STEM教育与小学低段科学课程资源整合的实践研究

钟奇一

在课程整合的时代背景下，STEM教育在国内外科学教育界掀起了热潮。本文以“空气大炮”项目为例，对STEM理念下的小学低段科学拓展性课程进行案例分析，旨在加强STEM教育与小学科学课程资源的整合，提高小学科学教育质量，提升学生的科学素养。

本项目活动同步教育科学出版社小学《科学》教材一年级下册“我们周围的物体”单元内容。基于教材，教师可以做一些整合与拓展。

以本项目为例，在教学前，教师需要对项目进行流程设计，具体分为五部分：问题聚焦——大雄的道具，活动准备——流动的空气，设计制作——制作与改进空气炮，展示评估——玩转空气炮，拓展应用——特殊的武器。笔者将从以下五点对“空气大炮”项目案例进行深入分析。

一、问题聚焦

低段的学生年龄较小，对于学习对象只能停留在感知层面。因此聚焦环节要足够儿童化，吸引学生的兴趣。本项目的第一个环节，以大雄的道具——空气炮作为情节导入：

教师出示卡通人物哆啦A梦，借助情境进行启发式谈话：“哆啦A梦是日本著名的漫画故事，故事中的哆啦A梦是一只来自未来世界的机器猫，他用自己神奇的百宝袋和各种奇妙的道具帮助主人大雄解决各种困难。这节课我们就来了解动画片中出现的其中一项神奇道具”。

接着，教师通过播放哆啦A梦中相关视频，为学生创设一个童趣化的情境，极大地激起了学生的学习兴趣。

二、活动准备

教材作为主要的学习资源，是教师教和学生学的重要凭借。在实际教学过程当中，教师要创造性地使用教材，对教材进行深入地研究，更换或补充相对应的内容，使其在适合学生学习的同时，拓展学生知识面。

项目第二个环节，教师从学生熟知的诗——《风》引入，帮助学生建立“风是空气流动的结果”这一概念，但这只是学生对于空气流动的表象认识。在此基础上，教师通过“怎样让气球运动起来”“怎样让纸风车转动起来”“怎样利用气球让小车运动起来”这三个小实验，学生在感觉到科学学习趣味性的同时，对于空气的流动能产生一定力量有了初步的理解。教师在教材的基础上，对内容进行一定的拓展，整合了古诗，体现了学科的融合。

三、设计制作

设计制作指学生运用各种工具、工艺（包括信息技术）进行设计，并动手操作，将自己的创意方案付诸现实，转化为物品或作品的过程。

本项目的设计制作环节，教师先出示材料：已经裁剪好的瓶身大小不同的塑料瓶（瓶口一样大）、大小不同的气球皮，同时出示其他可以选用的工具：电工胶布、剪刀。引导学生思考：利用这些材料，我们能设计并制作出两种大小不同的空气炮吗？（两种大小不同的空气炮为后面探究活动的展开做铺垫）之后组织学生进行设计和制作。其中设计图评价量规、制作空气炮评价量规见表1、表2。我们通过击打不同距离的小木块来检验空气炮是否成功。

改进环节，学生在保证空气炮制作成功的基础上对自己的空气炮进行适当美化，评价量规图见表3。

四、展示评估

学生对自己在项目中的成果进行展示是STEM活动中的一个重要阶段。

我们通过“画廊走”的形式介绍各自的空气炮，分享活动心得。评价包括学生评价和教师评价两方面。将空气炮放在展示区，师生以贴五角星的形式对班上作品进行评价，选出各自最心仪的10个空气炮。

2017版义务教育《小学科学课程标准》指出小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。

基于课标，我们通过“空气炮袭击纸杯塔”“空气炮灭蜡烛”“空气炮打塑料小球”三个玩转空气炮活动来探究空气炮大小对空气炮威力的影响。小学低段的科学探究不需要复杂，引导学生进行简单的单变量的实验探究，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法。

五、拓展应用

在本项目第五个环节中，教师在教学过程当中引导学生将所学知识联系实际，介绍空气炮在生活中的用途，如机场驱鸟，将科学课程與技术、工程联系起来，学生在了解基础知识的价值的同时有利于创新思维的培养。

一年级“空气大炮”项目符合低段儿童的年龄特点，因此对于低段开展基于STEM理念的拓展性课程具有借鉴意义。但是STEM教育以解决生活实际问题为出发点，而低段学生对于“真实世界的问题是什么？”这一问题背后的真实情境他们并没有真切的体会，因此笔者认为这也是在实施STEM教育和小学低段科学教学相融合的过程中的一个难点。