STEM教育在小学科学中的应用与实施

（浙江杭州江南实验学校 浙江杭州 310052）

技术与工程领域的学习主要结合了科学、技术、工程和数学方面的目标，在实践过程中，往往需要提出工程性的问题，通过设计与研究、实验结果分析和解读，采用数学和计算思维来设计问题的解决方案，并通过不断的改进来完善教学目标。

提出问题

作为一名小学科学教师，如何将技术与工程领域更高效的实施并应用于我们的小学科学课堂将是值得我们研究与探讨的话题。在日常的教学中，我对该领域的应用与实施主要体现在以下三个方面：1.将技术与工程领域渗透到三大科学领域中；2.基于科学课堂后的拓展性研究；3.设计与实施拓展性课程。

一、将技术与工程领域渗透到三大科学领域中

我以五年级上册第三单元第八课《减少对土地的侵蚀》为例，来分析如何将技术与工程领域融入到这样的课题中：

1.教材分析：在探究流水对土地的作用后，学生对于侵蚀与沉积现象已有了初步的认识与了解，本课侧重于开拓学生的思维，结合建筑模型，规划城市的合理建设。

2.学情分析：学生对河流不陌生，许多地方都有河流。人们往往把城市建立在河流的两岸，沿河而居，是因为河流为人类提供了维持生存和文明发展的重要条件。

3.教学核心目标：根据河流带给人类的优势，合理规划城市建设，培养学生统筹规划的能力。

4.过程与方法（1）思考规划方案，设计图纸并且修改。（2）将不同的建筑物合理摆放于城市中。（3）小组展示自己的规划成果，说说优缺点（4）学生评价，投票，评奖。

本课从人们依水而居的习惯引入课堂，引发学生思考在河流两岸建设家园的特点与要求，学生对于自己的构思通过图纸展现，在结合建筑模型进行实体摆放，展现自己的设计成果。

二、基于科学课堂后的拓展性研究

在五年级科学上册《运动和力》单元内容中就要求学生动手制作一辆小车，教材中仅仅以橡皮筋等熟悉的材料作为动力来指导学生完成小车的制作。通过交流，了解到孩子们对于小车的动力系统有很多自己的构思，而课堂上根本无法进行设计与动手实践，所以我根据本课的教学目标，在原有的基础上再加以改进，以实践动手为主，尝试着用运动与力的关系来解决风与帆以及小车运动的关系。以下为本课的具体设计与实施过程：

（一）核心目标：学生能通过自主设计与动手实践，提升合作创新能力，以及体 会科学技术的重要性。

（二）教学重点：1.学生能自主设计帆车图纸。2.小组合作制作帆车

（三）教学难点：学生通过交流能发现小车的不足之处并加以改进的方法。

（四）教学过程：1.课堂交流研讨，思考什么样的风帆能使小车开得又远又直

2.小组设计图纸并交流展示

3.各小组动手制作帆车

4.通过帆车比赛，检验设计与制作的成果

5.改进方案的制定与落实

本节课上学生的设计思路活跃，能对设计的优缺点进行详细的介绍与描述。小组间的动手合作能力也得到了大幅度的训练和提升，最后的竞赛作为一种检验的标准也得到了所有学生的认可与参与，并从结果中分析自身设计的不足，以及学习到其他小组的设计优点后，获得更好的改进建议。

三、设计与实施拓展性课程

我在校本课程的研发中，选择了车辆模型这个课程进行教学。车辆模型活动是随着现代科学电子技术的发展而产生的，主要分为设计、制作与竞赛三个部分，因此车模课程的开发能有效提升学生在技术与工程方面的知识和能力。

我以自主开发的课程《做一辆四驱车》为例来进行解读：

1.学生自主解读说明书。说明书中的静态图片能不断训练学生的逻辑思维，看会看懂一张说明书是需要学生静下心来，认真思考，不断尝试才能完成的任务。

2.根据说明书的指示，独立动手完成四驱车的拼装，期间遇到困难可以与同学互相讨论，也可请教老师帮助。

3.初步完成制作后，进行试车练习，发现四驱车存在的一些问题并及时记录和思考解决问题的方法。

4.对四驱车进行改进，总结制作过程中容易忽略的一些细节，并思考更简单有效的方法。

车辆模型拓展性课程开展起来真正做到了学生自主设计课程，参与课程，完善课程的理念。

四、反思与展望

技术与工程领域的课程往往在时间，空间等条件上受到很大的约束，因此探究的成效无法在一堂课上呈现。我们应该思考在学校课堂上开展什么形式的探究活动，可以使孩子获得更多的探究机会与体验，在课后布置相应的任务去完成课堂上未完成的目标。

期待学校可以专门开设选修课程来增加孩子们的设计与动手能力的训练机会，也期待更高端，更简便的教具教材可以使我们学习的更有目的性，更有效率。

技术与工程领域是一个新新领域，需要所有的小学科学教师一起努力思考，实践，从而获得更充足的经验去提升我们孩子的设计与动手能力。