深度学习下小学科学STEM课堂教学策略探究

李巧静

【摘要】深度学习是理解性的学习，教师在STEM课堂教学中设计的情景教学问题要具有现实的意义和挑战性，引导学生对产生的问题有更深层次的思考，在思辨的过程中最大程度上建立学科知识与现实世界的关联，为解决真实的问题提供高阶思维发展能力，获得学习方面的专长和技能，推动STEM教学实践。

【关键词】小学科学;STEM课堂教学;深度学习;策略研究

STEM的教育理念是：“让学生在跨学科学习过程中整体认识世界，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。”深度学习作为培养学生核心素养的重要学习方式，在STEM课堂教学中担任了重要的角色。小学科学STEM课堂教学基于深度学习的方式设计和开展一系列的学习活动，让学生理解性地、创造性地参与课堂学习，掌握学科核心知识，理解学习过程，把握学科本质和内涵，全面提高学生的科学核心素养。

一、深度学习与STEM课堂教学

《小学科学课程标准》认为：“小学科学在自然现象和解决实际问题方面需要综合运用不同领域的知识和方法。”STEM课堂教学注重引导学生关注学科与现实生活的关联性，进行项目学习、问题模式、知识运用、工程技术等的教学方式，让学生在真实的学习环境中发现问题、探究问题、解决问题，从而生成新知识、构建知识体系，创造制作出成果。这就要求教师在课堂中具有较高思维层次的教学策略，来更好地进行教学实践。

深度学习是理解性的学习，一是指教师在STEM教学中对科学概念本身的深度思考，对学生STEM知识背景的精准理解，对学生STEM知识发生过程的精准把握以及对STEM技术创造的精准指导;二是指学生在学的过程对产生的问题有着审视的态度、对知识过程发生不是简单的记忆和背诵，而是能运用所知进行思辩;能在真实的、复杂的环境中调动所需要的学习结果，最终建构知识做出实物，达到深度学习的目标“所学能为其所用。”深度学习发生路径如下图1所示。

二、STEM教学课堂的深度学习实施策略

1.创设情境，让科学探究真实产生

创设一个聚焦STEM课堂教学的科学基本问题，是十分重要的，这个科学基本问题是从科学概念转化而来。在创设的情境中，可以把科学问题聚焦于现实世界发生的事情，或者科学史、科学事件等从历史轨迹、社会视觉的角度，引发学生提问，教师对产生的问题进行归纳、分类;然后通过设置情境，进一步引导学生对发现的问题进行筛选、分解、重组、整合，生成一系列符合学生自身认知水平的具体问题。在这个基础上，学生既是问题的发现者，也是问题的实践者，解决了问题，也就掌握了科学概念。这是二年级上册《做一个指南针》STEM课堂教学案例，笔者以“郑和下西洋”为历史背景创设情境，其具体的教学模型如表1。

因此，教师进行教学时要深度地挖掘科学概念背后隐藏的科学问题，引导学生从多角度对概念问题进行分解，这样不仅降低了学生的学习难度、更好地建立科学概念，还能够在学生动手实践的时候，不断地发现问题，解决问题，最后建立新的知识。

2.建立模型，让科学思维清晰呈现

小学科学课程标准指出：从科学的角度对客观事物的本质属性、内在规律等记录分析，建立模型，并且能够运用模型对相关关系进行探索、解释。在SIEM建造模型的科学实践过程中，学生不断动手思考感悟，思维也在不断的发展，深度学习认为：“深度学习指向学习过程的发生，关注学生在学习参与过程中的体悟，而非结果导向。”建模通常是把复杂的数据建立数学模型，降低难度，根据模型分析并得出科学观念，同时，它能够将学生习得性的知识发生的过程清晰呈现。在小学阶段逐步建立数据建模思想，让学生经历一次数学建模过程，是发展学生的高阶思维能力的重要手段之一。下面以三年级《观察云》一课为例。如下表2。

比如学生在五年级上册第三单元“运动与摩擦力”一课中，就需要储存有关摩擦力的知识。如下表3。关于摩擦力的实验数据记录，对于五年级的学生来说实验数据较多，根据表格来分析数据能够快速地得出结论，但是不利于學生思维过程的发展，可以让学生通过数学折线统计表的利用，将数据一一呈现出来。如下图2。

通过建模的形式，教师可以知道在探究过程中学生每一个数据产生的过程，学生也可以在制作数学模型的时候，十分清晰地知道摩擦力大小与物体之间的相关性，能从整体和部分来进行对比分析，在此过程中，深度学习悄然发生。

3.制定标准，让科学评价持续发生

STEM教学的目标在于综合能力和技能的全面发展，深度学习强调学习的自主性，包含了对知识的理解、学习过程的掌握、小组合作的质量、成品的科学性等，基于深度学习的STEM课堂更多地关注学习者的学习过程及真实能力的评价。建立多元的评价体系，有利于整个STEM课堂的诊断、调解和激励，全面了解学生的综合技能水平。在三年级上册第三单元第二课“做一个热气球”中，采用“教师评价+同伴互评+自我反思”的多元评价方式贯穿热气球设计和制作的整个过程，具体的评价标准如下表4。

4.成品展示，让科学实践落地发生

STEM课堂教学跟普通教学最大的差别在于动手实践，经过一系列的课堂教学活动，每个学生都参与其中的作品创作，经过学生思考、讨论、修正、更改过的作品包含着学生的知识迁移、问题解决、讨论批判和动手结晶，是成果的硕果也是深度学习的硕果。在STEM课堂作品制作的过程中，学生要根据实际情况对作品进行不断地修改和晚上，教师可以根据学生作品会出现的问题，设计自查表，帮助学生在遇到困难、超出自身知识范围而无法讨论解决的情况下，通过自查表来对作品进行调整。这是四年级下册《电路出故障了》的一课中，教师给学生设计的自查表。如下表5。

正如卢梭所言：“ 我的目的不是教给他各种各样的知识，而是教他怎样在需要的时候取得知识，是教他准确地估计知识的价值，是教他爱真理胜于一切。”小学科学STEM教学课堂教师要深度探索教学策略，找到开发学生的深度学习的钥匙，才能真正培养学生的科学核心素养。

参考文献：

[1]余佳.基于深度学习理论的STEM教育教学模式研究[D].江西：江西师范大学，2020（19）.

[2]教育部，小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，202：11.

[3]田慧生，刘月霞.深度学习-走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018：9.

[4]田慧生，刘月霞.深度学习-走向核心素养[M].北京：教育科学出版社，2018：7.