结合存在问题和得到的方案进行讨论分析后,得到最佳的问题解决方案。
(五)重新定义问题。教师提出当衣服在利用洗衣机脱水后,如何在室内确保衣服能快速晾干的问题。
(六)问题循环并制作简易烘干机和活动总结。当新问题提出之后,设计新的解决方案,此时教师可以引入洗衣服脱水的原理和烘干机的原理。按照上述科学原理,制作简易的烘干机,测试和对比哪种烘干机能取得更好的效果,得到最佳解决方案。
综上所述,小学STEM教学校本课程的开发,需要始终将学生作为主导,结合实际需要,确定STEM教学课程的具体方向,并在整个工程中做好对学生的引导,且不同的导向下,STEM教学课程的设计也有着一定的区别,因此需要我们切实发挥好学生的主观能动性,促进STEM教学课程开发质量的提升。
参考文献:
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