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小学科学课“STEM教育资源”构建的实践研究

2022-06-21李俊杰

广东教学报·教育综合 2022年64期
关键词:小学科学构建实践

李俊杰

【摘要】小学科学教学中蕴含了STEM教育资源,在小学科学课中开展STEM教育能够达到培养学生的科学素养与STEM教育涉及的学科素养等。构建其学科学习资源从多样化的教学资源、广泛的覆盖面、有代表性的地域特征、较高的示范引领性以及动态的教学资源更迭几个方面,通过理论研究与实践相结合,才能构建出较为理想化的STEM教育资源,具有借鉴意义与参考价值,为培养复合型的创新人才奠定基础。

【关键词】小学科学;STEM教育资源;构建;实践

小学科学课程内容包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域,蕴含着丰富的STEM教育资源,是小学生学习STEM教育的知识沃土和极好的载体。STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育:一是科学素养,即运用科学知识(如物理、化学、生物科学和地球空间科学)理解自然界并参与影响自然界的过程;二是技术素养,也就是使用、管理、理解和评价技术的能力;三是工程素养,即对技术工程设计与开发过程的理解;四是数学素养,也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。

由此看来,STEM教育是包含了科学素养,而科学课程中也是要培养学生的科学素养,但科学课程又恰恰是STEM教育的一部分,缺少了技术素养、工程素养和数学素养。因此,挖掘科学课程中的STEM教育资源,将其构建并进行实践,既能够培养学生的科学素养,又能够将技术素养、工程素养和数学素养融入其中。

因此,我们在围绕粤教版小学科学教材为依托的STEM教育资源构建的实践研究时发现,如果要构建出较为理想的STEM教学资源,需要注重以下几个方面。

一、多样化的教学资源

多样化的教学资源不仅能够为老师们提供更多的参考,也能够更好地促进与提升课堂教学效果,因此在构建教学资源的过程中,要注重其教学资源的多样化构建。如:我们在对STEM教育资源构建与实践研究的过程中,开发了多样化的教学资源,有教案、案例、微课、论文、教材、公开课等方面的教学资源,资源的多样化,能够给老师们提供更多的参考建议,让老师们以多种形式参考与借鉴,更好地服务课堂教学,提升STEM教育的教学效果。

(一)在进行资源开发时,要注重教材资源的开放性。如:教材的编排要给老师和学生留出足够多的发挥空间,教材只是一个模板与载体,要让老师们可以根据教材进行再次开发,让孩子在教材的引领下发挥自主能动性,发展特长。教案资源建设我们注重其可操作性,能够让老师们根据教案可以很快上手,方便其操作,真正服务与教学。

(二)案例的开发注重其示范性。案例一直是我们研究的重点,为能够更上国内外的先进理念,我们重在以参与更高一级别的竞赛、交流、展示等方式,优化其案例,让其能够与时俱进,具有一定的引领性与示范性。

(三)微课资源的辐射性。为了能够让微课资源产生更好地辐射作用,可以利用网络与更多的同行进行交流,让更多的孩子享受其资源,因此注重微课的辐射性是开发微课资源的潜在因素。

二、教学资源要有广泛的覆盖面

教学资源要尽量涵盖整个学段,这样才能够让更多的孩子受益。在围绕小学科学开发STEM教学资源时,要围绕小学1-6年级各个年级进行资源的开发,保证各个年级都可以开展STEM教育,既能够让各个年级的孩子都享受到资源带来的优势,又能够让孩子们了解到资源带来的好处。在开展课题研究时,我们将小学科学课中各个年级的主题进行筛选,以较为适合的方式开发了各个年级的STEM资源。如:一年级我们开发了以水、纸为主题的STEM教学资源,其两个模块内容是小学科学一年级下册第一单元和第三单元的内容;二年级我们开发了以磁铁玩具教学资源,磁铁玩具是二年级上册第三单元的教学内容;三年级我们开发了设计自制“小喷泉”资源,其是三年级上册第四单元热与温度的教学内容,四年级的岩石和小车、五年级的桥梁和微生物、六年級的能量及小小设计师,根据科学课标以及STEM教育教学方法,每个年级都有相对应的主题探究,既能够保证科学课堂的正常进行,又能够让STEM理念在课程中较好的融合进去,从而达到较为理想的STEM素养提升。

除了按年级进行资源开发,还需要根据小学科学课程内容的四大领域进行探究,如围绕物质领域开展的风能研究、围绕生命科学领域开展的细菌研究、围绕地球与空间科学开展的月球能量大作战研究、围绕工程与技术开展的桥梁研究等,每个领域板块均有研究与实践的资源,充分保证在资源建设中的覆盖面。

