王传井

STEM教育打破传统的教育模式强调跨学科、多课程的交叉融合，对比传统教育，STEM教育更符合现人才培养的要求。STEM教育的特点是以任务驱动的形式，采用跨学科、多学科融合的一种教育方式，让学生利用所学的多学科知识，从而具有很高综合性的项目。在项目进行过程中进一步提升了学生的综合素质。

一、STEM教育价值在小学科学课程中的展现

小学科学课程中包含的内容非常的广泛，是学生们非常重要的基础性学科。但是内容多、知识复杂的课程就被编排成一个个专题性很强的单元，这些单元切断了与其他学科的联系，加大了学生综合运用知识的困难。这些都使学生的主动探究机会越来越少，极大打击了学生的学习热情。

STEM教育理念是使学生养成严谨的科学思维，从解决问题方案的设计到制作出相应的科技产品，从而激发学生对数理化的兴趣。小学科学课程与STEM教育的相结合能够使学生更好的开展探究性学习，STEM教育可以补充科学课程中的一些不足。

二、STEM教育理念与小学科学课程的融合

我国的教育情况和课程都存在着自己独有的特点，因此教师要结合科学课程特点，以及了解学生的认知水平、创造能力不断的对科学课程中的STEM教育进行深度挖掘和探究。现以案例《设计制作小赛车》予以说明。

1.项目简介

《设计制作小赛车》与STEM课程设计的核心理念与目标非常的契合，利用科学课程中多单元知识，能够进行深入的实践和自由探索，把设计制作小赛车课程内容开发为最终解决问题的一系列的探究项目活动。因此开发设计了《设计制作小赛车》项目活动，有针对性地指导学生认识、体验设计的过程，利用所学的知识解决问题的科学素养。

2.课程介绍

（1）课程概况

本次活动则是运用已有知识，通过通过设计赛车任务的驱动，发展提升综合探究应用能力、团队合作能力、解决问题能力和交流表达能力。

（2）核心问题

学生需要在赛车设计任务的限制下使用合适的实验材料来设计制作。要求学生在规定的任务要求下，经历讨论交流选择合适的材料、赛车动力的选择、摩擦力对赛车行驶距离的影响、赛车的设计创新等，整理思路后提出可行性的设计方案，经历设计、技术制作和交流，最后进行赛车比赛、评价的过程。该项目在限定的条件下为“小工程师”提供丰富的想象力和创造性空间，发展锻炼了学生克服困难解决问题的能力。

本项目利用STEM教学理念融合多学科知识，同时也利用了科学课中不同主题单元的知识。在设计制作一个小赛车的任务下，学生使用合适的动力材料，计算设计赛车所需要的数据（数学）;选择不同的材料，思考增大赛车的动力、延长动力作用于小赛车的时间、摩擦力的影响（科学）;小组合作、查阅资料设计赛车简图（工程）;依据赛车设计简图完善制作步骤，用合适的方法制作赛车（技术）。

3.课程方案

（1）学情分析

小学5年级的学生已经掌握了一些知识与能力，例如：掌握了增大和减少摩擦力的方法，初步了解赛车等机械的主要组成成份、结构;知道设计包括一系列步骤，完成一项工程设计需要分工与合作以及考虑外部因素;了解科学探究的过程步骤，制定简单的探究计划并实施;有控制变量的思想、用比较科学的方式记录整理信息;能够解释结论交流并反思、评价、改进。美术方面：具有简单的绘画技能;能够画出简单的机械结构。数学方面：了解简单的数据收集、整理、分析的过程以及数据处理的方法。工程方面：清楚工程设计流程及步骤。

（2）学习者分析

小学5年级的学生年知发展龄大致在10-12岁，根据皮亚杰的认理论：部分学生可以对抽象性的术语进行思考，使用系统化的逻辑解决问题，而且该階段的学生处于小学中高年级，想象力和创造力丰富、好奇心强、具有一定的动手能力，这就使得整个教学设计采用基于项目的形式、小组合作、探究的教学策略成为可能。

在前七课中学生在研究运动的过程中学习认识了各种力。设计制作小赛车要求学生从动力材料的选择、小赛车制作的数据计算、车身外形设计制作等知识的角度思考、达成目标，还是对其综合应用能力的一次挑战。

（3）课程目标

经历查阅资料了解赛车设计的基本步骤，根据任务要求选择合适的材料并设计赛车草图，经过不断修改完善完成小赛车的制作。利用科学课程中不同单元知识及跨学科知识的融合，提高学生利用科学知识的能力，使学生学以致用。

（4）设计理念

本课程的教学设计思路是以“设计制作小赛车”为核心，以课堂情境的创设和解决问题完成任务的探究活动，为学生提供了发展平台。基于项目学习这种教学模式尤其有助于STEM的跨学科整合。

（5）设计思路

活动阶段第一阶段：激趣导入、任务目标、查阅资料完成设计（第1课时）;方案设计第二阶段：小组合作、完成小赛车的制作并不断完善（第2课时）;评比比赛第三阶段：赛车展示、多面评价、小赛车行驶距离大比试评比颁奖（第3课时）。

4.反思

（1）成效和经验

在整个项目中，学生制作小赛车的过程中经历了用科学知识和工程技术思维。在设计过程中，学生经历了分析问题、查阅资料、设计方案、设计简图等过程，课本联系生活实际学生会发现在这个过程中都是已经在其他学科中学过的知识，从而把知识与问题联系起来。以小学科学课程标准为核心，联系科学教材中多单元的知识，结合STEM教育理念，将科学多单元的知识融合到一个项目中，运用多学科、多领域的知识，在探究活动中不断改进，学生的应用整合能力得到锻炼。

（2）存在问题

学生在刚开始时有很多的想法，但是有些是天马行空不切实际的，但是经过小组讨论和系统的分析后，学生思路逐渐成熟，并渐渐形成了自己小组独特的设计风格。“赛车会”后进行了小组间的评价，通过不断改进，赛车更加趋于完善。

（3）展望

小学科学课程涉及多领域、多学科的内容，知识比较繁杂。在教材的编写的过程中只能编成一个个独立的单元，这就切断了科学知识的联系。科学教师应善于发现这些单元的这根线结合STEM教育理念，加强知识的联系，培养学生整合多学科、多知识的能力，全面培养学生促进学生的全面发展。