STEM教育視角下基于館校合作的小學科學課程案例設計

彭遠慧

摘?要：教育改革背景下，多種新型教育理念的涌現，為教學創新提供了更多可能。小學科學是一門實踐性較強的課程，隨著STEM教學理念的提出，課程教學模式已發生明顯變化，其不再局限于單一的教學課堂，更是延伸到課堂之外，側重于培養學生的綜合素養。本文將立足于館校合作，對STEM教育展開研究，分析了博物館對小學生的教育價值，列舉博物館課程案例，重點討論了相應的措施，以供參考。

關鍵詞：STEM?博物館?小學科學?綜合素養

新課程標準要求，小學科學教學必須重點開發并利用校外資源，以此來豐富教學內容，創新教學模式，打造更為高效的科學課堂。傳遞知識、培養技能是學校的基本任務，但若是僅僅局限于教材文本，必然難以滿足新時期小學生的學習需求，甚至會限制他們的思維發展。新形勢下，STEM貫徹落實至教育領域，同時館校合作模式不斷推進，博物館已成為提供豐富學習資源的主要場所，不僅完善著課堂教學，也促進著博物館教育的持續更新。以下則是筆者就此的分析與論述。

一、STEM教育的研究

（一）興起與引進

經濟全球化的背景下，社會各界迫切需要科學技術型人才，此時STEM教育應運而生。這一理念首次出現在美國，之后經過大量教學實踐探究，逐漸發展成為具有綜合性的教學模式。現如今，我國已引入STME教育理念，將其落實到教育教學當中，力爭培養復合型優質人才。

（二）教育與素養

STEM既是一種教育理念，也是一種教學策略，從理念層面分析其更加側重于不同學科的整合，從策略方面分析其更加側重于理論結合實踐、知識融入工程設計。總的來說，STEM教育是通過多元化方式，構造情境，引導學生展開實踐探究，并實現課程整合。STEM素養包括科學素養、技術素養、工程素養以及數學素養。

（三）特點

1.跨學科

教育改革背景下，STEM教育應用范圍更加廣泛，在培養學生綜合素養方面發揮出明顯的優勢。科學技術高度發展的今天，單一的課程教學出現弊端，將STEM教育落實到教學過程中，不僅打破了學科之間的界限，而且可聚焦于具體的問題，實現跨學科教學，有利于提高學生綜合學習能力。

2.趣味性

STEM教育重視學生的課堂探究以及探究過程中的親身體驗，確保學生能夠真正地感知學習的樂趣。在項目設計中，融入更多新的元素，增添課堂教學的趣味性，保持學生的學習熱情，促使學生展開自主探究。

二、博物館對小學生的教育價值

與一般課堂教學相比，在博物館展開課程教育具有開放性的特點，可為學生提供更多的資源，可充分調動學生的探究熱情。館校合作下的課堂教學，更加注重引導性、探究性的問題，這些問題與學生實際觀看的內容以及生活經驗息息相關，最終必然也會產生多元化的結果。博物館內含有大量可用于教學的資源，可為學生帶來直觀的視覺體驗，在整個學習過程中學生能夠展開自主探究，通過提問、互動、交流，對相關知識有更加全面的理解與認知，逐漸形成一定的自主探究思維。針對小學科學教學，最佳的“合作對象”為科技類博物館，雙方共同設計教學方案，在科普科學知識的同時進行教學指導，促使學生將參觀的內容與科學知識銜接到一起，去細致觀察、認真品味、不斷思考，拓展知識視野，真正地理解科學原理以及科學本質。由此可知，博物館內的展品就是另一種知識形態，參觀這些展品就是在學習，新形勢下館校合作在小學科學教學中的教育價值不可替代。

三、STEM教育視角下以館校合作為基礎的小學科學課程案例設計具體方案

（一）基本信息

本案例課程主題選為小學科學《生活中的能量》，這一課設置在小學高年級，主要教學對象為高年級小學生。基于館校合作的具體地點選在M市M博物館三樓活動室展區，該博物館屬于科技類，館內含有大量的科技元素。授課時間為上午8∶30～12∶00下午14∶00～17∶00。STEM教育視角下，將博物館視為主要依托，根據學生的個性特點以及學習能力，優化教學目標與教學設計，強調自主探究，有效培養學生綜合素養。

