STEM课程探究

王卓娅

2017年6月，中國教育科学研究院印发的《中国STEM教育白皮书》中“中国STEM教育2029创新行动计划”指出：培养学生运用所学知识，创造性解决问题的能力是STEM教育的主要目标。在此文件的指导下，热爱科学、提高科学素养和理解科学的能力成为中小学STEM教育开发的共识。

一、课程内容

“自制保温杯”是小学五年级《热》这一单元综合实践活动主题课。本项目基于STEM教育理念开展教学：根据学生认知特点，本专题选取学生熟悉的保温杯为研究对象 ，让学生整合自己科学、数学、技术及工程四个方面的知识。

科学：1.了解热的不良导体，可以减慢物体热量的散失;2.了解空气是一种热的不良导体。对应项目知识点：1.了解保温杯的基本结构组成;2.了解不同的保温结构特点以及保温方式;3.通过保温材料实验知道保温原理。

数学：通过实物和具体模型了解横截面的概念。对应项目知识点：1.了解横截面的知识，学会画保温杯的横截面结构;2.学会保温杯的制作成本计算。

技术：1.了解工程师的设计和发明过程;2.了解科学技术对人类生活的影响。对应项目知识点：1.学会认识、区分不同保温的材料;2.了解保温杯对日常生活的影响。

工程：1.利用绘图将创意与构想转化为模型或实物;2.简单评估完成一个产品或系统的可行性;3.多方面评价工程设计。对应项目知识点：1.能够利用横截面，绘制保温杯设计图;2.能够根据保温图设计图制作保温杯模型;3.学会关注模型制作过程中产生的各项成本。

二、评价方式

自制保温杯的探究项目预制了评价量规，这种预制的形成性的评价方式不仅有利于教师明确自己的目标，使教师知道“我应当怎样”，其中的三个评价等级，还有利于过程性评价的实施，从而确保了实施的质量。使用分级认知目标，制定评价量规，其中价值体认和责任担当为学生自评，习惯与策略为小组同伴互评，创意物化和问题解决为众评。

三、实施过程

“自制保温杯的探究”项目的教学共有五个活动环节：提出问题、准备阶段、阐述制作、展示评价和拓展提升，共用32课时。活动过程中4人一组，以小组合作的形式，探究完成任务。

四、实施成果

（一）基于小学五年级综合实践活动开发STEM课程对学生学习兴趣的影响分析

为了检验基于小学五年级综合实践活动开发STEM课程对学生学习兴趣的影响，在教学开展前后利用问卷星分别对学生进行问卷调查，从结果可见本项目达到课程目标：培养学生创造性解决问题的兴趣。

（二）基于STEM理念对学生能力的效果分析

研究从定量、定性两个方面分析基于STEM理念对学生能力提升的效果，并依据本课程的目标培养能力重点从两个方面进行来分析：一是学生的研究记录单，二是问卷数据。从数据可见学生三方面的能力都有小幅提高。如果把能力分为模仿、应用、创造三个等级，从学生在记录单上单薄的只字片语，便可知道学生的能力还在初步模仿阶段。

五、反思

（一）在学生身边的问题是否就是真实情景下的问题

在创设真实情景时，我只是引导学生提出解决无论温度高低不需更换保温杯的问题，明确了评价标准，但没有引导学生分析真实生活中的限制条件，还不符合提出问题的要求：创设一个真实情景，定义一个工程问题，明确要求和限制条件，明确评价标准。

（二）怎样遵循工程设计循环尝试产出解决方案

在阐述制作环节，力求改变不是小制作、小实验，要体现工程设计的循环，学生的改进多体现在外观。我想是引导学生通过测试、改进反复迭代达成最终方案这个环节做得不够。

（三）用什么方式或工具来展示或解释他们的成果

在展示评价环节，可以引导学生可以利用图表、报告、设计图、模型等多种形式展示、分享在其过程中遇到的问题及解决方法，但是学生多数是通过模型和小组在制作过程中取得的成就来表达，内容较空洞。为此，我们很有必要在每次小任务小活动完成后及时进行反思和积累。【本文系广州市教育研究院2017年度立项课题“基于小学五年级综合实践活动开发STEM课程的研究（GZJY2017-122）”的研究成果】

责任编辑 徐国坚