2026小学科学STEM教学设计课件

1设计依据演讲人目录01.1设计依据07.7教学反思预设03.3教学目标05.5教学过程设计02.2学情分析04.4教学准备06.6教学评价设计08.8设计总结2026小学科学STEM教学设计课件011设计依据022学情分析033教学目标044教学准备055教学过程设计066教学评价设计077教学反思预设088设计总结09目录10作为一名拥有八年教学经验的小学科学教师，我结合2022版义务教育科学课程标准的要求，针对当前小学STEM教学中存在的脱离真实生活、学科拼接生硬、重形式轻落实等问题，以五年级“小型河道垃圾打捞船原型设计”为具体教学内容完成本次教学设计，以下从各模块展开说明。011设计依据1课标与政策依据2022版义务教育科学课程标准明确将探究实践和跨学科实践作为核心教学方式，要求科学教学围绕核心素养，创设真实问题情境，引导学生综合运用多学科知识解决实际问题，STEM教育的跨学科整合属性完全契合课标要求，也是当前我国小学科学教育落实核心素养的重要路径。我在近年的教学实践中发现，只有扎根学生身边真实问题的STEM活动，才能真正激发学生的内在学习动力，避免沦为表演性的公开课程，本次设计正是基于这一教学感悟开发的。2STEM教育核心理念依据本次设计严格遵循STEM教育“真实问题驱动，工程流程引领，跨知识整合，做中学思中悟”的核心要求，不是将科学、技术、工程、数学四个领域的内容简单叠加，而是围绕同一个真实问题，将四个领域的知识方法自然融合，最终指向问题的解决，让学生完整经历工程设计的全流程，建立知识与真实生活的连接。022学情分析2学情分析本次教学面向小学五年级学生，我连续三年带五年级科学课程，对该阶段学生的认知特点非常了解，具体分析如下：1知识基础五年级学生已经完成了浮力、简单结构、常见材料等核心科学内容的学习，掌握了基本的测量、称重等科学探究方法，数学学科已经掌握了长方形正方形的面积计算、简单四则运算，能够完成基础的成本核算与尺寸设计，劳动课程中已经学习了剪刀、胶水等简单工具的使用方法，具备完成本次设计制作的知识与技能基础。2能力与情感基础五年级学生处于具体运算思维向抽象运算思维过渡的关键阶段，具备一定的观察能力和问题发现能力，但是提炼核心问题、系统规划方案的能力仍然不足，该阶段学生动手欲望强烈，喜欢合作完成任务，但是分工协作的规则意识较弱，容易出现分工不均、互相推诿的问题。此外，我校位于老城区，周边有三条社区河道，我每学期都会组织学生开展河道观察活动，学生对河道垃圾问题有直观感受，也普遍希望能为社区环境改善出一份力，这为本次教学开展奠定了良好的情感基础。3认知难点预判结合我之前开展同类课程的经验，本次教学的主要认知难点有三个，一是学生容易将工程设计异化为手工制作，只追求作品外观好看，忽略功能需求；二是多数学生不习惯用数学知识优化设计，会随意使用材料，缺乏成本和结构优化意识；三是学生经历一次测试失败后容易放弃，缺乏反复迭代优化的工程思维。033教学目标3教学目标结合课标要求和学情分析，本次教学设定如下教学目标：1核心素养目标科学观念层面，帮助学生进一步深化对浮力、结构稳定性与承载能力关系的理解，形成结构与功能相统一的科学观念；科学思维层面，引导学生经历建模、推理、优化的思维过程，提升工程思维和系统解决问题的能力；探究实践层面，让学生完整经历“提出问题-设计方案-制作原型-测试优化”的完整探究流程，提升动手实践和合作交流能力；态度责任层面，引导学生关注身边的环境问题，体会科学技术解决生活问题的价值，增强社会责任感。2跨学科整合目标科学维度：运用浮力、结构稳定性知识分析打捞船的性能，解决船体漂浮、结构稳定问题；技术维度：掌握简单切割、粘接工具的使用方法，能根据设计需求加工材料；工程维度：遵循工程设计的基本流程完成打捞船原型设计，能根据测试结果调整优化方案；数学维度：能通过测量、计算确定船体尺寸，核算材料成本，在预算限制下优化设计。044教学准备1教师准备第一，提前一周组织学生到周边社区河道开展实地观察，拍摄河道垃圾打捞的现场视频，对接社区工作人员录制需求说明视频；第二，准备分组实验器材：规格统一的盛水水箱、电子秤、刻度尺、不同材料对应成本卡、设计任务单、评价量表、半成品备用框架；第三，提前按照异质分组原则完成分组，将动手能力、思维能力不同的学生搭配分组，每组4人，提前明确分工：设计师、材料员、制作员、发言人。