基于STEM理念的“五环”体育探究教学设计

牛弟胜 牛力军

摘 要：为探究 STEM 教育理念，实施体育教学的有效方法，从STEM问题导向模型、STEM教育理念、STEM体育核心素养、STEM体育教育支架等四个方面阐述STEM 教育思想;并从“创设问题”“交流探究”“做出结论”“转化能力”和“激励评价”设计“五环”体育教学流程;以“问题发现”“领会探究”和“反复验证”三种探究策略作为对比，提出基于STEM 理念的“五环”体育教学案例设计，以期为STEM 教育和体育学科的融合发展提供参考。

关键词：STEM教育;体育;教学策略;教学设计

中图分类号：G807.3  文献标识码：A   DOI：10.3969/j.issn.1006-1487.2021.02.003

基金项目：2020年度甘肃省“十三五”教育科学规划课题“基于STEM 教育理念的体育教学设计策略研究”（课题编号：GS[2020]GHB1528）

收稿日期：2021-03-14

作者简介：牛弟胜（1980-），男，甘肃通渭人，本科，高级教师

研究方向：体育教学

STEM教育是一种跨学科教育，鼓励通过综合多学科范畴解决基于现实的问题。将STEM教育理念应用于体育教学，有助于学生运动技能的联系化、科学化和理论化，提高学生体育学科核心素养。体育运动的过程能丰富学生的体验，帮助学生内化体育知识，并渗透到其他学科领域，同时其他学科的相关理论也能支持体育学科的发展。例如，把复杂的技战术与科学作战相联系，把技术动作与物理和数学知识相联系，这样便突破了单一学科的局限性，更有利于引导学生通过多学科知识探究寻找最优方案。体育教学也应该通过各学科之间的整合与联系，促进学生科学运动与锻炼，提升学生的探究能力和实践能力。在此背景下，有必要积极探索STEM教育与体育学科的融合创新。然而，从传统体育向跨学科体育的转型，仍然缺少较成熟的教学模型。为此，研究提出了基于STEM教育理念的“五环”体育教学设计，为体育教学提供一种新思路。

1 基于STEM教育的“五环”体育探究教学模式

1.1 “五环”体育探究教学流程设计

“五环”探究体育教学模式借鉴STEM教学活动提出了“创设问题、交流探索、做出结论、转化能力、激励评价”五个主要环节，并在STEM教育背景下设计相应的教学流程，使教学环节之间环环相扣、层层递进，具体包括：触发STEM概念→构建STEM概念→领悟STEM概念→STEM技能迁移→STEM能力评价（见图1）。

1.1.1 创设问题

在体育课前，教师要了解学情，联系生活实际创设问题（学习）情景，将课程内容变成有意义的问题交流活动和反复验证过程，引发学生对运动问题的探究，促进新旧知识之间的联系，培养学生多元化运动思想，激发学生的探究意识并主动总结课堂知识。例如：在接力跑教学中，如何利用接力区站位提高起跑速度？如何提高传接棒速度？选用哪种接棒方式最有效？带着这些问题逐一探究。

1.1.2 交流探索

交流与探索是“五环”教学设计最重要的环节。它要求学生根据教师提出的问题，或者在探索过程中产生的问题，通过讨论与交流寻求解决方案，启发学生在探究过程中通过仔细观察和描述、分类比较、推理、交流与讨论寻找运动规律或动作之间的关系。在接力跑技术教学实践中，教师引导学生思考选用不同的技术方法会得到不同的效果，通过多次练习观察学生成绩的变化，从比较、推理中构建多元技能。针对持球练习动作改进过程有利于形成学生高阶思维技能，这也是STEM教育创新思维开发的主要阶段。

1.1.3 做出结论

这是STEM体育教育的知识梳理环节。做出结论就是揭示探究的目标与结果。在完成探究后，学生通过“教师提问→学生回答→练习辩论→得出结论”进行梳理，由于探究问题是开放性的，因此得到的结论也会多种多样。教师通过学生运动练习提出解决方案，并寻找运动技术的理论支撑，在探索概念时强调学科之间的融合与联系，为学生STEM跨学科素养能力、解决问题能力的发展提供锻炼机会。

1.1.4 转化能力

得出结论的过程就是转化能力与锻炼能力的过程。教师激发学生通过运动练习来解释新问题和新现象，并给予适当的思考时间和思维空间，让学生自己融合已有知识基础进行能力转化，得出結论是一个不断推进自我跨学科能力发展的曲折过程。

