基于STEM理念的“五環”體育探究教學設計

牛弟勝 牛力軍

摘 要：為探究 STEM 教育理念，實施體育教學的有效方法，從STEM問題導向模型、STEM教育理念、STEM體育核心素養、STEM體育教育支架等四個方面闡述STEM 教育思想;并從“創設問題”“交流探究”“做出結論”“轉化能力”和“激勵評價”設計“五環”體育教學流程;以“問題發現”“領會探究”和“反復驗證”三種探究策略作為對比，提出基于STEM 理念的“五環”體育教學案例設計，以期為STEM 教育和體育學科的融合發展提供參考。

關鍵詞：STEM教育;體育;教學策略;教學設計

中圖分類號：G807.3 ?文獻標識碼：A ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.02.003

基金項目：2020年度甘肅省“十三五”教育科學規劃課題“基于STEM 教育理念的體育教學設計策略研究”（課題編號：GS[2020]GHB1528）

收稿日期：2021-03-14

作者簡介：牛弟勝（1980-），男，甘肅通渭人，本科，高級教師

研究方向：體育教學

STEM教育是一種跨學科教育，鼓勵通過綜合多學科范疇解決基于現實的問題。將STEM教育理念應用于體育教學，有助于學生運動技能的聯系化、科學化和理論化，提高學生體育學科核心素養。體育運動的過程能豐富學生的體驗，幫助學生內化體育知識，并滲透到其他學科領域，同時其他學科的相關理論也能支持體育學科的發展。例如，把復雜的技戰術與科學作戰相聯系，把技術動作與物理和數學知識相聯系，這樣便突破了單一學科的局限性，更有利于引導學生通過多學科知識探究尋找最優方案。體育教學也應該通過各學科之間的整合與聯系，促進學生科學運動與鍛煉，提升學生的探究能力和實踐能力。在此背景下，有必要積極探索STEM教育與體育學科的融合創新。然而，從傳統體育向跨學科體育的轉型，仍然缺少較成熟的教學模型。為此，研究提出了基于STEM教育理念的“五環”體育教學設計，為體育教學提供一種新思路。

1 基于STEM教育的“五環”體育探究教學模式

1.1 “五環”體育探究教學流程設計

“五環”探究體育教學模式借鑒STEM教學活動提出了“創設問題、交流探索、做出結論、轉化能力、激勵評價”五個主要環節，并在STEM教育背景下設計相應的教學流程，使教學環節之間環環相扣、層層遞進，具體包括：觸發STEM概念→構建STEM概念→領悟STEM概念→STEM技能遷移→STEM能力評價（見圖1）。

1.1.1 創設問題

在體育課前，教師要了解學情，聯系生活實際創設問題（學習）情景，將課程內容變成有意義的問題交流活動和反復驗證過程，引發學生對運動問題的探究，促進新舊知識之間的聯系，培養學生多元化運動思想，激發學生的探究意識并主動總結課堂知識。例如：在接力跑教學中，如何利用接力區站位提高起跑速度？如何提高傳接棒速度？選用哪種接棒方式最有效？帶著這些問題逐一探究。

1.1.2 交流探索

交流與探索是“五環”教學設計最重要的環節。它要求學生根據教師提出的問題，或者在探索過程中產生的問題，通過討論與交流尋求解決方案，啟發學生在探究過程中通過仔細觀察和描述、分類比較、推理、交流與討論尋找運動規律或動作之間的關系。在接力跑技術教學實踐中，教師引導學生思考選用不同的技術方法會得到不同的效果，通過多次練習觀察學生成績的變化，從比較、推理中構建多元技能。針對持球練習動作改進過程有利于形成學生高階思維技能，這也是STEM教育創新思維開發的主要階段。

1.1.3 做出結論

這是STEM體育教育的知識梳理環節。做出結論就是揭示探究的目標與結果。在完成探究后，學生通過“教師提問→學生回答→練習辯論→得出結論”進行梳理，由于探究問題是開放性的，因此得到的結論也會多種多樣。教師通過學生運動練習提出解決方案，并尋找運動技術的理論支撐，在探索概念時強調學科之間的融合與聯系，為學生STEM跨學科素養能力、解決問題能力的發展提供鍛煉機會。

1.1.4 轉化能力

得出結論的過程就是轉化能力與鍛煉能力的過程。教師激發學生通過運動練習來解釋新問題和新現象，并給予適當的思考時間和思維空間，讓學生自己融合已有知識基礎進行能力轉化，得出結論是一個不斷推進自我跨學科能力發展的曲折過程。

