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        帶著STEM的夢想飄向遠方

        2017-02-25 17:55:01姜玲劉佳李駿揚
        江蘇教育 2016年21期
        關鍵詞:主題課程STEM教育降落傘

        姜玲+劉佳+李駿揚

        【摘要】STEM教育是將科學、技術、工程、數(shù)學融合在一起的教育。開展STEM教育是有效落實《全日制義務教育小學科學(1~6年級)課程標準(修訂稿)》中“技術與工程”領域目標的重要舉措之一。為此,南京師范大學附屬小學開設了STEM“降落傘”主題課程,旨在提升學生的科技素養(yǎng)。

        【關鍵詞】STEM教育;降落傘;主題課程

        【中圖分類號】G623.6 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009(2016)52-0012-02

        【作者簡介】1.姜玲,南京師范大學附屬小學(南京,210000),一級教師;2.劉佳,南京師范大學附屬小學(南京,210000),一級教師;3.李駿揚,東南大學自動化學院(南京,210000),博士。

        本課程以“降落傘”為主題,以保護飛行員為任務,開展科學、技術、工程、數(shù)學相融合的項目學習活動,課程采用跑班制的教學組織形式,讓學生對小組任務進行合理分析和統(tǒng)籌規(guī)劃。學生將利用4次課,每次3課時的時間來完成終極任務——制作一架救援降落傘。第一課,學生將會用現(xiàn)有知識完成任務一。第2~3課,學生在制作降落傘的過程中,探究學習降落傘的相關知識,包括降落傘結構、傘面大小、傘面材料、傘繩材料及數(shù)量等對降落傘的影響,降落傘制作的各種技術,認識LED和警示燈,利用現(xiàn)代化的技術手段和工具測試、收集數(shù)據(jù),然后借助數(shù)學統(tǒng)計分析尋找解決問題的方法,最終用工程的方式制作符合要求的工程樣機。學習中,學生要學會運用文字或圖片記錄小組探究的全過程,提升表達、交流能力;在不斷的迭代和改進中,學生要克服重重困難,學會分工合作。

        一、STEM“降落傘”主題課程的架構

        1.課程設計。

        南京師范大學附屬小學作為江蘇省首批STEM教育實驗學校,在各方面力量的推動下,計劃在未來五年內(nèi)自上而下開設覆蓋所有年級和班級的STEM課程,為此學校開設了南師附小愛創(chuàng)客STEM教育課程。學校STEM課程的整體架構,見圖1。

        課程設計的初步思路:我們將一學年分為30周,每個年級每次活動5周,一年可以惠及6個年級,然后以班級為單位開展團隊項目。對于全體學生,我們將STEM課程和目前的科學課程進行統(tǒng)籌安排;對于STEM方面特別有興趣的學生,我們組建STEM興趣小組;最后,是全校STEM工程挑戰(zhàn)賽。

        2.誕生過程。

        主題選擇。科學問題源于生活。蘇教版《科學》在四年級對降落傘就有過介紹,因此,學生具有一定的基礎;而降落傘在援救過程中能夠發(fā)揮巨大的作用,這是現(xiàn)實的需要;此外,降落傘研究從易到難有著極大的跨度,能夠發(fā)揮學生的潛能。綜上所述,我們選擇了這個主題。

        年級確定。從學業(yè)緊張度、學生的知識技能層次、認知度、團隊合作等方面綜合考量,我們覺得首次開展實踐,六年級比較合適。

        時間統(tǒng)籌。我們將六年級所有的科學課并在周三和周四下午,用整個下午進行STEM活動。

        形式確定。我們采用總—分—總的形式進行全年級跑班制學習,并采用以小組為單位的選課形式進行跑班。

        二、STEM“降落傘”主題課程的實踐

        1.跑班制教學組織形式。

        表1 跑班制的具體安排

        2.互補型師生團隊。

        STEM強調(diào)多學科融合,在確認成為第一批實驗學校之后,我校立即組建了一個以校長為帶頭人,校領導參與,科學、信息、數(shù)學多學科骨干、老中青合力的STEM團隊。此外,我們還有強大的校外力量給予支持和幫助。

        3.融合性課程內(nèi)容。

        在整個工程任務中,學生需要考慮一系列問題:降落傘的傘面多大?選用什么材料?做成什么形狀?傘繩多長?用幾根?什么材料?如何懸掛重物?傘面和傘繩之間應是怎么樣的比例關系?如何連接加固傘繩和傘面?如何才能使降落傘攜帶100克的重物,并從釋放器上平穩(wěn)打開并緩慢降落?如何安裝加速度器?等等。這些問題涉及科學知識、制作技術、工程迭代,數(shù)據(jù)測試計算等知識。

        4.整合式學習方式。

        STEM課程的教學方法有獨立式、嵌入式和整合式三種,相對而言,大家比較推崇整合式教學,但實際上三種方式各有優(yōu)缺點,更何況STEM關乎劣構問題,不同專業(yè)的教師多少會受自身專業(yè)的影響。我們采用了三種方式同時兼顧的方式,8位教師,針對不同主題,同時在8個教室開課。上哪個主題的課,上哪位教師的課,采用什么樣的研究方法,都由學生自己決定。

        5.便攜式選課系統(tǒng)。

        我們?yōu)椤敖德鋫恪敝黝}課程專門搭建了選課系統(tǒng)。學生只需要根據(jù)自己班級的分組號,借助手機、電腦等設備,就可以進入選課系統(tǒng),根據(jù)需要選擇自己想研究的主題,非常便捷。

        6.全程性評價系統(tǒng)。

        與選課系統(tǒng)相對應的還有全過程的評價系統(tǒng),每個環(huán)節(jié)都有分數(shù)等級,評價者只需點擊相對應的分數(shù)等級即可。每個小組的成績由相對應主題的教師現(xiàn)場給出,這不僅可以讓多位教師共同評價,還可以實現(xiàn)小組互評。

        7.個性化學習成果。

        一份份研究報告,一段段學生感言,一句句教師評語,讓我們真切地看到了學生問題解決能力的提升。學生根據(jù)研究需要設計方案,尋找方法測量數(shù)據(jù),比較分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象,獲得有利于問題解決的信息,再將這些信息作為依據(jù),優(yōu)化解決方案,進行多次迭代,在任務驅動下,在親身經(jīng)歷中,學生真正地有所收獲、有所突破。

        為了更貼近實際環(huán)境,我們專門利用機器人制作了三臺降落傘釋放臺,它可以將降落傘推離墻體一米后再釋放,讓降落傘的釋放基本上同靜態(tài)環(huán)境釋放一致,但由于時間關系,我們沒有嘗試動態(tài)釋放或負壓釋放,這些能更加吸引學生的研究內(nèi)容,我們將會在之后的實踐中引進。

        這一步我們走得很粗淺,我們還將認真地進行反思總結,深化設計,提高效能,爭取讓學生有更大的提升;這一步我們走得很振奮,我們發(fā)現(xiàn)學生愛STEM,如同我們愛學生一樣,我們會付出所有的精力,STEM人的STEM夢,已經(jīng)啟航。

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