探索融合的STEM学习

张雷 蒋玉琴

【案例背景】

在2017版新《小学科学课程标准》中，关于科学、技术、社会与环境分三个方面描述：科学技术与日常生活的联系、科学技术与社会发展的联系、人类与自然和谐相处。并提出1-2年级的学段目标：了解生活中常见的科技产品及其给人类生活带来的便利;了解人类可以利用科学技术改造自然，让生活环境不断改善。

随着小学科学新课标的颁发，越来越多的教师开始重视工程与技术这一版块的教学。今年9月，我有幸成为我们学校第一批教育部审定的2017版一年级《科学》的科学教师，在教学过程中深刻体会到技术与工程领域学习对提升孩子科学素养的重要性，在教学过程中也有一些自己的思考。

【教学案例】

一、问题聚焦

一年级的学生对周围的事物充满了好奇，并对一些生活现象有初步了解，但未形成系统的知识。在前几节课教师的指导下，学生通过观察、阅读、制作等活动，了解了工程师的职业特点。学生也意识到工程师和科学家不同，科学家探索世界以发现科学原理，而工程师根据科学原理设计实际应用的产品，这些产品给人类生活带来方便和舒适。

本项目学习，是一年级的起始阶段的自由研究，从学生刚接触到的“做小车”活动拓展开来。这次项目学习，学生需要围绕“用气球让小车动起来”和“怎样让小车开得更远”两个问题开展工程实践活动。虽然活动内容比较浅显，但学生将经历从明确问题到展示分享的全过程，他们一定会收益良多。

二、设计与制作

活动一：读图、看光盘视频了解汽车的发展历史，了解 150年来更多日用生活产品的变化。

为了让学生更直观地了解，老师要预先准备更多相关资料。让学生观察汽车的构造特点，利用已有的科学知识进行分析，汽车是如何运动的。在学生交流的基础上，出示 “给小车装上轮子”的活动中学生的作品，思考：这辆小车怎么动起来呢？（师：怎么让这辆小车动起来呢？生1：用手推。师：如果要在你松手后，小车自己动起来呢？生2：放在斜坡上。师：如果小车放在水平路面呢？松手后小车怎么能自己动起来呢？生3：加装牛筋。生4：绑定一个气球。通过不断的追问，学生意识到工程师的产品是在不断改进的）…… 教师通过一系列的追问，进行头脑风暴，学生认识到优秀的产品是从不断设计并改进中产生的。

通过活动，学生体会生活中的科技产品给人们带来的便利、快捷和舒适。感受到人类运用科学、技术和工程，创造了丰富多彩的人工世界，改变了人类的生活。

活动二：用与工程师活动类比的方法，指导学生设计、制作气球小车并进行改进、交流。通过分析并设计“怎样用气球让小车动起来”，让儿童经历一个工程师工作的基本环节：工程问题→设计→展示→交流（改进）→作品

师：怎样用气球让小车动起来呢？

生：把气球固定在小车上？需要用到哪些材料？

師：把你的主意画下来。

生：画自己的意图。

集体交流学生的设计，并加以改进。

师：你要用到哪些工具和材料呢？

生：吸管、气球、双面胶、细绳、剪刀。

师：让我们动手，来实现自己的梦想。

生：集体展示作品

生：交流（改进自己的作品）

生：展示改进后的作品

通过活动，我们从学生刚接触到的做小车活动拓展开来，设计了“用气球让小车动起来”的工程实践活动。虽然活动内容比较浅显，但学生将经历从明确问题到展示分享的全过程，学生受益良多。

活动三： 通过“怎样让小车尽可能跑得远”这问题，认识到工程技术领域的问题多和“怎么办”和“怎样会更好”有关。活动中让学生想办法把气球粘到小车顶，想办法让气出得慢一点、时间长一点，以便让小车跑得远一点，达到领会“设计”的基本含义（先想后做，不要一上来就动手）的目的。通过展示自己做的小车，经历表达和接受他人评议的过程，体会互动交流，听取他人意见的好处。

师：怎样让小车尽可能跑得远呢？

生1：用细管子，气可以出得慢一点。

生2：可以多粘几个气球。

生3：--------

师：试一试，把你们的想法实现出来。

生：制作

小组比赛，谁的车子跑得远

生：交流自己的设计和作品。

生：评议对方的作品。

生：说说通过活动后的感受。

通过第三课时的学习，学生了解到工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，并不断改进和完善。在交流过程中，学生对自己和他人的作品提出改进建议。

【案例反思】

通过教学实践，我感到本课的教学设计还是比较成功的，在学习中力求让学生体验一个完整工程设计、交流并展示的过程。本课教学设计的重点是设计怎样引导学生经历工程师的创造过程，而不是指挥学生去重复探究过程。在教学上，不要在表面形式上做文章，要真正落实到孩子心灵上，让他们舒心地去做比较感兴趣的事，我觉得那就达到了我们最高的境界。当学生遇到失败，教师要鼓励学生善于在失败中找原因，同时进行科学思想、科学态度教育。有时我们需要这样的失败为我们提供教育的机会，为学生提供深入探究，进行辩论的机会。

本课通过三个学生活动，我也深刻体会到STEM教学，本质上就是学科的融合，是对学生各种能力综合性的培养。我们要充分挖掘教程中已有资源，不断改变我们的课堂教学，建立属于科学课所特有的一种STEM的课堂模式。STEM活动过程中，如何有效开展，我认为：1.问题的提出非常重要。2.以带着问题设计产品为主线。 3.交流、展示产品并不断改进，在交流过程中需要正确评价自己的能力所具备的条件，愿意与他人交流，愿意倾听别人的意见。整个STEM活动，更要注重过程，而不停留于科学现象和科学知识;在课堂学习后，学生能把课堂所学的带入到生活中去，真正提升学生的科学素养。

【作者单位：宜兴太华小学  江苏】