1.1.5 激励评价

STEM教育评价要把多元化的思路贯穿整个教学过程[1]。在这一阶段，教师和学生也可以共同制定STEM体育技能评价标准、制定学生创设问题的评价标准。此外，还可以结合体育信息和智能学习技术获取个性化、综合化的STEM技能评价标准[2]。评价除了过程性评价和总结性评价外还应注重进步性评价、创新能力评价和跨学科能力评价。在接力跑教学中，教师可通过学生的动作领悟情况、能否掌握传接棒动作要领、能否帮助同伴改进错误动作、创新能力与跨学科知识联系等方面进行四星级评价：分别为优秀、良好、合格、需努力。

1.2 基于STEM教育三种探究体育教学策略的比较分析

在“五环”体育教学模式中，交流探索为教学的主要环节，以探究问题活动为核心。STEM体育教学五环设计过程，要经历一个运用跨学科知识进行探索与渗透的过程，从多途径获取新知识铺垫学生的探究能力。研究提出了STEM体育跨学科探究教学的三种策略：问题发现策略、领会探究策略和反复验证策略，并对比分析三种体育教学策略，详见表1。

STEM体育探究项目式学习基于学科理论和运动经验创造解决问题思路，以STEM核心点设计各环节内容，主要从教学策略设计、学习目标设计、课堂组织设计、教学支架设计、学习活动设计、跨学科能力培养设计、激励评价设计这几个方面着手。强调学生在看似混乱的情况下设计解决问题的各种综合技能。问题解决的过程是深入认知的过程，教学设计是解决多个问题的活动，所以有效课堂设计也应该是体育认知过程的一部分，体育教师要精心设计STEM体育探究项目学习的详细过程。

1.3 构建STEM教育的“五环”探究体育教学模式

以“五环”教学流程为基本结构，以“创新探究”为目的。以三种探究性教学策略为出发点，设计了STEM教育为基础的体育“五环”教育模型。

跨学科教育集成了体育项目学习或问题导向教学模式的有机结合，通过运动实践来学习基本概念，用个性化和多样化的教育特点，组织探究获取新知识，支持体育项目学习过程中的创新[3]。在STEM教育环境中，“五环”教学过程是交替循环的技能训练过程，其中，“交流探究”既是“五环”体育教学活动的中心环节，又是贯穿整个STEM体育项目学习过程的核心要件。当一个探索交流活动结束时，以该结束点为起点，触发新节点和新一轮交流探索过程;而在每一轮的交流探索活动中，学生都会表现出个性化和多样化的能力特点，使其体育认知思维不断地从横向和纵向多样化延伸，从而实现体育实践与跨学科知识的重构、反复验证、创造和改进的过程。由于体育内容的多样性，教学应该灵活选择和调整，按照不同年龄特点探索不同的学习内容，合理设计探索流程。如果探索活动比较复杂，那么教学过程可以花费几节课的时间保证质量完成学习任务。如果交流探究活动中存在多个流程环节，提高控制能力，能够合理地预估教学中存在的不确定性问题，有效地组织和指导体育教学活动，并允许学生在体育活动中不断尝试和犯错，取得新的认识。

2 “五环”探究体育教学案例设计

采用以STEM教育为导向的体育教学模式为思路，针对三种探究性教学策略设计了具体的教学案例（如表2所示），通过教学实例对比分析，帮助理解“五环”探究体育教學模式。

课程实施对象是通渭县第三中学高二（10）班学生 40 名，男生20名、女生20名。这些学生此前未接触过STEM教学实验，跨学科素养能力并不高，但对接力跑实验有较强的兴趣。研究将学生随机分为10个实验小组，每一组均混合了2男2女，以消除学生之间的小组差异。研究者按事先设计好的接力跑运动实验组与对照组，分别对两组学生实施反复验证，反复探究。整个教学过程中，由教师启发学生发现问题，在运动中领悟，在反复验证中寻求学生STEM学习能力的掌握。

3 总结与展望

通过“接力跑教学探究”案例的分析可以发现：基于STEM理念的体育教育重视开发学生的体育思维，有利于学生扩展知识视野和开发运动能力。这不仅要求体育教师提高专业技能水平，还要有跨学科知识体系的支持。促进STEM教育与体育的融合，需要更多研究者和体育教师的努力。

参考文献：

[1] 牛力军，司亚红.基于粗糙集的“奖回票体育课堂”激励策略研究[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版）2019（12）：62-69.

[2] 李昱瑛，赵福君，陈雪琴.基于STEM教育理念的改善小学科学评价方式的对策[J].教育教学论坛.2019（19） ：213-214.

[3] 鱼亚洲.基于STEM教育理念的应用型院校学生创新能力培养[J].中外家.2020（05） ：195-196.