巫美芳

【摘要】隨著信息時(shí)代的發(fā)展，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)顯得尤為重要。新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，課程教學(xué)應(yīng)該強(qiáng)化學(xué)科的知識(shí)整合，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)和綜合課程。因此，作為一門基礎(chǔ)性課程的科學(xué)課應(yīng)該積極探索跨學(xué)科新型教育模式，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。基于科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四個(gè)學(xué)科融合的STEM教育應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)教學(xué)就顯得尤為合適。STEM教育，不僅要將不同學(xué)科的知識(shí)根據(jù)項(xiàng)目邏輯進(jìn)行整合，而且還要確保設(shè)計(jì)的項(xiàng)目能夠全面、均衡地覆蓋這些學(xué)科的知識(shí)。本文以《御風(fēng)而行——自制風(fēng)向風(fēng)速儀》一課為例，以豐澤區(qū)第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)學(xué)生為研究對(duì)象進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)：在STEM教育理念下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生形成科學(xué)觀念和科學(xué)思維，經(jīng)歷探究實(shí)踐的過程，逐步形成科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? STEM教育? 教學(xué)設(shè)計(jì)? 小學(xué)科學(xué)

【基金項(xiàng)目】本文為泉州市豐澤區(qū)基礎(chǔ)教育教學(xué)改革專項(xiàng)課題《素養(yǎng)導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)STEM學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)實(shí)踐研究》（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：Fjzk22專023）的階段性研究成果。

【中圖分類號(hào)】G623 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2023）04-0133-03

為了幫助學(xué)生適應(yīng)全球信息技術(shù)的迅速發(fā)展，培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)是我們義不容辭的使命。2017年發(fā)布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中這樣提到：科學(xué)教學(xué)要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)等活動(dòng)，獲得科學(xué)知識(shí)和技能，促使學(xué)生主動(dòng)地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)，不斷提高探究能力。科學(xué)學(xué)科的教學(xué)與其他學(xué)科關(guān)系十分密切，跨學(xué)科學(xué)習(xí)，也就是融合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)為一體的STEM教育，就顯得尤為合適。因此，探索STEM教育理念下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)模式，可以更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。那么，怎樣將STEM教育的理論與小學(xué)科學(xué)課程進(jìn)行有效融合，從而促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展呢？本文以《御風(fēng)而行——自制風(fēng)向風(fēng)速儀》一課為例，談一談自己的做法。

一、文獻(xiàn)綜述

（一）核心素養(yǎng)

科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)，主要是指學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程的過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，是科學(xué)課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面。

（二）STEM

STEM其實(shí)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。科學(xué)是指認(rèn)識(shí)世界、解釋自然界的客觀規(guī)律；技術(shù)和工程是指在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上改造世界、實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界的控制和利用、解決社會(huì)發(fā)展過程中遇到的難題；數(shù)學(xué)是作為技術(shù)與工程學(xué)科的基礎(chǔ)工具。STEM教育不是分立學(xué)科的，也并非學(xué)科（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）之間的簡單加減，而是將跨學(xué)科的知識(shí)運(yùn)用到解決真實(shí)問題的場景中，讓孩子能夠把零散知識(shí)，變成一個(gè)互相聯(lián)系的整體，是一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。它更注重培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、創(chuàng)新能力和合作能力。

二、存在的問題

STEM教育與我國基礎(chǔ)教育目前的形勢非常契合。但是，受傳統(tǒng)探究教學(xué)模式的影響，STEM理念下的教學(xué)活動(dòng)在其設(shè)計(jì)與實(shí)踐中存在很多明顯的不足，總體來說，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方向：

1.STEM教學(xué)活動(dòng)與學(xué)科課程聯(lián)系不夠緊密

STEM教學(xué)活動(dòng)和學(xué)科課程之間的聯(lián)系不夠緊密，甚至被完全割裂，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的內(nèi)容忽視了學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科思維與能力，只是一味地追求培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力、創(chuàng)新能力等。

2.活動(dòng)設(shè)計(jì)忽視課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)作用

STEM教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)忽視了課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)規(guī)范，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計(jì)脫離課程體系的總體框架，使得STEM教學(xué)活動(dòng)淪為附加課程，既增加了老師的備課負(fù)擔(dān)，更增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

3.活動(dòng)設(shè)計(jì)缺乏目標(biāo)指導(dǎo)

STEM教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)由于沒有科學(xué)統(tǒng)一的目標(biāo)指導(dǎo)，就容易導(dǎo)致教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置出現(xiàn)泛化、虛化、套化的現(xiàn)象，而且四個(gè)學(xué)科的內(nèi)容過于雜糅、結(jié)構(gòu)混亂，導(dǎo)致課程實(shí)施效果不佳。

