踐行STEM教育理念設計《紙》教學

〔摘" "要〕" 本文針對基于STEM教育理念的小學科學跨學科教學設計與策略進行了深入探討。在研究過程中以《紙》的教學為例，設計了教學方案，引導學生實施了動手制作紙袋實踐，在教學中發現學生存在實驗操作規范性、動手能力、跨學科知識應用及課堂評價方面的不足。出于解決相關問題的目的提出了加強實驗操作培訓、提供差異化實踐活動、促進跨學科知識整合和采用多元化評價等改進建議，希望能夠為教師開展小學科學教學提供借鑒，進一步提升STEM教育在小學科學教學中的應用效果，培養學生的綜合素養和創新能力。

〔關鍵詞〕" 小學科學；STEM教育理念；跨學科；教學設計

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）21" " 0082-03

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，小學科學屬于綜合性學科，建議科學教師在施教時開展跨學科教學，主動嘗試應用STEM教育理念。該教育理念主要包含六個方面內容，分別為團隊合作、真實情境、以學生為中心的主動實踐、源于生活、項目式學習以及跨學科融合。另外，小學科學跨學科教學強調不同學科知識的融合，以導向性、綜合性和探究性為特點，以標準為導向，深化課程實踐和改進評價體系等路徑可以促進跨學科教學實踐，增強跨學科教學實效。在STEM理念下展開跨學科教學設計，能夠幫助學生形成良好的綜合素養和創新思維，而且可以為教師專業發展提供助力，加快課程改革速度。本文將以蘇教版科學三年級下冊第四單元“身邊的材料”中《紙》的教學為例，探討基于STEM的小學科學跨學科教學設計與教學策略。

一、教學理念

本次教學設計主要使用STEM教學理念，STEM即科學、技術、工程、數學。其中，科學在于認識世界并對自然界中的客觀規律進行解釋；工程與技術在遵循自然規律的前提下改變世界，為實現人與自然界的和諧共處做出貢獻；數學則是工程學科與技術的基礎工具。STEM課程主要是強化學生以下四個方面的教育：一是科學素養，也就是在理解自然界的過程中運用生物科學、物理、化學等科學知識；二是技術素養，簡單理解就是對技術實施評價、管理、理解以及使用的能力；三是工程素養，即理解技術工程設計開發過程的情況；四是數學素養，就是學生在多種情況下解決、表達、解釋以及發現數學問題的能力。在小學教學中，科學、技術、工程、數學之間存在共同發展、相互支撐、相互補充的關系。要想幫助學生深入理解它們，需要將其看作一個整體，在相互碰撞與交互中實現深度學習，在真正意義上培養學生各個方面的認知與技能。

二、教學目標

研究紙的多樣性。首先，通過教學使學生能夠運用嗅覺、視覺、觸覺等多種感官了解各類紙張在氣味、外觀以及質感等方面的特點。例如通過牛皮紙、宣紙等了解紙張的差異。其次，引導學生使用放大鏡等工具對紙張的微觀結構進行觀察，確定紙張在孔隙大小、纖維組成等方面的特征。最后借助實驗探究紙張抗拉強度、吸水性等方面的物理性能，從而使學生對紙張的認識變得更全面。

表達和交流探索成果。鼓勵學生運用形象生動的語言描述對紙張的感官體驗，教會學生使用圖表、文字符號等呈現實驗數據，進而將研究結果更為清晰地展示出來。

了解紙張的特性與用途。在教學過程中幫助學生了解紙張在可回收、輕便以及易加工等方面的特性。同時，學生要能舉例說明日常生活中紙張在清潔、書寫以及包裝等方面的用途。而且學生應該有效聯系紙張的實際用途與性質，確定各種紙張的適用場景。

學習制造紙袋。設計“巧手制紙袋”的實踐活動，讓學生親自動手實踐制作出兼顧美觀和實用性的紙袋，提升學生的動手能力。

三、教學分析

（一）教材分析

《紙》是蘇教版科學三年級下冊第四單元的內容，該單元的主要內容為身邊的材料。教材內容方面涉及了紙的產生、紙的性質、紙的材質以及節約用紙等方面。教材中插入了很多生動有趣的圖片與實例，能引導學生深入了解紙張的多樣性，有效調動學生學習主動性。

（二）學情分析

三年級學生正處于好奇心旺盛、求知欲強烈的階段，他們對周圍世界充滿了探索欲望。在認知發展上，這個年齡段的學生已經具備了一定的觀察、比較、分析能力，但抽象思維能力尚在發展中。因此，在學習《紙》這一課時，學生可能對紙張的多樣性、特性與用途有初步的了解，但在深入探究紙張的微觀結構和物理性能方面，會遇到一定的困難。

四、教學重難點

（一）教學重點

一是調動學生多種感官體驗，幫助其了解各類紙張在質感、氣味以及外觀方面的差異；二是引導學生觀察紙張的微觀結構，明確其纖維組成、孔隙大小等；三是利用實驗活動指導學生制作美觀又實用的紙袋。

（二）教學難點

一是學生需要充分了解與掌握制作紙袋的原理，這對于學生的動手操作能力、觀察力、思維力等均提出了一定的要求；二是學生在制作紙袋時可能面臨折疊紙張、粘貼紙張等方面的難題，需要教師給予適當的指導與幫助；三是培養學生在實踐中運用所學知識的能力。

