王傳井

STEM教育打破傳統的教育模式強調跨學科、多課程的交叉融合，對比傳統教育，STEM教育更符合現人才培養(yǎng)的要求。STEM教育的特點是以任務驅動的形式，采用跨學科、多學科融合的一種教育方式，讓學生利用所學的多學科知識，從而具有很高綜合性的項目。在項目進行過程中進一步提升了學生的綜合素質。

一、STEM教育價值在小學科學課程中的展現

小學科學課程中包含的內容非常的廣泛，是學生們非常重要的基礎性學科。但是內容多、知識復雜的課程就被編排成一個個專題性很強的單元，這些單元切斷了與其他學科的聯系，加大了學生綜合運用知識的困難。這些都使學生的主動探究機會越來越少，極大打擊了學生的學習熱情。

STEM教育理念是使學生養(yǎng)成嚴謹的科學思維，從解決問題方案的設計到制作出相應的科技產品，從而激發(fā)學生對數理化的興趣。小學科學課程與STEM教育的相結合能夠使學生更好的開展探究性學習，STEM教育可以補充科學課程中的一些不足。

二、STEM教育理念與小學科學課程的融合

我國的教育情況和課程都存在著自己獨有的特點，因此教師要結合科學課程特點，以及了解學生的認知水平、創(chuàng)造能力不斷的對科學課程中的STEM教育進行深度挖掘和探究。現以案例《設計制作小賽車》予以說明。

1.項目簡介

《設計制作小賽車》與STEM課程設計的核心理念與目標非常的契合，利用科學課程中多單元知識，能夠進行深入的實踐和自由探索，把設計制作小賽車課程內容開發(fā)為最終解決問題的一系列的探究項目活動。因此開發(fā)設計了《設計制作小賽車》項目活動，有針對性地指導學生認識、體驗設計的過程，利用所學的知識解決問題的科學素養(yǎng)。

2.課程介紹

（1）課程概況

本次活動則是運用已有知識，通過通過設計賽車任務的驅動，發(fā)展提升綜合探究應用能力、團隊合作能力、解決問題能力和交流表達能力。

（2）核心問題

學生需要在賽車設計任務的限制下使用合適的實驗材料來設計制作。要求學生在規(guī)定的任務要求下，經歷討論交流選擇合適的材料、賽車動力的選擇、摩擦力對賽車行駛距離的影響、賽車的設計創(chuàng)新等，整理思路后提出可行性的設計方案，經歷設計、技術制作和交流，最后進行賽車比賽、評價的過程。該項目在限定的條件下為“小工程師”提供豐富的想象力和創(chuàng)造性空間，發(fā)展鍛煉了學生克服困難解決問題的能力。

本項目利用STEM教學理念融合多學科知識，同時也利用了科學課中不同主題單元的知識。在設計制作一個小賽車的任務下，學生使用合適的動力材料，計算設計賽車所需要的數據（數學）;選擇不同的材料，思考增大賽車的動力、延長動力作用于小賽車的時間、摩擦力的影響（科學）;小組合作、查閱資料設計賽車簡圖（工程）;依據賽車設計簡圖完善制作步驟，用合適的方法制作賽車（技術）。

3.課程方案

（1）學情分析

小學5年級的學生已經掌握了一些知識與能力，例如：掌握了增大和減少摩擦力的方法，初步了解賽車等機械的主要組成成份、結構;知道設計包括一系列步驟，完成一項工程設計需要分工與合作以及考慮外部因素;了解科學探究的過程步驟，制定簡單的探究計劃并實施;有控制變量的思想、用比較科學的方式記錄整理信息;能夠解釋結論交流并反思、評價、改進。美術方面：具有簡單的繪畫技能;能夠畫出簡單的機械結構。數學方面：了解簡單的數據收集、整理、分析的過程以及數據處理的方法。工程方面：清楚工程設計流程及步驟。

（2）學習者分析

小學5年級的學生年知發(fā)展齡大致在10-12歲，根據皮亞杰的認理論：部分學生可以對抽象性的術語進行思考，使用系統化的邏輯解決問題，而且該階段的學生處于小學中高年級，想象力和創(chuàng)造力豐富、好奇心強、具有一定的動手能力，這就使得整個教學設計采用基于項目的形式、小組合作、探究的教學策略成為可能。

在前七課中學生在研究運動的過程中學習認識了各種力。設計制作小賽車要求學生從動力材料的選擇、小賽車制作的數據計算、車身外形設計制作等知識的角度思考、達成目標，還是對其綜合應用能力的一次挑戰(zhàn)。

（3）課程目標

經歷查閱資料了解賽車設計的基本步驟，根據任務要求選擇合適的材料并設計賽車草圖，經過不斷修改完善完成小賽車的制作。利用科學課程中不同單元知識及跨學科知識的融合，提高學生利用科學知識的能力，使學生學以致用。

（4）設計理念

本課程的教學設計思路是以“設計制作小賽車”為核心，以課堂情境的創(chuàng)設和解決問題完成任務的探究活動，為學生提供了發(fā)展平臺。基于項目學習這種教學模式尤其有助于STEM的跨學科整合。

（5）設計思路

活動階段第一階段：激趣導入、任務目標、查閱資料完成設計（第1課時）;方案設計第二階段：小組合作、完成小賽車的制作并不斷完善（第2課時）;評比比賽第三階段：賽車展示、多面評價、小賽車行駛距離大比試評比頒獎（第3課時）。

4.反思

（1）成效和經驗

在整個項目中，學生制作小賽車的過程中經歷了用科學知識和工程技術思維。在設計過程中，學生經歷了分析問題、查閱資料、設計方案、設計簡圖等過程，課本聯系生活實際學生會發(fā)現在這個過程中都是已經在其他學科中學過的知識，從而把知識與問題聯系起來。以小學科學課程標準為核心，聯系科學教材中多單元的知識，結合STEM教育理念，將科學多單元的知識融合到一個項目中，運用多學科、多領域的知識，在探究活動中不斷改進，學生的應用整合能力得到鍛煉。

（2）存在問題

學生在剛開始時有很多的想法，但是有些是天馬行空不切實際的，但是經過小組討論和系統的分析后，學生思路逐漸成熟，并漸漸形成了自己小組獨特的設計風格。“賽車會”后進行了小組間的評價，通過不斷改進，賽車更加趨于完善。

（3）展望

小學科學課程涉及多領域、多學科的內容，知識比較繁雜。在教材的編寫的過程中只能編成一個個獨立的單元，這就切斷了科學知識的聯系?？茖W教師應善于發(fā)現這些單元的這根線結合STEM教育理念，加強知識的聯系，培養(yǎng)學生整合多學科、多知識的能力，全面培養(yǎng)學生促進學生的全面發(fā)展。