三、素養(yǎng)導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)

為了解決目前STEM教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐過程中的問題，我們應(yīng)該以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以小學(xué)科學(xué)教材為指引，以科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)進(jìn)行STEM課程融合。

余勝泉教授指出，STEM教育理念的核心是跨學(xué)科整合，通過知識(shí)情景化、生活化，讓學(xué)生自主運(yùn)用學(xué)科知識(shí)，學(xué)會(huì)創(chuàng)造性解決問題。STEM教育最核心、最重要的就是驅(qū)動(dòng)性任務(wù)和子任務(wù)的設(shè)計(jì)。而且，在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性任務(wù)和子任務(wù)的時(shí)候，要將知識(shí)蘊(yùn)含在真實(shí)的問題情境中，這個(gè)情境還應(yīng)該能夠調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓他們主動(dòng)積極地利用各學(xué)科的相關(guān)知識(shí)來解決相應(yīng)的問題或者完成相應(yīng)的任務(wù)，在這個(gè)過程中形成良好的科學(xué)品質(zhì)，包括科學(xué)觀念與應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面。在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性任務(wù)和子任務(wù)的時(shí)候，還需要注意科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)這四門學(xué)科原有知識(shí)體系，避免學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的不均衡等。所以說，我們?cè)谠O(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)的時(shí)候，既要把這四門學(xué)科的知識(shí)根據(jù)任務(wù)進(jìn)程進(jìn)行重組，又要確保設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)性任務(wù)或者子任務(wù)包含這四門學(xué)科基礎(chǔ)性知識(shí)要盡量全面、均衡。

本文以教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“天氣”單元的第五課《觀測風(fēng)》一課為例，進(jìn)行基于STEM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)。具體方法是：在課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，在教學(xué)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性任務(wù)和一系列子任務(wù)，提供學(xué)生在完成任務(wù)或解決問題過程中的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等，關(guān)注項(xiàng)目完成后學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

四、素養(yǎng)導(dǎo)向的小學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1.課標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求

2.教學(xué)分析

《御風(fēng)而行——自制風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀》改編于教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“天氣”單元第5課《觀測風(fēng)》。在生活中，學(xué)生對(duì)風(fēng)有很多的體驗(yàn)與了解，“風(fēng)向”“風(fēng)力”等詞也經(jīng)常在天氣預(yù)報(bào)中接觸過，因此他們知道（或意識(shí)到）風(fēng)是描述天氣的一個(gè)“詞”，本案例在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了“氣象站觀測風(fēng)的情境”“了解觀測風(fēng)向和風(fēng)力的科學(xué)儀器”“設(shè)計(jì)制作簡易風(fēng)向風(fēng)速儀”“測試優(yōu)化風(fēng)向風(fēng)速儀”“新研發(fā)的科技觀測儀器”等五部分內(nèi)容。從生活情境出發(fā)確定需求，小組合作設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠指示風(fēng)向、測量風(fēng)速、穩(wěn)定性相對(duì)較好的風(fēng)向風(fēng)速儀，像工程師一樣經(jīng)歷工程的設(shè)計(jì)、制作、測試、優(yōu)化過程。通過制作及不斷優(yōu)化整合科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)各學(xué)科的知識(shí)，經(jīng)歷解決問題的全過程，學(xué)會(huì)工程制作的一些技巧，樹立學(xué)科學(xué)、用科學(xué)意識(shí)，體會(huì)科技進(jìn)步帶來的便利。

3.教學(xué)目標(biāo)

在課程標(biāo)準(zhǔn)和“教學(xué)分析”的基礎(chǔ)上，依據(jù)STEM教育理念，以“制作風(fēng)向風(fēng)速儀”為立足點(diǎn)，明確本課的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)性任務(wù)、子任務(wù)等學(xué)習(xí)活動(dòng)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)，以及“風(fēng)向風(fēng)速儀”制作完成后，對(duì)自己的作品進(jìn)行交流展示，測試它能否指示風(fēng)向、測量風(fēng)速，整體的穩(wěn)固性，最后教師進(jìn)行總結(jié)提升。具體描述如下：

4.材料準(zhǔn)備

工具區(qū)：剪刀、透明膠、雙面膠、尺子、彩泥

材料區(qū)：卡紙、紙杯、塑料蓋、鉛筆、筆套、工字釘、直吸管、十字形吸管、帶軸套直吸管、帶軸套十字型吸管

5.學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)

五、小結(jié)

本文以教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“天氣”單元的《觀測風(fēng)》一課為例，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行STEM教育理念下小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)：（1）能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；（2）學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)更系統(tǒng)；（3）有利于學(xué)生探究能力的提高；（4）有助于學(xué)生樹立良好的態(tài)度和責(zé)任觀。

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