五、教學準備

（一）教具準備

不同的紙（牛皮紙、復印紙、宣紙）、滴管、紅墨水、燒杯、記錄單、手電筒、砝碼1盒、放大鏡等。

（二）教學資源準備

教師需要事先收集與紙張產生背景、制作紙袋等相關的圖片、視頻以及紙質的說明書，并在課堂教學中展示給學生。

六、教學過程

（一）情境導入激發學生興趣

教師通過課件展示紙袋，喚起學生生活常識，并利用提問和假設的方式構建以下教學情境：“元旦馬上要到了，小名同學想送給好朋友一個蘋果，但是不想讓朋友一眼就看出是什么物品。你能幫他制作一個能夠裝下蘋果的袋子嗎？這樣的袋子需要有怎樣的功能呢？”當教師提出相關問題后，學生會給出美觀、防水、不透光、耐用等方面的答案。在此過程中，教師將學生的答案寫在黑板上，最后總結：“在科學中紙的透光程度、防水程度、結實程度等都是紙的特性，今天讓我們一起學習紙的內容。那么紙是怎樣產生的呢？”借此引出教材中的內容。造紙術是我國古代四大發明之一，東漢時期的蔡倫改進了造紙術，他利用舊漁網、麻繩頭、樹皮等原料，制成了質量更高，價格更低的“蔡侯紙”，為人類文明的傳播與發展做出了很大貢獻。教師可以利用多媒體設備播放與蔡倫造紙相關的視頻，吸引學生注意力。

（二）研究紙的不同特征

當完成相關視頻播放后，教師應該引出問題：“同學們，除了宣紙，我們生活中還有哪些紙？”在回答這一問題時學生會給出衛生紙、報紙、牛皮紙、信紙、素描紙等不同答案。在留出一定時間讓學生回答后，教師應繼續提出問題：“有這么多種紙，那么哪種紙最適合我們制作紙袋呢？”在提出該問題后，教師可以讓學生使用放大鏡觀察各種不同類型的紙張，并讓學生回答這一問題。學生可能做出各種推測。針對學生的推測，教師需做出以下回答：“剛剛我們談到的僅僅是猜測，那事實呢？怎么能知道？”引出在科學研究中我們大多會利用實驗的方式以確定自身提出的猜想是否正確。然后讓學生以宣紙、復印紙和牛皮紙為實驗對象進行研究，確定哪種紙張最適合制作紙袋。之后展示事先收集測試紙透光程度、結實程度以及防水程度的實驗視頻與圖片，當學生初步了解相關實驗步驟與原理后組織以下三個實驗。

滴一滴：測試紙的防水程度，該實驗的具體操作方法為，分別在不同紙的正中間滴一點紅墨水，觀察紙張的變化，判斷紙張的防水程度。

印一?。号袛嗉埖耐附Y實程度，該實驗的具體操作方法為分別在不同的紙上印上一印章，舉起紙張，從背面觀察能否看到印章圖案，從印章圖案判斷透光程度。

拉一拉：確定紙張的結實程度，該實驗的具體操作方法為，將三種不同的紙條兩兩套在一起，兩位同學分別往兩邊對拉，判斷紙張的結實程度。

在組織學生開展相關實驗的過程中，教師應該將學生合理劃分成若干小組，并分配不同學生在實驗中需要負責的工作，如收拾桌面、記錄實驗結果等，要求學生在完成實驗后填寫如下圖所示的記錄單。

當學生完成以上記錄單的填寫后，教師應隨機將一組學生的記錄單拍攝下來并投屏到希沃白板上，請小組代表分享實驗結論。最終，教師對學生的討論情況進行總結，確定牛皮紙比較適合做紙袋。

（三）學習資料，制作紙袋

教師進行引導：“通過大家的實驗，我們找到了合適的紙張制作紙袋，事不宜遲，讓我們一起看看這個紙袋怎么做?！敝笤诙嗝襟w設備上播放《自制紙袋》的視頻，同時向學生發放課前準備的說明書，留出幾分鐘的時間讓學生閱讀和討論說明書，之后讓學生在10分鐘內制作出紙袋。

當學生完成紙袋制作后，教師組織紙袋測試工作，使用以下話語導入：“同學們的紙袋都完成了，這樣就算成功了？我們還需要測試一下，在我們的生活中，一個蘋果的重量約為250克，在這里我們用5個鉤碼來代替。讓我們測試一下這個小組的紙袋能不能承受一個蘋果的重量?！比缓笈c學生共同測試，確定各個小組制作的紙袋是否可以滿足要求，請成功的小組介紹自己的制作心得，請失敗的小組呈現自己的作品，師生共同尋找待改進的地方。

七、教學反思

第一，學生在實驗操作過程中規范性不足，部分學生未能嚴格按照實驗步驟進行，導致實驗結果可能受到影響。在今后的教學中，教師應加強對學生的實驗操作培訓，明確實驗步驟和注意事項，確保學生能夠規范操作。

第二，在紙袋制作環節，部分學生動手能力較弱，導致在制作過程中遇到困難，影響了學習效果。針對學生的動手能力差異，教師應在教學設計中增加不同難度的實踐活動，讓每個學生都能在適合自己的層面上得到鍛煉。

第三，學生在跨學科知識應用方面表現不夠靈活，未能很好地將所學知識遷移到實際問題解決中。在教學中，教師應更注重跨學科知識的整合，引導學生學會如何將不同學科的知識聯系起來，讓學生在實際操作中提高跨學科應用能力。

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