STEM视角下的小学科学教学案例分析 论文

STEM视角下的小学科学教学案例分析

——以《做一个指南针》一课为例

摘要：STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。科学课是

对学生进行科学启蒙教育的一门重要学科，对于培养学生的科学素养、创新精神和实践能力具有重要价值。本文结合我国小学科学教育现状，展开STEM视角下

的小学科学教学案例分析，将STEM运用于科学教学实践。ꢀꢀ关键词：STEM，小学科学；主动探究；创新；实践活动

引言第一部分：我国小学科学教育现状与STEM教育开展的意义。

第二部分：STEM教育与小学科学有效融合。第三部分：对前面两部分进行总结。

ꢀ一、小学科学教育现状与STEM教育开展的意义

1．我国小学科学教育现状

小学科学教育不仅仅是科学知识的传授，还包含探索的程序和经历。在《全日制义务教育小学科学课程标准》中指出：“小学科学课程是以培养小学生科学

素质为宗旨的科学启蒙课程”，倡导学生亲身经历以探究为主的学习活动，在主动参与中培养好奇心和探究欲，开发创新能力和想象力，使他们学会探究解决问

题的策略。当前，国家极其重视小学阶段培养学生的科学素养，并从一年级开始开设科学课程。而当前小学科学教育被视为副科，常常被主科老师占课。有些任

教的科学老师不重视自己的科学课，教学方法单一。在这样的学习环境下，学生对科学的兴趣和需求，得不到发展和满足。在STEM教育中或许能得到改善的方

案。．STEM教育开展的意义

从教育角度看，STEM有很多值得借鉴的地方。如将科学、技术、工程和数学学科融合为一体，综合性培养学生的各种能力与素养。近些年来，国内教育界

一直将目光投向国外，积极发现并引入国外先进的教育理念与教育模式，STEM正是在这种背景下被尝试引入国内。但由于STEM教育在国外仍处于发展的初期，

国内知道的并不多，盲目地引进，不但不能起到应有的积极效果，更有可能适得其反。因此，本文旨在通过对STEM教育相关资料的分析研究，揭示国际中小学

STEM教育研究现状，提取适合我国科学教育，特别是小学科学教育实践的“精华”，建构

STEM融入小学科学教学模式。

二、小学科学教学模式的设计1、《做一个指南针》教学设计

制作指南针一课适用于小学低年级的学生，这一阶段的学生相对于中高年级的学生的

STEM

所需的技能弱一些，并且想要通过新鲜的途径来探索知识的渴望

强烈。在这一课的教学中，力图从学生兴趣入手，通过具体的有针对性的探究活动整合科学（关于指南针设计的变量与测试）、技术（绘制图表以及技术写作）、

工程（怎样运用熟悉的科学原理来设计指南针）、艺术（如何将指南针设计得美观且富有艺术感）和数学学科（通过设计测量长宽等）5个方面的内容，培养学

生形成完整综合的STEM素养。在本创意课堂中，教学难点在于学生将生活中常见的材料与自己的想象方案结合付诸于实践的探索过程。基于对学习对象、学习

目标、教学难点的分析，本教案将采用探究法、设计法和多媒体教学法来设计STEM

课程。此外，图书馆、

实验室、博物馆、周边的社区都可以成为学习实践

的场所。最终的评价将以过程性评价、检测性评价和激励性评价为主，主要目的是让学生的思维能力、动手能力、合作能力得以提升，让学生在“玩”中学习，

在“玩”中进步，在“玩”中求创新。（1）导入

播放一则游客在旅途中迷路的新闻，教师提问：当迷路时，我们可以借助什么辨别方向？学生回答。教师提问：想不想做一个属于自己的指南针！今天我们

就像小小工程师一样做一个指南针吧！（引出课题《做一个指南针》）（2）设计

复习：指南针由哪几个部分组成并讨论指南针的制作要点：磁性指针、自由转动。然后思考制作指南针时要考虑哪些问题（功能、外观、团队协作）？指导学生观察材料箱中材料（不同类别的材料）最后小组讨论画出指南针的设计方案，