三、较浓厚的地域特征

在科学课程中,五年级有关于桥梁单元方面的知识,我们结合课标以及STEM理念,我们将顺德新城区一河两岸的规划让学生进行了解与学习,然后结合实际情况,分析目前仅有的两座桥梁的通行情况,引导孩子们关注桥梁的背景,了解通行现状,解决塞车难题,从而引导学生进行修建桥梁来缓解交通拥堵的问题。学生经过对前几节课的学习铺垫,已经了解与认识了各种各样的桥,并学习了各种桥梁的特征及用途,从而对设计桥梁有了较为科学的想法与思路。通过这一系列的认识、实践与运用,孩子们的科学素养、工程素养、技术素养以及数学素养都得到了进一步的提升,并且能够将所学知识充分运用到解决身边现实问题当中,参与到城市的规划与建设中来,让自己的所学为自己的城市建设出力献策。

四、较高的示范引领性

在大数据时代,闭门造车已成过去,加强交流与探讨,不断优话与提升是资源建设的动力与生命力,为了能够让资源建设更具生命力,要及时将资源进行交流与分享,在交流与分享的同时,要有一定的示范与引领性。例如:2021年我们主动组队参加了中国第四届STEM大会挑战赛,通过两轮的竞赛,我们的积分达到了83.75,位列全国前100,间接地证明我们建设的资源具有一定的参考价值,得到了上级部门的认可。2021年课题组成员又参加了区市省的STEM案例评比交流活动,通过各级评比,我们的案例脱颖而出,获得了省市区的一等奖,得到了上级部门的认可,说明了我们的案例具有一定的示范性。2022年1月,我们又组队参与了全国STEM案例丛书的征集活动,通过不断地优化与改进,我们的案例成功入选丛书征集活动,这说明我们的案例也同时得到权威部门的认可。课题组的成员受邀被评为市级STEM案例的评审专家,受聘为市级STEM兼职教研员等,都能够充分说明上级部门对我们工作的认可,通过优秀的资源进行分享与交流,既能够让自己得到进一步的提升,又能够影响更多的同行,提升地区的水平。不断优化与改进的相关资源,让其成为具有示范与引领性的教学资源是延续其生命力的更好方式。

五、不断优化的动态资源

资源建设因个人眼界及时代特征等原因,需要不断地优化与改进,才能让资源更有生命力。如:在建设桥梁单元教学资源时,我们先是根据顺德新城区规划进行设计桥梁、制作桥梁,但由于一河两岸跨度较大,学生对于尺寸的概念比较模糊,因此我们又结合顺德新城区的实际情况,让学生先学会观察新城区目前已有的人行天桥,在此基础上测量实际路面尺寸,根据路面尺寸按1:100的比例缩小为模型,引导学生结合模型比例进行设计,从而达到了较为理想的教学效果,学生不但对桥梁的知识有所了解与学习,还巩固了数学学科的比例尺关系,并且能够通过模型搭建,回归到现实生活中,这样的抽象概念与现实生活相结合,模型构建与实景结合,进一步加深了学生对于桥梁单元知识的理解,而且增强了学科之间的联系,从而达到了较为理想的STEM资源构建。这样的不断优化的过程还体现在参与全国《SETM案例丛书》征集活动中,根据组委会给予的体例我们将之前开发的案例进行规范化梳理,然后递交组委会,再通过组委会的反馈进行不断地修正,从而达到了组委的修正要求,形成了一篇较高质量的STEM案例。这样的过程体现在我们众多的案例当中,动态的资源随着上级各部门的相关主题征集,也在不断地完善与提炼当中。因此,优秀的资源不是一成不变的,而是随着时代发展与需要在不断地更迭过程中。

以《小学科学课程标准》为依据,构建教材中的STEM教育资源,让“STEM教育”融入课堂,构建出科学课堂教学中的STEM教育资源,让科学课源于教材而高于教材,着力提升每一位学生的创新能力、实践能力和解决问题的能力,正是我们科学教育和STEM教育的主张和追求的目标。如何系统地构建小学课程内容中的STEM教育资源,让STEM教育资源成为科学课教学的一部分,也让科学课教材成为STEM教育的资源宝藏,这无疑是一线老师们关注的焦点也是操作中的难点。我们通过实施课题研究发现,只有努力打造具有多样化,覆盖面广,地域性特征明显,具有较高的示范与引领性的、动态的教学资源建设。较为有效地解决了这样的难题,才能为大家今后在科学教学中实施STEM教育提供了较好的范本。

【本文系“中国STEM教育2029创新行动计划”STEM课题组(课题编号为:2019STEM191)研究成果】

【參考文献】

[1]王素,李正福.STEM教育这样做.北京:教育科学出版社,2019(10).

[2]刘颂豪.科学.广东教育出版社:广东科技出版社,2019(12).

[3]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准.北京:北京师范大学出版社,2017(3).

[4]曾令鹏,梁斌.科创和STEM教育实验教材:小学版:广东高等教育出版社,2019(3).

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