基于STEM理念開展小學科學『技術與工程』領域教學的實踐研究

劉瑩

新教材小學科學《做磁鐵玩具》是一節典型的技術與工程領域課例。為了讓學生在學習的過程中提于綜合運用知識的能力與解決實際問題的能力，在實際課堂教學中，我將STEM理念融入課堂教學之中，以本節課為例，來談談我對基于STEAM理念開展小學科學“技術與工程”領域教學的實踐與認識。

一、基于STEM理念對教材進行調整

（一）教學內容

“做磁鐵玩具”是粵教版科學二年級上冊第3單元“磁鐵玩具”中的第4課，教材中本節課由兩個活動組成，活動1是了解生活中磁鐵的應用，知道人類利用磁鐵的特點制作產品，給生活帶來了便利;活動2為利用磁鐵的特點嘗試制作一個能上下彈跳的玩具。

STEM教育是以工程設計過程為主導，關注現實問題，注重在情境中學習。因此在實際的教學過程中，筆者沒有把活動1和活動2作為兩個單獨的活動分隔開，而是將活動活動1設計為本節課的情境導入，學生在情境導入中了解了磁鐵的性質，與接下來設計制作磁鐵玩具的過程融為一體，這樣更有利于保持學生思維的專注和連貫性，讓學生整節課從開始到結束都沉浸在情境之中。

（二）實驗材料

二年級的學生由于年齡特點工程與設計的能力較弱。因此在低年級，學生需要利用教師提供的材料和工具，教師為學生準備的材料既要簡單易操作同時又不能只是簡單的拼接，組裝。為學生提供有結構性的實驗材料，是幫助學生發展思維的關鍵。

教材中的實驗材料有兩種（材料1：兩個條形磁鐵、帶孔木板一片、塑料直桶一個、橡皮泥一塊;材料2：兩個環形磁鐵、紙蛙一只、圓木條一根、帶孔木板一片.），需要學生運用所學的磁鐵知識進行設計制作磁鐵玩具。教材中無論是條形磁鐵還是環形磁鐵均只為學生提供兩個，導致制作完成后的作品比較喧自一，學生的思維得不到有效發散。

STEAM課程與傳統的基于活動的教學的重要不同點就在于，前者更具挑戰性巨結果開放、允許多個正確答案。基于此筆者選用材料2作為本節課的實驗材料，并將實驗材料中環形磁鐵的個數更改為多個，學生可以根據自己的設計和需要自行添加環形磁鐵的數量個。多環形磁鐵使學生在設計的過程中，對于環形磁鐵的組合方式有著多種多樣的設計，更為開放不多樣性的結果使學生的思維更加發散，同時學生的創新能力也得以提高。

二、STEM摸式下的徽學流程

基于上述教學設計，開展了課堂教學，具體實施過程如下。

（一）創設問題情境

教師善于創設問題情境是開展STEM教育的關鍵。情境要基于學生的真實生活，引發學生對現實生活的關注，提出的問題要有一定的趣味性以激發學生內在的學習動機和興趣，同時問題要有一定的挑戰性以促進學生在原有基礎上獲得新的發展。

如在本課中教師借助圖片、視頻的方式向學生展示生活中常見的一些磁鐵玩具，并拍攝一些教室里使用了磁鐵的文具或教具，在課堂上向學生進行展示。請學生司論、交流這些磁鐵玩具分別利用到了磁鐵的哪些特點。接著設置問題“利用磁鐵的性質可以做出這么多好玩的玩具，你們想不想也動手做一個磁鐵玩具？”

（二）設計磁鐵玩具

在本節課中教師為學生出示準備好的實驗材料二紙蛙一只、帶孔方木板一片、圓木條一根、環形磁鐵多個。接著提出問題 “在制作一樣產品之前我們需要先偽針十么呢？”引導學生在動手制作前先進行設計工作。在設計磁鐵玩具的過程中，部分學生會出現天馬行空的設計或過于復雜的設計，這個時候教師要對其加以引導，使學生知道工程設計需要考慮可利用的條件和制約因素，需要基于材料來設計。為了更好的完成設計圖，可以請學生在制定設計圖先前基于材料在小組內進行討論。在學生嘗試動手之前先司論，可以充分發揮小組成員的智慧，更好地幫助他們對設計思路進行梳理和補充，在動手前先學會進行思考，這樣有利于更有目標的進行設計，培養學生思維的嚴謹性。STEM注重以學生為中心的主動實踐，所以在設計的過程中問題的解決都以兒童為主體，教師不應該直接提供答案，應鼓勵兒童自己根據已有經驗提出獨特的想法和解決方案，但對于缺乏實踐經驗和相關知識儲備的低年級學生來說，教師要在學生設計前先引導學生進行設計思路的整理，在學生進行設計方案的過程中要對沒有設計思路的小組進行啟發性的針對指導。

（三）制作磁鐵玩具

制作實物是實踐過程中的主體部分，學生大部分知識內容的獲得和技能、技巧的掌握都是在這一階段完成。在這一過程中，教師要發揮其指導、幫助、適當控制的作用。在動手制作磁鐵玩具的過程中，部分學生不會基于設計圖來完成制作，而是直接動手制作，這個時候教師要及時加以引導，隨著制作過程的深入開展，學生可能在制作的過程中會發現設計的不足，教師要提醒學生如果在制作的過程中發現需要修改，可以對設計圖進行改進并標注，讓學生意識到設計和制作是一個反復循環的過程。

在制作的過程中，教師引導學生以小組形式進行分工合作，相互幫助，共同提高制作效率。老師巡視的過程中對動手能力弱的小組進行制作的提示和幫助。

（四）展示與交流

當制作磁鐵玩具完成后，進入產品展示階段。產品凝聚小組成員的集體智慧，學習小組通過展示他們的作品來解釋小組的想法、觀點和理論。分享小組作疏可以鍛煉學生的表達能力。學生小組在分享作品的過程中，將概念性的東西通過實物展示出來，解釋其原理。借助大屏幕和實物，小組成員分工交流，一人匯報原理，其他幾人在旁邊用實物進行操作演示，全班學生可以清楚地觀察磁鐵玩具的制作原理以及使用效果。在進行分享交流時，學生不僅提高了語言表達能力，也有機會充分展示他們的想法和設計，讓學生有充分互相學習、互相幫助的初會。也為學生對自己產品設計的改進提供了滬昏路。

（五）評價與改進

STEM教育注重評價的過程，評價主體應做到教師評價、同伴評價，兒童自評相結合[2]。基于學生實踐內容與學情特點，制定了學生活動綜合評價表。

三、總結與反思

《做磁鐵玩具》一課是筆者面向二年段學生將STEM理念融人j果堂教學之中一次實踐和探索。本節課以工程設}日過程為主導，基于解決現實問題，注重在晴境中學習，以學生為中心的主動實踐，團隊合作與參與。反思本節課的設計與開展，筆者發現還有很多不足，例如本節課利用的磁鐵只有環形磁鐵，實驗材料不夠豐富，評價表的評價方式不夠多樣化及評價角度不夠全面化。

STEM理念的融入，實現了對現有教材進行更深層次的挖掘，而且在教材內容不變的情況下教學內容更加豐富。筆者將在今后的教學中繼續嘗試STEM教育理念與小學科學課堂中的融合，讓學生“學以致用”的需求得到實現，讓學生對更高層次知識探索的要求得到滿足。