小组分享展示设计方案并修改完善设计图。（3）做实物

学生按照自己的设计方案设计实物（4）展示实物，评估指南针作品

5）探讨：如何优化作品指南针6）总结

（（（7）评价

设计这堂课的主要目的就是引导学生将

STEM

课堂中学到的概念与相关知识可以充分运用到实际生活当中。在这里，老师只是作为一个引路人，更多的是让

学生去主动探索与思考。在作品的制作过程中以及后续的展示中，我们明显感受到了学生浓浓的学习兴趣，他们的主动参与饱含的创造力深深打动了我们。此外，

为加强学生的竞争意识，针对他们的课堂表现及制作形态各异的指南针，还特意设计了一份评分细则（如下表）。

小学生制作指南针课堂学习评价评价项目评价标准

得分积极状态积极举手发

能举手发言，

组内交流能进

言，组内交流组内交流能进行能有序进行行

很少举手，

组内讨论无法进行

思维的条理性能有条理表达能表达自己，不能准确表达自己，解决问有解决问题的自己的意思，

题过程清楚能力

不能独立解决问题

思维的创造性具有创造性思能用老师提供思考能力差，维，能独立

的方法解决问

缺乏创造性

思考题，有一定的思考能力

合作方面互相帮助，互

能将自己的方

没有参与合作相促进，案与大家共享

学习的积极性

能参与合作学习探究技能训练有自我探究的

能得出正确

没有自我探究

,能力结论，能进行

能力，不能得

一定自我探出结论究，能得出相

关结论指南针的美感非常美观，富具有一定的艺没有美感可言

度有极强的艺术

术性性指南针的准确能正确的指示指示方向有稍不能正确的指

度方向

微的偏差

示方向2、案例分析

在这节课例中，没有直接用科学书上的教学过程，而是结合了数学、技术、工程等学科，将其融合为一节STEM课，本节课设计新颖有趣，富有创造力，激

发了学生的学习热情。（1）具有工程思维，体会团队协作的重要性。

上课前提前分组，每个学生担任不同的角色。通过设计、画图、制作等活动让学生体会到团队协作中需要注意的哪些因素，例如小组讨论、交流对指南针的

设计和改进中哪些是值得思考的，以及后来的评估作品、分析结果等，让学生明白工程实践与评估的重要性。

（2）实验材料多样性，供学生自由选择

指南针有悬挂式指南针，水浮式指南针，支架式指南针等，每个材料箱中的各种指南针制作所需的材料齐全，让学生自主选择相应材料。

（3）评价多元化

从思维的条理性、思维的创造性、合作方面等多方面评价学生这节课的学习情况，充分体现STEM课程特点。

3、反思

在课堂中应该充分发挥学生的主动性，以学生为主体，引导学生自己发现问题，自己解决问题，老师只是相当于是引导者。大胆放手让学生去预测结果，要

学会利用学生的思维，把它放大化。三、结语

STEM教育在中国的发展处于刚起步的阶段，中国的学生急需从应试教育的强大压力下解放出来，这就需要老师的引导、学校的配合和社会力量的支持。要实

现STEM教育与小学科学的有机融合可以从以下几个方面展开：（1）重视科学教育，提高科学教师专业能力；（2）加大科学设施投入，培养学生动手能力；(3)

教学内容的选择要遵循综合性、实践性、趣味性。STEM教育标志一个新时代教育人才的方向，新知识经济时代，培养具有STEM

素养的人才，是教育的重要目标之一，是培养引领祖国人才，增强全球竞争的关键。STEM是一种重实践的超学科教育，需要小学，中学，大学的紧密合作，从意

识，思维，方法，手段等多方面形成STEM教育体系。从娃娃抓起，在兴趣，平台，目标及文化等方面引导，指导