盧毅
摘? 要:在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,運(yùn)用STEM教育理念能夠使學(xué)生積極動腦思考,發(fā)揮學(xué)習(xí)主動性,在動手操作中培養(yǎng)探究能力,在分享活動中體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣。文章結(jié)合科學(xué)課堂教學(xué)實踐,闡釋了如何運(yùn)用STEM教育理念提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:STEM教育;小學(xué)科學(xué);教學(xué)實踐
STEM是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineering)、數(shù)學(xué)(Mathematics)四門學(xué)科英文首字母的縮寫,但STEM教育并不是指這四門學(xué)科的簡單組合,而是將它們中的許多要素有效融合成一個整體,以解決真實問題為學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動,在實踐活動中獲取知識,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中STEM教育的運(yùn)用比較普遍,讓學(xué)生在真實的情境問題中思考解決方案,在探究過程中優(yōu)化思維,在評價總結(jié)中得到思維的提升??梢?,指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷STEM教育的學(xué)習(xí)過程可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。筆者以青島版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》三年級下冊第五單元“浮和沉”一課為例,探討STEM教育理念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的具體實踐。
一、聚焦問題,擬定方案
科學(xué)課上借助動畫片的導(dǎo)入,架起生活與科學(xué)之間的橋梁,體現(xiàn)出STEM教育的情境性,讓學(xué)生感悟“科學(xué)即生活”的道理,然后引出問題,通過小組合作的學(xué)習(xí)方式集體擬定實驗方案,在學(xué)習(xí)任務(wù)的驅(qū)動中培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
例如,在教學(xué)“浮和沉”一課時,筆者在上課伊始播放了動畫片《烏鴉喝水》,讓學(xué)生猜測“烏鴉為什么能喝到水”。隨后,學(xué)生聯(lián)系生活實際展開了交流,總結(jié)出主要原因:因為石子很重,能夠沉在水底,使水面上升。筆者順勢提出學(xué)習(xí)任務(wù):假如你就是這只聰明的烏鴉,還能想到把什么放到水里讓自己喝到水呢?學(xué)生通過觀看動畫片知道物體沉在水底,能夠使水面上升的知識,推測出如果物體浮在水面上,水面就無法上升。因此,要完成這個任務(wù)就需要知道哪些材料會沉入水底,哪些材料會浮在水面。筆者將學(xué)生分成六個工程小組,每名學(xué)生都是一名工程師,需要制訂項目實驗方案。筆者提示學(xué)生:可以收集哪些物品進(jìn)行實驗?并引導(dǎo)學(xué)生深入思考:作為一名工程師,應(yīng)該怎樣把實驗方案條理化,使人看了一目了然,便于開展實驗。學(xué)生立刻想到了使用表格列舉的方式,然后小組合作設(shè)計了一張表格,將表格分成兩欄,分別填入“材料名稱”和“實驗結(jié)果”。筆者與學(xué)生討論:實驗材料在生活中常見嗎?你能預(yù)測這些物品在水中的沉浮情況嗎?學(xué)生經(jīng)過交流,在表格中又增添了“預(yù)測”一欄。
在擬定實驗方案的過程中,模擬工程師的角色調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生根據(jù)任務(wù)需求,自行設(shè)計學(xué)習(xí)方案,在交流中進(jìn)行合作、探討,逐步掌握了工程思維,使學(xué)習(xí)任務(wù)既基于教材但又不拘泥于教材,為發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新能力打下良好基礎(chǔ)。
二、實驗操作,驗證預(yù)測
基于學(xué)生擬定的實驗方案,筆者讓學(xué)生通過STEM活動,在細(xì)致的觀察中用科學(xué)的思維了解事物的物理性質(zhì),并將實驗結(jié)果與自己的預(yù)測對應(yīng)起來,檢驗自己的預(yù)測是否正確,從多角度剖析問題,解決問題。
例如,各個工程組在完成“浮和沉”的實驗方案設(shè)計以后,需要根據(jù)實驗步驟分步進(jìn)行實踐操作。學(xué)生收集到的實驗物品主要是積木、塑料尺、鉛筆、橡皮、鉛筆刀、硬幣、吸鐵石、紙等。筆者在實驗之前先讓學(xué)生明確實驗物品都是用什么材料做成的,把這些材料分別標(biāo)上編號,便于實驗以后進(jìn)行記錄和整理。學(xué)生在實驗的過程中,觀察到有些物品都是沉入水底的,有些物品是浮在水面上的,還有些物品先是浮在水面上,待其全部浸濕以后就又沉入水底。各小組把實驗結(jié)果一一填入表格,最后對照自己的預(yù)測情況看看兩者是否一致。學(xué)生如果發(fā)現(xiàn)有自己解決不了問題,就提出來集體討論解決。
實驗操作是學(xué)生進(jìn)行探究活動的重要環(huán)節(jié),學(xué)生像工程師一樣親歷實驗物品的檢測過程,以實驗結(jié)果為依據(jù),借助表格真實地記錄實驗現(xiàn)象,使實驗總結(jié)有據(jù)可循,形成嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。
三、分享展示,反思提升
運(yùn)用STEM教育理念,教師除了需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究,還要提升學(xué)生展示項目成果的能力。學(xué)生展示自己的實驗成果,與同伴共同分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗,教師則從發(fā)展學(xué)生思維的角度用激勵性的語言評價學(xué)生的進(jìn)步,讓學(xué)生在反思中不斷提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。
例如,在展示“浮和沉”學(xué)習(xí)成果時,筆者可以先讓學(xué)生分小組介紹實驗過程、結(jié)果,以及取得的成果與預(yù)測是否一致等,還可以介紹自己小組在實驗活動中的一些有趣經(jīng)歷,分享學(xué)習(xí)心得。其他小組則對發(fā)言學(xué)生的語言表述、實驗操作過程、得出結(jié)論等方面進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u價,如對實驗材料的收集是否合理進(jìn)行點(diǎn)評等。筆者還組織學(xué)生根據(jù)其他學(xué)生的評價進(jìn)行自評,找出自己在實驗中存在的不足,反思自己在團(tuán)隊合作中的表現(xiàn),具體談?wù)勛约涸诨顒又械氖斋@。同時,筆者也對學(xué)生在整堂課中表現(xiàn)出來的對科學(xué)知識的理解、操作水平、處理信息的能力進(jìn)行點(diǎn)評,促使學(xué)生取得進(jìn)步。
課堂上讓學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果并進(jìn)行分享,在他人的評價中及時做出評價與反思。學(xué)生就如同一位真正的工程師在評價自己的工程質(zhì)量,能夠享受到任務(wù)完成的喜悅。
在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用STEM教育理念,不但豐富了教學(xué)情境,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情,而且使學(xué)生在科學(xué)實踐中培養(yǎng)了設(shè)計能力、動手能力和思維能力,獲得了學(xué)習(xí)的動力。因此,教師在教學(xué)時要融合STEM教育理念,構(gòu)建出精彩紛呈的科學(xué)課堂,不斷提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
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