探索融合的STEM學習

張雷 蔣玉琴

【案例背景】

在2017版新《小學科學課程標準》中，關于科學、技術、社會與環境分三個方面描述：科學技術與日常生活的聯系、科學技術與社會發展的聯系、人類與自然和諧相處。并提出1-2年級的學段目標：了解生活中常見的科技產品及其給人類生活帶來的便利;了解人類可以利用科學技術改造自然，讓生活環境不斷改善。

隨著小學科學新課標的頒發，越來越多的教師開始重視工程與技術這一版塊的教學。今年9月，我有幸成為我們學校第一批教育部審定的2017版一年級《科學》的科學教師，在教學過程中深刻體會到技術與工程領域學習對提升孩子科學素養的重要性，在教學過程中也有一些自己的思考。

【教學案例】

一、問題聚焦

一年級的學生對周圍的事物充滿了好奇，并對一些生活現象有初步了解，但未形成系統的知識。在前幾節課教師的指導下，學生通過觀察、閱讀、制作等活動，了解了工程師的職業特點。學生也意識到工程師和科學家不同，科學家探索世界以發現科學原理，而工程師根據科學原理設計實際應用的產品，這些產品給人類生活帶來方便和舒適。

本項目學習，是一年級的起始階段的自由研究，從學生剛接觸到的“做小車”活動拓展開來。這次項目學習，學生需要圍繞“用氣球讓小車動起來”和“怎樣讓小車開得更遠”兩個問題開展工程實踐活動。雖然活動內容比較淺顯，但學生將經歷從明確問題到展示分享的全過程，他們一定會收益良多。

二、設計與制作

活動一：讀圖、看光盤視頻了解汽車的發展歷史，了解 150年來更多日用生活產品的變化。

為了讓學生更直觀地了解，老師要預先準備更多相關資料。讓學生觀察汽車的構造特點，利用已有的科學知識進行分析，汽車是如何運動的。在學生交流的基礎上，出示 “給小車裝上輪子”的活動中學生的作品，思考：這輛小車怎么動起來呢？（師：怎么讓這輛小車動起來呢？生1：用手推。師：如果要在你松手后，小車自己動起來呢？生2：放在斜坡上。師：如果小車放在水平路面呢？松手后小車怎么能自己動起來呢？生3：加裝牛筋。生4：綁定一個氣球。通過不斷的追問，學生意識到工程師的產品是在不斷改進的）…… 教師通過一系列的追問，進行頭腦風暴，學生認識到優秀的產品是從不斷設計并改進中產生的。

通過活動，學生體會生活中的科技產品給人們帶來的便利、快捷和舒適。感受到人類運用科學、技術和工程，創造了豐富多彩的人工世界，改變了人類的生活。

活動二：用與工程師活動類比的方法，指導學生設計、制作氣球小車并進行改進、交流。通過分析并設計“怎樣用氣球讓小車動起來”，讓兒童經歷一個工程師工作的基本環節：工程問題→設計→展示→交流（改進）→作品

師：怎樣用氣球讓小車動起來呢？

生：把氣球固定在小車上？需要用到哪些材料？

師：把你的主意畫下來。

生：畫自己的意圖。

集體交流學生的設計，并加以改進。

師：你要用到哪些工具和材料呢？

生：吸管、氣球、雙面膠、細繩、剪刀。

師：讓我們動手，來實現自己的夢想。

生：集體展示作品

生：交流（改進自己的作品）

生：展示改進后的作品

通過活動，我們從學生剛接觸到的做小車活動拓展開來，設計了“用氣球讓小車動起來”的工程實踐活動。雖然活動內容比較淺顯，但學生將經歷從明確問題到展示分享的全過程，學生受益良多。

活動三： 通過“怎樣讓小車盡可能跑得遠”這問題，認識到工程技術領域的問題多和“怎么辦”和“怎樣會更好”有關。活動中讓學生想辦法把氣球粘到小車頂，想辦法讓氣出得慢一點、時間長一點，以便讓小車跑得遠一點，達到領會“設計”的基本含義（先想后做，不要一上來就動手）的目的。通過展示自己做的小車，經歷表達和接受他人評議的過程，體會互動交流，聽取他人意見的好處。

師：怎樣讓小車盡可能跑得遠呢？

生1：用細管子，氣可以出得慢一點。

生2：可以多粘幾個氣球。

生3：--------

師：試一試，把你們的想法實現出來。

生：制作

小組比賽，誰的車子跑得遠

生：交流自己的設計和作品。

生：評議對方的作品。

生：說說通過活動后的感受。

通過第三課時的學習，學生了解到工程設計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進和完善。在交流過程中，學生對自己和他人的作品提出改進建議。

【案例反思】

通過教學實踐，我感到本課的教學設計還是比較成功的，在學習中力求讓學生體驗一個完整工程設計、交流并展示的過程。本課教學設計的重點是設計怎樣引導學生經歷工程師的創造過程，而不是指揮學生去重復探究過程。在教學上，不要在表面形式上做文章，要真正落實到孩子心靈上，讓他們舒心地去做比較感興趣的事，我覺得那就達到了我們最高的境界。當學生遇到失敗，教師要鼓勵學生善于在失敗中找原因，同時進行科學思想、科學態度教育。有時我們需要這樣的失敗為我們提供教育的機會，為學生提供深入探究，進行辯論的機會。

本課通過三個學生活動，我也深刻體會到STEM教學，本質上就是學科的融合，是對學生各種能力綜合性的培養。我們要充分挖掘教程中已有資源，不斷改變我們的課堂教學，建立屬于科學課所特有的一種STEM的課堂模式。STEM活動過程中，如何有效開展，我認為：1.問題的提出非常重要。2.以帶著問題設計產品為主線。 3.交流、展示產品并不斷改進，在交流過程中需要正確評價自己的能力所具備的條件，愿意與他人交流，愿意傾聽別人的意見。整個STEM活動，更要注重過程，而不停留于科學現象和科學知識;在課堂學習后，學生能把課堂所學的帶入到生活中去，真正提升學生的科學素養。

【作者單位：宜興太華小學 ?江蘇】