基于STEM理念开展小学科学『技术与工程』领域教学的实践研究

刘莹

新教材小学科学《做磁铁玩具》是一节典型的技术与工程领域课例。为了让学生在学习的过程中提于综合运用知识的能力与解决实际问题的能力，在实际课堂教学中，我将STEM理念融入课堂教学之中，以本节课为例，来谈谈我对基于STEAM理念开展小学科学“技术与工程”领域教学的实践与认识。

一、基于STEM理念对教材进行调整

（一）教学内容

“做磁铁玩具”是粤教版科学二年级上册第3单元“磁铁玩具”中的第4课，教材中本节课由两个活动组成，活动1是了解生活中磁铁的应用，知道人类利用磁铁的特点制作产品，给生活带来了便利;活动2为利用磁铁的特点尝试制作一个能上下弹跳的玩具。

STEM教育是以工程设计过程为主导，关注现实问题，注重在情境中学习。因此在实际的教学过程中，笔者没有把活动1和活动2作为两个单独的活动分隔开，而是将活动活动1设计为本节课的情境导入，学生在情境导入中了解了磁铁的性质，与接下来设计制作磁铁玩具的过程融为一体，这样更有利于保持学生思维的专注和连贯性，让学生整节课从开始到结束都沉浸在情境之中。

（二）实验材料

二年级的学生由于年龄特点工程与设计的能力较弱。因此在低年级，学生需要利用教师提供的材料和工具，教师为学生准备的材料既要简单易操作同时又不能只是简单的拼接，组装。为学生提供有结构性的实验材料，是帮助学生发展思维的关键。

教材中的实验材料有两种（材料1：两个条形磁铁、带孔木板一片、塑料直桶一个、橡皮泥一块;材料2：两个环形磁铁、纸蛙一只、圆木条一根、带孔木板一片.），需要学生运用所学的磁铁知识进行设计制作磁铁玩具。教材中无论是条形磁铁还是环形磁铁均只为学生提供两个，导致制作完成后的作品比较喧自一，学生的思维得不到有效发散。

STEAM课程与传统的基于活动的教学的重要不同点就在于，前者更具挑战性巨结果开放、允许多个正确答案。基于此笔者选用材料2作为本节课的实验材料，并将实验材料中环形磁铁的个数更改为多个，学生可以根据自己的设计和需要自行添加环形磁铁的数量个。多环形磁铁使学生在设计的过程中，对于环形磁铁的组合方式有着多种多样的设计，更为开放不多样性的结果使学生的思维更加发散，同时学生的创新能力也得以提高。

二、STEM摸式下的徽學流程

基于上述教学设计，开展了课堂教学，具体实施过程如下。

（一）创设问题情境

教师善于创设问题情境是开展STEM教育的关键。情境要基于学生的真实生活，引发学生对现实生活的关注，提出的问题要有一定的趣味性以激发学生内在的学习动机和兴趣，同时问题要有一定的挑战性以促进学生在原有基础上获得新的发展。

如在本课中教师借助图片、视频的方式向学生展示生活中常见的一些磁铁玩具，并拍摄一些教室里使用了磁铁的文具或教具，在课堂上向学生进行展示。请学生司论、交流这些磁铁玩具分别利用到了磁铁的哪些特点。接着设置问题“利用磁铁的性质可以做出这么多好玩的玩具，你们想不想也动手做一个磁铁玩具？”

（二）设计磁铁玩具

在本节课中教师为学生出示准备好的实验材料二纸蛙一只、带孔方木板一片、圆木条一根、环形磁铁多个。接着提出问题 “在制作一样产品之前我们需要先伪针十么呢？”引导学生在动手制作前先进行设计工作。在设计磁铁玩具的过程中，部分学生会出现天马行空的设计或过于复杂的设计，这个时候教师要对其加以引导，使学生知道工程设计需要考虑可利用的条件和制约因素，需要基于材料来设计。为了更好的完成设计图，可以请学生在制定设计图先前基于材料在小组内进行讨论。在学生尝试动手之前先司论，可以充分发挥小组成员的智慧，更好地帮助他们对设计思路进行梳理和补充，在动手前先学会进行思考，这样有利于更有目标的进行设计，培养学生思维的严谨性。STEM注重以学生为中心的主动实践，所以在设计的过程中问题的解决都以儿童为主体，教师不应该直接提供答案，应鼓励儿童自己根据已有经验提出独特的想法和解决方案，但对于缺乏实践经验和相关知识储备的低年级学生来说，教师要在学生设计前先引导学生进行设计思路的整理，在学生进行设计方案的过程中要对没有设计思路的小组进行启发性的针对指导。

（三）制作磁铁玩具

制作实物是实践过程中的主体部分，学生大部分知识内容的获得和技能、技巧的掌握都是在这一阶段完成。在这一过程中，教师要发挥其指导、帮助、适当控制的作用。在动手制作磁铁玩具的过程中，部分学生不会基于设计图来完成制作，而是直接动手制作，这个时候教师要及时加以引导，随着制作过程的深入开展，学生可能在制作的过程中会发现设计的不足，教师要提醒学生如果在制作的过程中发现需要修改，可以对设计图进行改进并标注，让学生意识到设计和制作是一个反复循环的过程。

在制作的过程中，教师引导学生以小组形式进行分工合作，相互帮助，共同提高制作效率。老师巡视的过程中对动手能力弱的小组进行制作的提示和帮助。

（四）展示与交流

当制作磁铁玩具完成后，进入产品展示阶段。产品凝聚小组成员的集体智慧，学习小组通过展示他们的作品来解释小组的想法、观点和理论。分享小组作疏可以锻炼学生的表达能力。学生小组在分享作品的过程中，将概念性的东西通过实物展示出来，解释其原理。借助大屏幕和实物，小组成员分工交流，一人汇报原理，其他几人在旁边用实物进行操作演示，全班学生可以清楚地观察磁铁玩具的制作原理以及使用效果。在进行分享交流时，学生不仅提高了语言表达能力，也有机会充分展示他们的想法和设计，让学生有充分互相学习、互相帮助的初会。也为学生对自己产品设计的改进提供了沪昏路。

（五）评价与改进

STEM教育注重评价的过程，评价主体应做到教师评价、同伴评价，儿童自评相结合[2]。基于学生实践内容与学情特点，制定了学生活动综合评价表。

三、总结与反思

《做磁铁玩具》一课是笔者面向二年段学生将STEM理念融人j果堂教学之中一次实践和探索。本节课以工程设}日过程为主导，基于解决现实问题，注重在晴境中学习，以学生为中心的主动实践，团队合作与参与。反思本节课的设计与开展，笔者发现还有很多不足，例如本节课利用的磁铁只有环形磁铁，实验材料不够丰富，评价表的评价方式不够多样化及评价角度不够全面化。

STEM理念的融入，实现了对现有教材进行更深层次的挖掘，而且在教材内容不变的情况下教学内容更加丰富。笔者将在今后的教学中继续尝试STEM教育理念与小学科学课堂中的融合，让学生“学以致用”的需求得到实现，让学生对更高层次知识探索的要求得到满足。