（二）教學目標

1.科學知識與技能

對生活中的能量有一定的了解;認識到任何工作、運動都離不開能量;從科學的角度，認知能量轉化原理;掌握如何更好地利用能量。

2.科學態度與創新意識

以小組合作為主，增強學生合作意識;真正地體驗到科學實驗探究的樂趣;拓展學生個性思維，鼓勵學生提出創新思路。

3.科學探究與工程技術

結合科學原理，完成課堂小實驗;熟悉探究過程，順利完成項目設計;通過交流與反思，進行優化，完善本組設計成果。

4.科技與現實生活

提升學生能源保護意識;了解能源與生活的密切關聯;從能源合理開發角度出發，正確認知可持續發展。

（三）教學內容

STEM教育視角下，以6E教學模式為主，具體教學內容如下：第一，引入環節，教師帶領學生，進入科技博物館展區，利用博物館AR技術，體驗3D模擬駕駛，適當地設置問題，自然地導入課堂教學核心內容“能量”。在展區內參觀，豐富學生文化知識，并使學生產生更加濃郁的探究興趣;第二，探究環節，進入活動室，科學分組，回顧已學知識，重點解析實驗材料、實驗步驟，各小組學生自行選擇，設計靈活的探究實驗;第三，解釋環節，各小組指定一名代表，展示本組探究成果，教師進行補充與總結，解答學生提出的問題，幫助學生理清思路;第四，拓展環節，帶領學生回到展區，要求他們細致觀察，對能量轉化裝置有一定了解，并延伸到日常生活中;第五，豐富環節，著重強調學生工程設計意識，采取小組合作法，要求學生結合本次參觀博物館的所見所聞，選擇適宜的材料，協同完成“動力小車”制作，之后進行作品展示，教師提出針對性的意見，幫助學生進一步完善;第六，評價環節，存在于以上各個環節之后，以自評、互評、師評為主，實現綜合性評價，使學生可從客觀的角度認知本堂課的個人表現。

（四）教學過程

1.重點參觀展品，獲得直觀感受

博物館館員與教師共同協作，教師是引導者，館員的主要任務是介紹展品，為學生答疑解惑。教師帶領學生進入展區，觀賞展品，利用AR技術，體驗模擬駕駛，設置問題“同學們，這些飛機、火車運行時需要能量嗎？你們知道它們是怎樣獲得能量的嗎？”以問題來激發學生的探究熱情。重點參觀的展品有飛機、火車、蒸汽機車、扇車以及不同的發電“裝置”。通過觀察，學生能夠了解到更多形式的能量，并聯系到日常生活，理解能量的相互轉化，逐步完善科學認知框架。教師時刻觀察學生的表現，提出一定的認可與表揚，增強他們的自信心。

2.展開探究實驗，自主操作實踐

在博物館館員的耐心講解以及教師的適宜提問下，學生對能量的形式、種類有了充分的了解。此時，再引入生活中學生熟悉的事例，促使學生展開深度思考，結合生活經驗，自主探究能量轉化。將學生帶入提前布置好的活動時，提供相應的實驗探究材料，科學分組之后，下發實驗記錄表，給予適當引導，幫助學生明確實驗思路。本次探究實驗準備的材料較多，各組學生可自行選擇其中2～3件，結合所學知識以及參觀的內容，探究能量是如何實現轉化的。在此過程中，教師應把握各小組的探究進展，若是發現某一組學生思維受限，及時指導，督促每一位學生真正參與探究過程，對學生正確的想法提出表揚。

3.展示探究成果，加深學習體驗

每一小組指定一名代表，將本組的探究過程展示出來，分享給其他小組，并解釋為什么會得到相應的結論。各小組之間展開互動與交流，教師在一旁監督，了解學生存在的問題，之后，再進行統一點評，做出總結，從科學的角度出發向學生重點解釋能量轉化原理。通過這樣，一方面，可增強學生的表達能力，拓展學生的多項思維;另一方面，可使學生認清自身不足，走出認知誤區，汲取他人成功的經驗，從而進一步提升自我能力。

4.再次進入展區，實現答疑解惑

帶領學生再次進入展區，在不破壞展品的前提下進行自由活動，填寫記錄卡。此過程中，博物館館員可向學生講解重點展品，加深學生的記憶與理解，使學生可對科學原理有更全面的了解。學生可指出自己最感興趣的展品，尋求博物館館員的幫助。之后，教師收回記錄卡，進行打分，總結學生的學習成果以及學習收獲。

5.布置項目任務，培養綜合能力

豐富環節布置項目任務，主題為要求學生利用材料設計“動力小車”，各小組進行比賽，看看哪一組設計的小車可以跑的最遠。為學生提供的材料主要有橡皮筋、木板、車輪、剪刀等，給予針對性的引導，使學生可重點思考“設計‘動力小車，應當考慮哪些因素？”小組分析探究，完成項目設計。接下來，教師鼓勵學生展示成果，將設計過程中遇到的問題呈現出來，說一說是如何解決的。之后，各小組進行比賽，以比賽來調動學生積極性，使學生始終飽含熱情。

（五）教學反思

本次教學實踐是在科技類博物館完成的，充分融入了STEM教育理念，并將課堂教學細致劃分為多個環節，對豐富學生學習體驗、培養學生綜合素質創造了有利條件。但因館校合作下的教育教學涉及的層面較多，在實際教學過程中對學生的評價存在缺陷。此外，本次課程實踐選取小學高年級科學教學內容，使用范圍有著明顯的局限性，盡管引入了項目工程設計，但若是未能充分把握學生的學習實際，很難全面保障教學質量與效果。要想進一步打造更為高效的科學課堂，科學教師與博物館館員必須協同合作，不斷完善教學設計，豐富教學資源，貫徹落實STEM教育理念。

四、結語

綜上所述，新形勢下將STEM理念落實到館校合作小學科學課堂已然成為最為有效的教育改革途徑。因此，現階段應認識到博物館對小學教育教學的價值，并從課程案例分析中汲取一定的教學經驗，強調學生的探究意識，側重于培養學生的綜合素養，從而促進學生的全面發展。

參考文獻

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