巧借STEM课程载体,助力核心素养发展

作者:未知

  【摘 要】《中国学生发展核心素养》明确提出实践创新素养具体体现在劳动意识、问题解决、技术应用。STEM课程引入小学科学课程体系,对培养学生“像工程师一样思考”,提高他们的核心素养,具有有积极影响。
  【关键词】验证;探究;制造;创新
  【中图分类号】G42       【文献标识码】A
  【文章编号】2095-3089(2019)11-0277-01
  2016年,教育部课题组发布了《中国学生发展核心素养》,明确提出我国学生应具备的必备品格和关键能力,实践创新素养具体体现在劳动意识、问题解决、技术应用。《义务教育小学科学课程标准》明确提出:小学科学课程是一门基础性、实践性、综合性课程,对培养学生科学素养、创新精神、实践能力具有很大作用。新课程标对小学科学课程内容进行了重构,新增技术与工程领域内容,凸显了“技术与工程”在小学科学教育中的地位。
  STEM课程将科学、技术、工程、数学有机的融为一体,有利于学生创新能力的培养。STEM课程可分为验证型课程、探究型课程、制造型课程、创新型课程。
  一、巧借验证型课程,助力批判质疑素养发展
  验证型STEM课程是通过教师引导,学生搜寻证据,验证定律或现象。此类课程的重点并不是这些定律或现象,而是验证过程和技巧。验证型STEM课程流程基本为:明确内容——寻求证据——分析数据——分享反思
  案例:验证牛顿第一定律
  ①明确内容:牛顿关于“苹果为什么会落地”的解释:是某种看不见的力使其他东西掉下来时,也都落到地面,这个力来自于地球。它使地球上的万物都受到垂直向下的重力。学生提出质疑。②寻求证据:通过小组讨论,确定实验内容:做和重力“赛跑”的游戏——抓尺子;向上抛物体;人向上跳等实验方法,同时明确小组分工,实验注意事项。③分析数据:学生通过观察现象:向上抛物体和向上跳,最终都落回地上,方向垂直向下;尺子若没被抓住,最终也是落回地面,且方向垂直向下。④分享反思:学生依据整堂课的各个环节做相应的反思,反思本验证方法的可行性及可改进性,验证牛顿第一定律是正确的。
  巧借验证型课程,在遇到名人得出的定律或已有现象,学生敢提出质疑,并在质疑中寻求证据,验证真假,批判质疑素养得到了一定的提升。
  二、巧借探究型课程,助力勇于探究素养发展
  探究型STEM课程是指在老师的引导下,学生发现问题,综合运用STEM知识探寻未知的现象。此类课程的重点是探究过程和结果。探究型STEM课程流程基本为:发现问题——设计方案——评估方案——实施方案——分析数据——分享反思
  案例:探究一杯热水变量过程
  ①发现问题:一杯热水会变凉,随后提出问题:一杯热水变凉的过程有什么规律?②设计方案:通过小组讨论,确定实验方法:每2分钟测量一次温度,绘制曲线图;明确小组分工:操作、计时、记录;明确注意事项:正确使用温度计,正确测量各时段温度。③评估方案:生生交流、师生交流,共同评估方案实施的可行性。④实施方案:根据完善后的方案,有的放矢的开展探究实验。⑤分析数据:融入数学知识,记录原始数据,绘制曲线图,观察分析热水降温过程是先快后慢。⑥分享反思:方案实施的优缺点,如若改进,可怎样调整?学生在探究过程中掌握的技能。
  亲历探究过程,综合运用STEM知识,有助于帮助学生寻找正确答案,发展学生勇于探究的科学素养,适应时代发展需求。
  三、巧借制造型課程,助力问题解决素养发展
  制造型STEM课程是指老师提供相应材料,学生综合运用STEM知识完成一项物品的制造或改进。此类课程的重点是培养工程实践能力。制造型STEM课程流程基本为:情景引入——材料介绍——初次制造——产品评估——协同改进
  案例:郑爱月老师执教的《车轮》
  ①情景引入:车轮的发展,引出:今天我们也来制作车轮。②材料介绍:出示制作车轮的主要材料:牙签、木棒、超轻黏土。③初次制造:小组学生根据已有材料进行设计,并根据实际图进行制造。这一环节,教师可放开让学生自行设计制造,让感受制造带来的快乐。④产品评估:评估小组学生制作的车轮可行性:如结构稳定性、材料使用量、车轮滚动快慢。借助实验测试,引入数学数据分析,更清晰的展现各组车轮产品的可行性高低。⑤协同改进:在数据分析及师生评价后,学习者了解了本组设计的车轮产品的性价比,通过生生互助,教师协助,对原有车轮进行合理改进,制造出更有价值的作品。
  通过制造车轮,学生将形状与结构和工程学有力结合在一起,学生在制作过程中体会学习的乐趣,这极大地激发了学生进一步学习和探索的热情。
  四、巧借创造型课程,助力技术应用素养发展
  创造型STEM课程是在老师的创意引导下,学生综合运用STEM知识设计和制造一个创新物品。此类课程的重点是创新的设计。创造型STEM课程流程基本为:情景引入——协同设计——制造验证——应用改进——分享反思
  案例:卢伟平老师执教的《让小车跑起来》
  ①情景引入:出示无动力的小车,以及生活中随手可得的简易材料:吸管、气球、一次性杯子,螺旋桨。引出问题:如何让小车跑起来?②协同设计:教学目的就是让学生为小车设计一个动力装置。小组讨论设计,完成简易设计图,从经济效益、社会效益、环境效益等方面进行可行性分析。③制造验证:设计方案经推敲后,小组学生可以开始进行小车动力装置的制造过程。在验证过程中,老师再次引导:如何让小车走的更稳、更远?④应用改进:全班交流,对本小组作品及其他小组作品进行评价,并给与相应建议。各小组再在此基础上进行改进。
  该课程选材很好,教师能根据目前汽车使用率高,排放大量有害气体的现状,引出让学生创造空气动力装置。可以说不管是从经济效益、社会效益,还是环境效益方面都有很可观的研究价值。学生在此创造型课程中,体会到了“小小工程师”的自豪。
  总之,STEM课程将科学、技术、工程、数学有机的融为一体,通过把学生学习过程中的困难点引入项目,以问题引发学生学习兴趣,以项目式教学带动学生主动学习。巧借STEM课程载体,助力学生核心素养发展。
  参考文献
  [1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准(2017版).
  [2]傅骞,刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究.中国电化教育,2016,4.
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