以“斜面的作用”為例淺談運用STEM設計研究

邱婉玲

摘? 要：隨著我國的教育改革工作不斷深入，傳統的教學方式已經不再適用與現代的教學模式，在小學時期，科學教學是一個相對來說較為重要的學科，但是在小學科學教學中存在著很多的問題，需要不斷的改變教學方法來解決此類問題。而STEM將四門學科融合成一體，可以更好的解決學生學習過程中存在的問題，并對學生的創新精神和實踐能力進行培養，十分符合當代的教學改革。

關鍵詞：STEM教育;小學科學;策略

【中圖分類號】G622.0??? 【文獻標識碼】A?????? 【文章編號】1005-8877（2020）24-0127-02

眾所周知，STEM作為時代所需求的產物，是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）四門學科的英文首字母的縮寫。而且STEM教育具有整合性、探究性、合作性以及體驗性等特征，可以有效地培養學生的創新精神，讓學生在學習過程中學習到更多的知識，并給小學科學課程的教學改革提供了新的途徑以及解決方法。

1.什么是STEM教育，STEM教育的意義何在

起源于美國的STEM教育是科學、技術、工程以及數學四門學科的首字母縮寫，但是STEM并非是簡單的四門學科的組合，而是貫通學科知識并聯系真實世界、以問題為向導從而形成嚴謹的、系統化的學習經驗，這種學習方式被運用到各門學科的教學模式中，從而促進教學改革的不斷深化。構建小學STEM課程可以讓學生的綜合素質有效的提高，并且對于增強學生學習興趣以及培養學生的責任感有著良好的助力作用。在當前的教育改革中，STEM教育在國內進行有效的開展，所以將STEM教育與小學科學融合在一起進行教學，可以讓學生提高自身的邏輯思維能力，讓學生更好地理解小學科學所要表達的理念以及熟記小學科學教材中的知識點。

同時，把STEM教育有效的融合到小學科學的課堂教學中，可以讓學生在學習過程中體會到學習的趣味性，從而激發學生對于科學學科的學習熱情，并在學習中感悟到科學的魅力以及科學實驗帶來的奇妙體驗，這會讓學生更有動力提升自身的科技創新能力，還會讓教師的教學模式看起來更加新穎，從而提高教學的效率。

2.以“斜面的作用”為例進行教學設計

在小學科學六年級上冊第七課，“斜面的作用”作為重點教學內容出現在教材里。在教學過程中，教師可以引導學生對斜面產生自己的理解。首先斜面在生活中運用廣泛，而且也可以作為一種省力且便捷的工具。在知識層面我們可以這樣理解，關于斜面的知識具有一定的基礎性，所以對斜面的作用以及理解，與高年級所學的“力”有著密切的聯系，同時也與摩擦力有一定的關聯。學生可以通過探究合作以及小組之間的共同學習，思考斜面的作用以及與斜面相關的問題。在小學科學教學中，我們可以用“斜面的作用”作為例子進行這樣的教學設計：

（1）學情分析為教學提供思路

小學六年級的學生已經初步掌握了關于科學的一些知識，例如，學生對于斜面以及摩擦力已經有了一定的初步了解，并且能夠了解產生摩擦力的原理。同時也知道在探究斜面的作用力時，必須要充分的考慮到各種因素。其次，學生對于小學科學探究過程的步驟，以及制定簡單的探究計劃，已經有了大致的了解，并且在探究過程當中已經初步具備了科學素養，并且能夠用較為科學的方式去整理信息，開展過程，并且解釋結論。最后，針對于科學過程當中的繪畫內容融合，學生能夠根據實際情況簡單的繪制斜面結構，而且也懂得收集數據，并且做分析處理。

（2）發現問題，并通過創建情景的模式提出問題

首先教師可以運用自媒體給學生看一些與斜面相關的視頻，例如：利用斜面把沉重的物品從貨車上卸下來、利用斜面進行滑板操控練習、利用斜面做成的兒童玩具滑梯等，然后從中拿出一個例子來引導學生進行思考。比如，在現實生活中，搬運工人們常常利用一個斜面，把沉重的物品通過這個斜面轉運到地面上，然后問學生“為什么搬運工要利用斜面運輸貨物呢？”“從這個案例中我們可以得到什么答案？”“斜面究竟有什么作用呢？”或者“我們應該怎樣設計想要的斜面呢？”以生活實例創設情景，能夠激發小學生探究欲望，為小學科學探究活動的開展服務。

（3）通過分組進行實驗的設計

為了讓每個學生都參與到教學過程中，教師可以按照學生的學習成績、性格特征、課堂活躍度平衡的分成不同的小組，每個小組盡量包含思維能力不同以及較為活躍的學生。帶著這些疑問，讓學生進行實際的操作試驗。教師可以引導學生拿著簡單的工具來做實驗，例如：一塊簡單的平滑的木板、重量相同的砝碼以及玩具小車，使用這些道具，可以讓學生通過玩具小車在傾斜的、平滑的木板上移動，從而讓學生在實際的操作過程當中快速的理解教材中所要表達的知識點。在教學過程中，教師通過學生的實驗以及實驗記錄，及時的對學生進行錯誤上的糾正，并觀察每個小組的實驗進度，鼓勵學生積極參加實驗設計過程，并通過不同的實驗方式得出結果。

（4）得出結論并進行小組交流

教師根據學生得到的結論以及實驗數據進行適當的引導，讓學生用STEM教育中的科學、技術、數學以及工程知識對“斜面的作用”進行解釋以及探索。例如，學生可以結合數學思維，推論斜面作用力。并且還可以運用其中的數學思維進行推理運算，去發現實驗中數據的規律并得出實驗的結論：斜面可以省力，且坡度越小的斜面省力效果越高。對學生初步了解斜面的作用后，教師又可以引領學生，通過實驗的方式進行驗證。之后教師可以倡導學生在試驗中進行交流，讓學生各抒己見，勇于表達心中的想法，基于和諧氛圍下的交流能夠讓學生的探究和思考更加的完善。隨后教師要對各個觀點進行公平的判斷，從而體現STEM教育的開放性特征。

（5）做好反思，提出展望

基于STEM教育理念開展的斜面作用探究活動，學生已經初步運用科學知識和思維，在設計過程當中經歷了分析問題、查閱資料、設計方案、構建圖紙的過程，而且學生也能夠較好的聯系生活實際，通過與其他學科的知識建立聯結，把問題和知識聯系起來。在整個過程當中感受到了各學科的融合，讓學生在多領域知識的探究活動當中不斷改進，在一定程度上提升了學生的綜合能力。但此次探究活動仍存在些許問題，首先是表現為學生在剛開始活動中出現的一些天馬行空不切實際的想法。其次，在小組討論過程當中，學生也存在討論效率低的現象。小學科學課程是一門涉及到廣泛領域的學科，學習知識也比較繁雜，而且單元具有整合性的特點，知識之間的聯系性較強，由此，教師應該要結合STEM教育理念，加強知識聯系，整合多學科，培養學生全面能力。

3.結語

在小學教學過程中，小學科學這一科目的重要性不言而喻，在教學中我們以“斜面的作用”作為特別案例，并運用STEM教育進行小學科學的教學設計，在這一過程中，不僅可以讓學生更加熟練的掌握到教材中的知識，還能提高學生綜合運用所學知識解決問題的能力，讓學生對教材中所講的知識點產生興趣，從而對小學科學這門科目產生好奇心，提高學生解決問題的能力和探究欲，給學生未來的學習道路奠定了良好的學習基礎。

參考文獻

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