2学生准备提前完成实地观察记录，整理自己发现的河道垃圾打捞存在的问题，提前熟悉分组和分工要求。055教学过程设计5教学过程设计本次教学总时长65分钟，分为五个环节，循序渐进推进任务：1情境导入与问题提炼，时长10分钟我首先播放上周学生实地观察河道的视频，再播放社区工作人员的需求视频，提出核心任务：为社区设计一款小型河道垃圾打捞船的工作原型。之后组织学生分组讨论：打捞船原型需要满足哪些基本要求？我会引导学生逐步提炼出核心要求：能在水面稳定漂浮、能承载不低于100g的垃圾重量、总材料成本不超过20单位虚拟货币、结构简单适合小型河道作业。这个环节我会把控讨论方向，避免学生提出脱离实际的要求，引导学生聚焦可完成的核心任务，我发现经过真实情境导入，几乎所有学生都能快速进入任务状态，参与度远高于脱离生活的虚拟任务。2方案研讨与设计，时长15分钟我先引导学生回忆之前学过的浮力知识和结构知识，提示学生设计的时候要考虑重心位置、底面积大小对浮力和稳定性的影响，之后要求各组结合核心要求讨论设计方案，画出设计草图，标注各部分尺寸，计算需要的材料数量和总成本。我在巡堂过程中，会重点关注各组的成本核算环节，对没有进行计算就直接画设计图的小组，我会提问：如果你们预算超了怎么办？能不能调整结构减少材料使用？引导学生主动运用数学知识优化设计，解决了之前学生不重视计算的问题。3原型制作与中期调整，时长20分钟各组材料员按照设计方案领取材料，制作员动手加工粘接，设计师全程对照设计图调整，发言人整理本组的设计思路。我在巡堂过程中，只做引导不直接解决问题，比如遇到船体倾斜浮不起来的小组，我会提示：想一想，船的重心在哪里？怎么调整能让重心变低？引导学生自己运用所学知识解决问题，对进度特别慢的小组，我会提供提前准备好的基础船体框架，让他们只需要完成打捞结构的设计制作，保证他们能跟上整体进度，完成整个流程。4成果测试与互评交流，时长15分钟各组发言人依次上台展示本组作品，放到统一的水箱中完成测试：第一步测试能否稳定漂浮1分钟，第二步测试最大承载重量，第三步核对材料总成本，之后按照评价量表进行评分，先由本组自评，再由其他组互评，最后我做点评。这个环节我会鼓励其他组提出不同的优化建议，比如我之前上课的时候，有一组学生提出“可以把打捞网往前伸，减少船身受力倾斜”，得到了所有同学的认可，这个互评的过程能让所有学生都获得启发。5总结拓展与成果延伸，时长5分钟我引导学生一起总结本次设计制作中遇到的共同问题，以及解决问题的方法，之后说明本次的优秀设计方案会整理后提交给社区，后续会结合学校的拓展课程，制作可以实际使用的打捞船原型，放到社区河道试用，让学生感受到自己的设计可以真正解决问题，提升成就感。066教学评价设计1过程性评价我设计了全程记录的过程性评价表，从分工合作、方案设计、问题解决三个维度，对每个小组每一个环节的表现进行记录评分，过程性评价占总评的60%。我始终认为，STEM教学评价要重视过程，学生遇到问题并想办法解决的过程，比做出一个完美的作品更有价值，这也是培养学生抗挫能力和工程思维的核心环节。2成果性评价成果性评价占总评的40%，从漂浮稳定性、最大承载重量、成本控制、设计创意四个维度设置量化评分标准，清晰可操作，避免评价的主观性。3多元评价主体本次评价采用学生自评、组间互评、教师评价、社区校外评委评价结合的方式，社区工作人员会对提交的优秀设计进行点评，让学生获得真实的反馈，我之前的实践证明，这种真实的校外反馈能极大激发学生的学习动力。077教学反思预设1可能出现的问题与应对一是部分小组分工不合理，出现个别学生包办或者个别学生无所事事的情况，我会提前明确每个岗位的职责，巡堂的时候及时调整分工；二是部分小组完不成制作，我提前准备半成品框架，保证所有小组都能完成展示，体验完整流程；三是部分小组偏离功能需求，一味追求外观，我会在设计环节就不断提醒核心要求，及时纠偏。2后续改进方向对于学有余力的学生，可以后续结合信息科技课程，开展3D建模设计，打印定制零件，提升设计的精度，也可以结合语文课程，让学生撰写设计报告，提升表达能力。088设计总结8设计总结本次2026小学科学STEM教学设计，扎根小学生身边的真实问题，以落实核心素