基于STEM的小學科學高年級課程教學設計與應用策略探究

周浩然

【摘 要】小學科學教育工作對于培養我國全民科學教育以及科學素養有著極為重要的作用。傳統教師授課模式無法滿足科學教學對于學生實踐能力培養的根本要求。STEM課程教學的根本目標是推動科學技術的創新以及發展，從而有效的提升我國的核心競爭力。本文從驗證型、探究型、制造型以及創造型四個方面，系統闡述了STEM教學模式在小學科學高年課程教學設計中的應用形式。

【關鍵詞】STEM；小學科學；課程設計；應用

【中圖分類號】G613 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）33-0253-01

一、驗證型應用形式

教師在小學科學教學過程中可以設計驗證型教學形式，首先依據教學重點設定的明確教學目標，確定在課堂中應用的預設問題，其次，教師在課前要精心設計課堂評價與具體實施方案等內容，對教學重點進行分析。比如，基于STEM的“牛頓第二定律”在課程中驗證型應用形式設計主要為以下幾個步驟：第一明確課程問題，教師向學生呈現改變物體運動狀態的外力作用，并通過實驗對問題進行驗證；第二設計課程方案，教師準備打點砝碼、小車、計時器等教學用工具，對教學內容進行分組方案設計；第三評估方案，教師與學生進行互動，鼓勵學生積極參與到學習中來，師生之間通過探討來完善評估方案，確保評估的準確性和可行性；第四實施方案，驗證加工方案的合理性；第五對數據進行分析，教師可以采取相關智能設備對數據進行處理，并分析篩選出有效數據；第六分享反思，教師要及時對實驗過程進行評價，深化學生對教學內容的理解，同時對實驗步驟反思改進與學生一起探討分析課程中的重點實驗內容。

二、探究型應用形式

探究型形式在小學科學課堂應用過程中，教師要引導學生去發現課程中的未知現象并對其進行解釋，教學的關鍵環節為收集數據分析數據，讓學生對結論進行解釋。比如，教學關于空氣污染的STEM課程，設計教學步驟如下：第一讓學生通過調查去了解空氣性質，然后指導學生以拼圖的形式來呈現空氣的構成與成分；第二深化學生對空氣質量指數理解和認知，教師設計形象的信息圖表，向學生展示控制空氣質量的信息，并讓學生明白圖表的應用方法，促使學生在不斷的探究過程中理解并掌握空氣污染的最終來源；第三講解污染物受大氣運動的影響過程；第四讓學生理解溫室效應，通過制作模型進行解釋；第五師生互動，通過討論探究出現地球臭氧空洞的原因和影響，并對相應有效補救措施進行探討；第六對室內污染物產生的來源進行探究識別，并探尋有效的防范措施；第七為了深化學生對治理空氣污染設備的理解，教師可以采取制作空氣模型的方式，讓學生認識并掌握相關設備，從而加強學生對問題的認識。

三、制造型應用形式

基于STEM制造型教學形式在科學課程中的應用，是綜合運用STEM知識的過程，教師在課堂中引導學生對物品進行加工改進，制定培養學生實踐能力的教學目標，然后教師通過向學生講授設備制作過程和相關知識后，對問題進行反思并加深理解。比如，教學“電報機的制作課程”時，設計教學步驟如下：第一步創設學習情境，教師通過設計情境問題來引入教學內容，課堂中拋出遠距離信息傳輸的疑問；第二開展設備培訓，加強學生對電報機功能的理解；第三模仿制造，教師指導學生分成若干小組，并運用新知來制作簡單模型；第四知識講解，學生制作完畢后教師向學生詳細講授電報機的構成原理；第五協同改進，教師組織學生以小組形式，對制作的模型進行研究探討，要求學生在充分探究其原理后，以小組為單位匯報模型有待改進和完善的地方；第六分享反思，教師組織學生對本次課堂實踐活動發表意見，讓學生在不斷反思中進步成長，比如，該怎樣制作才能確保電報機的傳播路徑？促使學生可以將理論知識與實踐充分結合，從而全面提高課堂教學效率。

四、創造型應用形式

基于STEM知識在科學課程中應用創造型教學模式，教學目標讓學生對物品進行設計制造，同時引導學生對物品進行設計、創新、改進，從而加強學生對知識概念的掌握。比如，教學“報警器設計”知識內容時，設計教學步驟如下：第一創設教學情境，教師為學生講授關于報警器的情境故事，加深學生對設計知識的理解；第二引導創新，首先教師詳細為學生講解關于電路的工程原理，同時指導學生對工作原理圖進行繪制；第三協同設計，教師指導生生之間通過互動探究，來設計報警電路系統，并讓學生對設計的原理進行匯報；第四制造驗證，制作完畢后指導學生對報警電路系統的有效性進行檢驗；第五應用改進，檢驗后學生之間通過討論，探尋報警電路系統有待完善和改進的地方，第六分享反思，學生將創新完善后作品進行展示，并通過相互之間的交流反思優化過程中存在的不足，從而有效促進學生發散思維能力的提升，全面提高學生對知技能的掌握和理解。

結語

實踐結果表明，STEM教師在小學高年課程中的廣泛應用能夠充分提升學生學習積極性，學生能夠在探索的過程中建構知識。從學生作業完成情況中也能夠更加清晰的看出學生對于科學知識的掌握情況，可以更加熟練的使用知識。

參考文獻

[1]王賢平.基于STEM教育理念的小學科學教學策略[J].教育研究與評論（課堂觀察），2017（2）：86-88.

[2]樓曙光.基于STEM教育理念的小學科學教學策略[J].中國校外教育，2017（34）：12-12.