STEM課程探究

王卓婭

2017年6月，中國教育科學研究院印發的《中國STEM教育白皮書》中“中國STEM教育2029創新行動計劃”指出：培養學生運用所學知識，創造性解決問題的能力是STEM教育的主要目標。在此文件的指導下，熱愛科學、提高科學素養和理解科學的能力成為中小學STEM教育開發的共識。

一、課程內容

“自制保溫杯”是小學五年級《熱》這一單元綜合實踐活動主題課。本項目基于STEM教育理念開展教學：根據學生認知特點，本專題選取學生熟悉的保溫杯為研究對象 ，讓學生整合自己科學、數學、技術及工程四個方面的知識。

科學：1.了解熱的不良導體，可以減慢物體熱量的散失;2.了解空氣是一種熱的不良導體。對應項目知識點：1.了解保溫杯的基本結構組成;2.了解不同的保溫結構特點以及保溫方式;3.通過保溫材料實驗知道保溫原理。

數學：通過實物和具體模型了解橫截面的概念。對應項目知識點：1.了解橫截面的知識，學會畫保溫杯的橫截面結構;2.學會保溫杯的制作成本計算。

技術：1.了解工程師的設計和發明過程;2.了解科學技術對人類生活的影響。對應項目知識點：1.學會認識、區分不同保溫的材料;2.了解保溫杯對日常生活的影響。

工程：1.利用繪圖將創意與構想轉化為模型或實物;2.簡單評估完成一個產品或系統的可行性;3.多方面評價工程設計。對應項目知識點：1.能夠利用橫截面，繪制保溫杯設計圖;2.能夠根據保溫圖設計圖制作保溫杯模型;3.學會關注模型制作過程中產生的各項成本。

二、評價方式

自制保溫杯的探究項目預制了評價量規，這種預制的形成性的評價方式不僅有利于教師明確自己的目標，使教師知道“我應當怎樣”，其中的三個評價等級，還有利于過程性評價的實施，從而確保了實施的質量。使用分級認知目標，制定評價量規，其中價值體認和責任擔當為學生自評，習慣與策略為小組同伴互評，創意物化和問題解決為眾評。

三、實施過程

“自制保溫杯的探究”項目的教學共有五個活動環節：提出問題、準備階段、闡述制作、展示評價和拓展提升，共用32課時。活動過程中4人一組，以小組合作的形式，探究完成任務。

四、實施成果

（一）基于小學五年級綜合實踐活動開發STEM課程對學生學習興趣的影響分析

為了檢驗基于小學五年級綜合實踐活動開發STEM課程對學生學習興趣的影響，在教學開展前后利用問卷星分別對學生進行問卷調查，從結果可見本項目達到課程目標：培養學生創造性解決問題的興趣。

（二）基于STEM理念對學生能力的效果分析

研究從定量、定性兩個方面分析基于STEM理念對學生能力提升的效果，并依據本課程的目標培養能力重點從兩個方面進行來分析：一是學生的研究記錄單，二是問卷數據。從數據可見學生三方面的能力都有小幅提高。如果把能力分為模仿、應用、創造三個等級，從學生在記錄單上單薄的只字片語，便可知道學生的能力還在初步模仿階段。

五、反思

（一）在學生身邊的問題是否就是真實情景下的問題

在創設真實情景時，我只是引導學生提出解決無論溫度高低不需更換保溫杯的問題，明確了評價標準，但沒有引導學生分析真實生活中的限制條件，還不符合提出問題的要求：創設一個真實情景，定義一個工程問題，明確要求和限制條件，明確評價標準。

（二）怎樣遵循工程設計循環嘗試產出解決方案

在闡述制作環節，力求改變不是小制作、小實驗，要體現工程設計的循環，學生的改進多體現在外觀。我想是引導學生通過測試、改進反復迭代達成最終方案這個環節做得不夠。

（三）用什么方式或工具來展示或解釋他們的成果

在展示評價環節，可以引導學生可以利用圖表、報告、設計圖、模型等多種形式展示、分享在其過程中遇到的問題及解決方法，但是學生多數是通過模型和小組在制作過程中取得的成就來表達，內容較空洞。為此，我們很有必要在每次小任務小活動完成后及時進行反思和積累。【本文系廣州市教育研究院2017年度立項課題“基于小學五年級綜合實踐活動開發STEM課程的研究（GZJY2017-122）”的研究成果】

責任編輯 徐國堅