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        基于STEM理念的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)IISDE模式的實(shí)施

        2018-04-02 16:33:36廣州市越秀區(qū)雅荷塘小學(xué)鐘書彥
        師道·教研 2018年12期
        關(guān)鍵詞:浮力物體概念

        文/廣州市越秀區(qū)雅荷塘小學(xué) 鐘書彥

        與傳統(tǒng)科學(xué)課程內(nèi)容不同,STEM課程強(qiáng)調(diào)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)情境,真實(shí)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)情境更能激發(fā)學(xué)生的求知欲及主觀能動(dòng)性。

        一、STEM教育視野下的IICDE教學(xué)模式

        基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn),結(jié)合STEM教育課程設(shè)計(jì),我們研究形成IICDE模式,力求最大限度發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用以及學(xué)生的主體地位,在一定范圍內(nèi)進(jìn)行自主探究、團(tuán)隊(duì)合作,經(jīng)歷操作性較強(qiáng)的科學(xué)探究過程。IICDE模式分為以下5個(gè)階段。

        1.引入 (Introduce): 教師為學(xué)生提供問題情境 (項(xiàng)目、真實(shí)問題、工程設(shè)計(jì)等),引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題,了解學(xué)生的前概念,分析學(xué)生的儲(chǔ)備知識(shí)以及技能情況,明確解決問題所需的知識(shí)和技能。最后教師與學(xué)生共同理清問題,循序漸進(jìn)地組織后面的探究活動(dòng)。

        2.探究 (Inquiry):該階段中學(xué)生將對(duì)問題進(jìn)行深入剖析,教師通過方向指導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考與探究,學(xué)生在這一階段中將經(jīng)歷自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的過程,在探究過程中進(jìn)行意義建構(gòu),教師作為組織者及引導(dǎo)者,組織學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理地思考與探究。

        3.構(gòu)建理論(Constructing theory):學(xué)生通過查閱資料對(duì)上述階段的探究結(jié)論進(jìn)行解釋,教師從旁進(jìn)行疑難解惑,若出現(xiàn)大面積的學(xué)生對(duì)概念或知識(shí)理解不清,教師進(jìn)行一定的強(qiáng)化指導(dǎo)與練習(xí),該階段使學(xué)生在上一階段進(jìn)行的意義建構(gòu)知識(shí)系統(tǒng)化,并對(duì)探究方案的設(shè)計(jì)尋求理論知識(shí)的支撐。

        4.設(shè)計(jì)或建造 (DesignorBuild):基于以上階段的積累,學(xué)生對(duì)解決問題所需的科學(xué)原理和知識(shí)技能有了一定的了解,該階段學(xué)生將進(jìn)行頭腦風(fēng)暴,團(tuán)隊(duì)合作用多種方法進(jìn)行問題的解決,設(shè)計(jì)和分析合理的模型或建造實(shí)體模型以解決問題,對(duì)想法或模型進(jìn)行反思及多次測(cè)試,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)等。

        5.評(píng)價(jià)與匯報(bào) (Evaluation and Report):學(xué)生通過對(duì)探究結(jié)果的交流,按照教師出示的評(píng)價(jià)表格進(jìn)行自評(píng)及他評(píng),回顧反思在該探究過程中的不足,并依據(jù)探究和調(diào)查得到的結(jié)果證據(jù),形成對(duì)某一現(xiàn)象或問題的解釋及解決方法,用信息技術(shù)或文本材料創(chuàng)建解釋報(bào)告。

        二、IICDE教學(xué)模式運(yùn)用實(shí)踐舉例

        如五年級(jí)上冊(cè)教科版 “沉與浮”單元,該單元由 “物體在水中是沉還是浮” “沉和浮與什么因素有關(guān)” “橡皮泥在水中的沉浮”“造一艘小船” “浮力” “下沉的物體會(huì)受到水的浮力嗎” “馬鈴薯在水中的沉浮” “探索馬鈴薯沉浮的原因”八課組成。該單元的核心概念是 “物體在液體中會(huì)受到浮力的作用,浮力的大小與物體的排開水有關(guān),物體的密度決定其在水中的沉浮情況”。

        將IICDE教學(xué)模式運(yùn)用至該單元,提出基于工程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),將實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程糅合其中:第1課(探測(cè)前概念,引入問題),通過問題導(dǎo)向的方式探清學(xué)生的前概念,了解學(xué)生對(duì)浮力的初步認(rèn)識(shí),并提出該單元的工程問題:建造一艘載重量達(dá)到自身重量?jī)杀兜男〈?。?至4課時(shí) (精準(zhǔn)探究,建構(gòu)理論知識(shí)),讓學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,在實(shí)驗(yàn)過程中,探究浮力與物體的體積及排開水的關(guān)系,親歷體驗(yàn)探究,最后搜集相關(guān)資料,整合并總結(jié)歸納知識(shí),構(gòu)建關(guān)于浮力的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)前概念向科學(xué)概念的順利轉(zhuǎn)變。第5至7課時(shí) (合理設(shè)計(jì)與制作),在這一環(huán)節(jié)中,學(xué)生需要設(shè)計(jì)合適的方案,設(shè)計(jì)并嘗試制作小船的模型,小組成員分工合作,對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用,通過完善和改進(jìn),提高解決問題的能力。第8課時(shí) (評(píng)價(jià)與反思),小組進(jìn)行成果的分享,根據(jù)PMIQ評(píng)價(jià)表格對(duì)自己進(jìn)行審視評(píng)價(jià),成員之間互相進(jìn)行評(píng)價(jià)。

        對(duì)浮力的深刻理解是設(shè)計(jì)與建造的基礎(chǔ),學(xué)生通過開放式的探究活動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、搜集資料等環(huán)節(jié)加深對(duì)浮力的理解,在后面的課中利用提供的材料設(shè)計(jì)并制作小船的模型,在制作過程中反復(fù)對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試,收集數(shù)據(jù),反思改進(jìn),從中提高綜合的科學(xué)素養(yǎng)。

        IICDE教學(xué)模式作為一種教育實(shí)踐,改變了傳統(tǒng)的教學(xué)手段,在一定程度上,它使學(xué)生和教師的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變,教師轉(zhuǎn)變成引導(dǎo)者,根據(jù)學(xué)生的活動(dòng),適時(shí)地為學(xué)生提供幫助,進(jìn)行指導(dǎo)。在這種教學(xué)模式下,學(xué)生動(dòng)手做,積極進(jìn)行思考,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的能力,加深對(duì)學(xué)科的理解。

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