STEM教育理念在初中教学中的实践

1、    stem教育理念在初中教学中的实践    黄勇恒【摘要】stem教育的理念在外国已推广多年，而在國内的推广仍处于探索阶段。在实施原有的国家教育部的课程大纲的前提下，以校本课程的形式开展stem教育，既能保证国内原有的教育教学体系稳定，又能以stem教育理念培养学生能力。笔者结合初中学生的特点开展了stem教育的实践。【关键词】stem教育   初中   课程设计g632.4a1992-7711（2020）29-013-01一、主题的选择stem教育理念中，科学、技术、工程、数学都应该在主题活动中于不同阶段有

2、所体现，因此我们必须初中生能接受的范围内挑选主题。其中，最为困难的应属“工程”部分，因为国内学生在义务教育阶段受到的工程制作训练相当少，故在初中阶段开展stem教育，必须考虑初中生的工程能力，短时间工程能力是很难提高的。而科学、技术、数学等知识则可以比初中生现有程度稍高，通过短时间的学习能够掌握较为基础的内容。因此主题的选择应该涵盖的内容相对基础。stem教育理念，比较核心的要求是基于问题的学习，因此，研究主题所提出的问题必须是基于现实生活的情景提出的，便于学生去发现问题，开展研究。因此，笔者选择了“好吃又健康的炸薯条”作为研究主题。从该主题的与学生的日常生活相关性来看，炸薯条很早就作为常见食

3、品进入了学生的日常生活。不管是中餐、西餐、快餐中，都能见到薯条的身影。但是，各处炸薯条所引起的味觉感受不尽相同，而且炸薯条作为油炸食品，其健康层面的问题一直备受关注。可见，此主题不仅与学生的生活密切联系，而且能引起学生的兴趣，还具有一定的社会价值。二、结合主题，运用stem理念设计环节从主题所涉及的知识与原理的角度看，这个主题适合初中阶段的学生进行研究。其中涉及到的科学（s）知识有：化学、物理、生物。化学：炸薯条的过程中，薯条本身是否会发生化学变化，如何检验这些新生成物质？使用不同种类的食用油会对化学变化产生影响吗？食用油本身在煎炸过程中会发生什么变化呢？为什么薯条放久了会变硬？上述一系列问题

4、都涉及化学知识。物理：高温油炸的实际物理过程;薯条可以有不同的切法，这些切法对薯条的吸热效率的影响及各种切法薯条的温度变化曲线;不同种类食用油的升温曲线;使薯条口感最好时薯条的质量和油的质量最优比例这些问题的研究都设计物理知识。生物：在挑选制作薯条的马铃薯时，确定最优产地、品种的马铃薯，这就涉及到了生物知识。从主题涉及到的技术（t）的方面看，马铃薯的种植、薯条的自动化削皮及切割、油温及炸薯条过程的智能化控制都是有相关技术的，可以向学生普及这些技术，并让学生把这些技术使用到工程设计方面。从主题涉及到工程（e）方面看，可以让学生根据学习到的技术，来尝试制作“炸薯条智能厨具”包括削皮、切割、控制质量

5、、控温、控时的完整的系统。从主题涉及到的数学（m）方面：在相关基本知识的研究及实际工程运用的过程中，需要计算马铃薯的质量、薯条的质量、油的质量、吸热效率、加热时间、切割装置的形状和大小、切割力的大小、进食炸薯条的每日极限等等。三、主题的单元活动结构围绕主题，设计一系列有逻辑联系的单元活动，形成一个基本的课程结构。本课程分三个部分，共13个活动。包括1个预备活动，1个问题引入活动，个背景经验活动和个解决问题活动。预备活动：发现工程过程。学习目标是经历工程过程，解决一个问题。问题引入活动：活动1：结合本地生活实际情况设置一个需要制作一套“炸薯条智能厨具”的情景，指出学生需要提交的项目包括一份当地炸

6、薯条情况报告书和一整套“炸薯条智能厨具”。然后师生围绕着整个问题进行活动。背景经验活动：活动2：本地的快餐店、中餐店、西餐店之旅。活动3：薯条的前世活动4：炸一种食物烹调技术的科学本质活动5：薯条的今生活动6：奇妙的传感器及自动化控制活动7：进食薯条对人体的影响解决问题活动：活动8：理想的炸薯条活动9： 削削削、切切切去皮及切割装置的设计活动10： 我们来选土豆吧！活动11：自动化炸薯条的流程设计活动12：“炸薯条智能厨具”控制程序编写活动13：提交工程设计完整方案四、总结stem教育理念在初中教学中的实践在国内仍处在摸索阶段，完备的课程体系还正在逐步地建立，学校在实施stem教学时不能“旧瓶装新酒”，必须让stem教育理念的内涵和本质得以体现。同时，学校也应结合自身的实际，充分发挥学校和周边社区的资源优势，创设更多的系列活动，让stem教育理念能扎根学校、扎根社区。【注：本文系2017年度“广州市中小学中等职业学校深入推进stem课程实施”专项研究课题“基于初中学生日常生活的stem课程的开发研究”成果（课题编号：gzjy2017-004）】【参考文献】1姜冬艳.stem教育理念和初中物理电学实验课程的融合与创新j.新课程教学（电子版），2020，10：17-18.2陈博.基于steam教育理念的探究科学校本课程开发与实践研究 以八年级上学