1.1.5 激勵評價

STEM教育評價要把多元化的思路貫穿整個教學過程[1]。在這一階段，教師和學生也可以共同制定STEM體育技能評價標準、制定學生創設問題的評價標準。此外，還可以結合體育信息和智能學習技術獲取個性化、綜合化的STEM技能評價標準[2]。評價除了過程性評價和總結性評價外還應注重進步性評價、創新能力評價和跨學科能力評價。在接力跑教學中，教師可通過學生的動作領悟情況、能否掌握傳接棒動作要領、能否幫助同伴改進錯誤動作、創新能力與跨學科知識聯系等方面進行四星級評價：分別為優秀、良好、合格、需努力。

1.2 基于STEM教育三種探究體育教學策略的比較分析

在“五環”體育教學模式中，交流探索為教學的主要環節，以探究問題活動為核心。STEM體育教學五環設計過程，要經歷一個運用跨學科知識進行探索與滲透的過程，從多途徑獲取新知識鋪墊學生的探究能力。研究提出了STEM體育跨學科探究教學的三種策略：問題發現策略、領會探究策略和反復驗證策略，并對比分析三種體育教學策略，詳見表1。

STEM體育探究項目式學習基于學科理論和運動經驗創造解決問題思路，以STEM核心點設計各環節內容，主要從教學策略設計、學習目標設計、課堂組織設計、教學支架設計、學習活動設計、跨學科能力培養設計、激勵評價設計這幾個方面著手。強調學生在看似混亂的情況下設計解決問題的各種綜合技能。問題解決的過程是深入認知的過程，教學設計是解決多個問題的活動，所以有效課堂設計也應該是體育認知過程的一部分，體育教師要精心設計STEM體育探究項目學習的詳細過程。

1.3 構建STEM教育的“五環”探究體育教學模式

以“五環”教學流程為基本結構，以“創新探究”為目的。以三種探究性教學策略為出發點，設計了STEM教育為基礎的體育“五環”教育模型。

跨學科教育集成了體育項目學習或問題導向教學模式的有機結合，通過運動實踐來學習基本概念，用個性化和多樣化的教育特點，組織探究獲取新知識，支持體育項目學習過程中的創新[3]。在STEM教育環境中，“五環”教學過程是交替循環的技能訓練過程，其中，“交流探究”既是“五環”體育教學活動的中心環節，又是貫穿整個STEM體育項目學習過程的核心要件。當一個探索交流活動結束時，以該結束點為起點，觸發新節點和新一輪交流探索過程;而在每一輪的交流探索活動中，學生都會表現出個性化和多樣化的能力特點，使其體育認知思維不斷地從橫向和縱向多樣化延伸，從而實現體育實踐與跨學科知識的重構、反復驗證、創造和改進的過程。由于體育內容的多樣性，教學應該靈活選擇和調整，按照不同年齡特點探索不同的學習內容，合理設計探索流程。如果探索活動比較復雜，那么教學過程可以花費幾節課的時間保證質量完成學習任務。如果交流探究活動中存在多個流程環節，提高控制能力，能夠合理地預估教學中存在的不確定性問題，有效地組織和指導體育教學活動，并允許學生在體育活動中不斷嘗試和犯錯，取得新的認識。

2 “五環”探究體育教學案例設計

采用以STEM教育為導向的體育教學模式為思路，針對三種探究性教學策略設計了具體的教學案例（如表2所示），通過教學實例對比分析，幫助理解“五環”探究體育教學模式。

課程實施對象是通渭縣第三中學高二（10）班學生 40 名，男生20名、女生20名。這些學生此前未接觸過STEM教學實驗，跨學科素養能力并不高，但對接力跑實驗有較強的興趣。研究將學生隨機分為10個實驗小組，每一組均混合了2男2女，以消除學生之間的小組差異。研究者按事先設計好的接力跑運動實驗組與對照組，分別對兩組學生實施反復驗證，反復探究。整個教學過程中，由教師啟發學生發現問題，在運動中領悟，在反復驗證中尋求學生STEM學習能力的掌握。

3 總結與展望

通過“接力跑教學探究”案例的分析可以發現：基于STEM理念的體育教育重視開發學生的體育思維，有利于學生擴展知識視野和開發運動能力。這不僅要求體育教師提高專業技能水平，還要有跨學科知識體系的支持。促進STEM教育與體育的融合，需要更多研究者和體育教師的努力。

參考文獻：

[1] 牛力軍，司亞紅.基于粗糙集的“獎回票體育課堂”激勵策略研究[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版）2019（12）：62-69.

[2] 李昱瑛，趙福君，陳雪琴.基于STEM教育理念的改善小學科學評價方式的對策[J].教育教學論壇.2019（19） ：213-214.

[3] 魚亞洲.基于STEM教育理念的應用型院校學生創新能力培養[J].中外家.2020（05） ：195-196.