以“斜面的作用”为例浅谈运用STEM设计研究

邱婉玲

摘  要：随着我国的教育改革工作不断深入，传统的教学方式已经不再适用与现代的教学模式，在小学时期，科学教学是一个相对来说较为重要的学科，但是在小学科学教学中存在着很多的问题，需要不断的改变教学方法来解决此类问题。而STEM将四门学科融合成一体，可以更好的解决学生学习过程中存在的问题，并对学生的创新精神和实践能力进行培养，十分符合当代的教学改革。

关键词：STEM教育;小学科学;策略

【中图分类号】G622.0    【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2020）24-0127-02

众所周知，STEM作为时代所需求的产物，是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科的英文首字母的缩写。而且STEM教育具有整合性、探究性、合作性以及体验性等特征，可以有效地培养学生的创新精神，让学生在学习过程中学习到更多的知识，并给小学科学课程的教学改革提供了新的途径以及解决方法。

1.什么是STEM教育，STEM教育的意义何在

起源于美国的STEM教育是科学、技术、工程以及数学四门学科的首字母缩写，但是STEM并非是简单的四门学科的组合，而是贯通学科知识并联系真实世界、以问题为向导从而形成严谨的、系统化的学习经验，这种学习方式被运用到各门学科的教学模式中，从而促进教学改革的不断深化。构建小学STEM课程可以让学生的综合素质有效的提高，并且对于增强学生学习兴趣以及培养学生的责任感有着良好的助力作用。在当前的教育改革中，STEM教育在国内进行有效的开展，所以将STEM教育与小学科学融合在一起进行教学，可以让学生提高自身的逻辑思维能力，让学生更好地理解小学科学所要表达的理念以及熟记小学科学教材中的知识点。

同时，把STEM教育有效的融合到小学科学的课堂教学中，可以让学生在学习过程中体会到学习的趣味性，从而激发学生对于科学学科的学习热情，并在学习中感悟到科学的魅力以及科学实验带来的奇妙体验，这会让学生更有动力提升自身的科技创新能力，还会让教师的教学模式看起来更加新颖，从而提高教学的效率。

2.以“斜面的作用”为例进行教学设计

在小学科學六年级上册第七课，“斜面的作用”作为重点教学内容出现在教材里。在教学过程中，教师可以引导学生对斜面产生自己的理解。首先斜面在生活中运用广泛，而且也可以作为一种省力且便捷的工具。在知识层面我们可以这样理解，关于斜面的知识具有一定的基础性，所以对斜面的作用以及理解，与高年级所学的“力”有着密切的联系，同时也与摩擦力有一定的关联。学生可以通过探究合作以及小组之间的共同学习，思考斜面的作用以及与斜面相关的问题。在小学科学教学中，我们可以用“斜面的作用”作为例子进行这样的教学设计：

（1）学情分析为教学提供思路

小学六年级的学生已经初步掌握了关于科学的一些知识，例如，学生对于斜面以及摩擦力已经有了一定的初步了解，并且能够了解产生摩擦力的原理。同时也知道在探究斜面的作用力时，必须要充分的考虑到各种因素。其次，学生对于小学科学探究过程的步骤，以及制定简单的探究计划，已经有了大致的了解，并且在探究过程当中已经初步具备了科学素养，并且能够用较为科学的方式去整理信息，开展过程，并且解释结论。最后，针对于科学过程当中的绘画内容融合，学生能够根据实际情况简单的绘制斜面结构，而且也懂得收集数据，并且做分析处理。

（2）发现问题，并通过创建情景的模式提出问题

首先教师可以运用自媒体给学生看一些与斜面相关的视频，例如：利用斜面把沉重的物品从货车上卸下来、利用斜面进行滑板操控练习、利用斜面做成的儿童玩具滑梯等，然后从中拿出一个例子来引导学生进行思考。比如，在现实生活中，搬运工人们常常利用一个斜面，把沉重的物品通过这个斜面转运到地面上，然后问学生“为什么搬运工要利用斜面运输货物呢？”“从这个案例中我们可以得到什么答案？”“斜面究竟有什么作用呢？”或者“我们应该怎样设计想要的斜面呢？”以生活实例创设情景，能够激发小学生探究欲望，为小学科学探究活动的开展服务。

（3）通过分组进行实验的设计

为了让每个学生都参与到教学过程中，教师可以按照学生的学习成绩、性格特征、课堂活跃度平衡的分成不同的小组，每个小组尽量包含思维能力不同以及较为活跃的学生。带着这些疑问，让学生进行实际的操作试验。教师可以引导学生拿着简单的工具来做实验，例如：一块简单的平滑的木板、重量相同的砝码以及玩具小车，使用这些道具，可以让学生通过玩具小车在倾斜的、平滑的木板上移动，从而让学生在实际的操作过程当中快速的理解教材中所要表达的知识点。在教学过程中，教师通过学生的实验以及实验记录，及时的对学生进行错误上的纠正，并观察每个小组的实验进度，鼓励学生积极参加实验设计过程，并通过不同的实验方式得出结果。

（4）得出结论并进行小组交流

教师根据学生得到的结论以及实验数据进行适当的引导，让学生用STEM教育中的科学、技术、数学以及工程知识对“斜面的作用”进行解释以及探索。例如，学生可以结合数学思维，推论斜面作用力。并且还可以运用其中的数学思维进行推理运算，去发现实验中数据的规律并得出实验的结论：斜面可以省力，且坡度越小的斜面省力效果越高。对学生初步了解斜面的作用后，教师又可以引领学生，通过实验的方式进行验证。之后教师可以倡导学生在试验中进行交流，让学生各抒己见，勇于表达心中的想法，基于和谐氛围下的交流能够让学生的探究和思考更加的完善。随后教师要对各个观点进行公平的判断，从而体现STEM教育的开放性特征。

（5）做好反思，提出展望

基于STEM教育理念开展的斜面作用探究活动，学生已经初步运用科学知识和思维，在设计过程当中经历了分析问题、查阅资料、设计方案、构建图纸的过程，而且学生也能够较好的联系生活实际，通过与其他学科的知识建立联结，把问题和知识联系起来。在整个过程当中感受到了各学科的融合，让学生在多领域知识的探究活动当中不断改进，在一定程度上提升了学生的综合能力。但此次探究活动仍存在些许问题，首先是表现为学生在刚开始活动中出现的一些天马行空不切实际的想法。其次，在小组讨论过程当中，学生也存在讨论效率低的现象。小学科学课程是一门涉及到广泛领域的学科，学习知识也比较繁杂，而且单元具有整合性的特点，知识之间的联系性较强，由此，教师应该要结合STEM教育理念，加强知识联系，整合多学科，培养学生全面能力。

3.结语

在小学教学过程中，小学科学这一科目的重要性不言而喻，在教学中我们以“斜面的作用”作为特别案例，并运用STEM教育进行小学科学的教学设计，在这一过程中，不仅可以让学生更加熟练的掌握到教材中的知识，还能提高学生综合运用所学知识解决问题的能力，让学生对教材中所讲的知识点产生兴趣，从而对小学科学这门科目产生好奇心，提高学生解决问题的能力和探究欲，给学生未来的学习道路奠定了良好的学习基础。

参考文献

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