在小学五年级实施STEM课程教学的实践与研究

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在小学五年级实施STEM课程教学的实践与研究

摘要：近两年来，STEM教育在我国得到了广泛关注，STEM教育的理念强调多学科的融合，重视培养学生的想象力和创造力，2017年我校引进了上海云中心的《STEM导论》与《迷你污水处理系统》两门课程，通过在实际教学中的尝试，我感悟到STEM教育在课程主题的选择、材料的准备、教学方式、学生的学习形式等方面较以往的传统科学教学有很大的改变，对于提升孩子的科学素养非常重要。

关键词：STEM课程 实践与研究

STEM课程是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）四门学科的简称。STEM教育的理念强调多学科的融合，重视培养学生的想象力和创造力在深化课程改革的过程中，已经成为关注的热点。2017年我校引进了上海云中心的《STEM导论》与《迷你污水处理系统》两门课程，通过在实际教学中的尝试，我感悟到STEM教育在课程主题的选择、材料的准备、教学方式、学生的学习形式等方面较以往的传统科学教学有很大的改变，对于提升孩子的科学素养非常重要。 一、STEM教育的发展方向

STEM教育并不是科学、技术、工程和数学教育的简单相加，而是强调多学科的交叉融合，将知识的获取、方法、工具的利用以及创新生产的过程进行了有机统一，以统一的联系的思维方式去学习，做到学科知识的迁移与学科内容的整合。培养STEM人才不能单一地加大对科学、技术、工程和数学领域的投入，更需要的是打破学科界限和内容限制，进行STEM学科的整合。STEM课堂就是要求学生在复杂的、无规律的学习情境中把零碎的知识进行整合，具备分析问题的能力与问题解决的能力。

二、STEM课程的教育现状 1.缺乏“接地气”的课程案例

目前中国的STEM教育没有形成合力，没有适合的标准，没有成体系的STEM课程。从理论到实践，STEAM教育在中国的发展还处于非常初级的阶段。现有的教学案例也比较单一，多停留在3D打印、编程、开源硬件等“高大上”的领域，缺少易操作、易推广、能解决实际问题的“接地气”的案例。 2.STEM教师综合素养参差不齐

对于STEM教育来说，师资培训是最大的问题，只有提高教师的专业水平，开发多样性、整合性的课程资源，才能将STEM课程真正的落到实处。但目前的STEM课程教师在综合素养方面参差不齐。

术业有专攻，每位教师不可能做到样样都懂，因此优秀的STEM教师首先是一个学习者，能够快速学习，熟悉执教主题领域尽可能多的知识，同时借助互联网的资源进行资料整理和备课。所以，快速地检索、收集、整理、学习未知领域的信息，是作为一名优秀STEM教师的必备素养。 3.缺少评价量规

评价量规可以帮助教师对STEM课程实施效果进行评价，虽然在当前的STEM

课程教学中，老师们对学生开展的STEM主题活动有相应的评价，但还不够完善。 三、STEM课程的实施策略

2017年我校引进了上海云中心的《STEM导论》与《迷你污水处理系统》两门课程，通过在五年级实际教学中的尝试与研究，以及目前STEM课程中存在的


问题，我主要采取了以下实施策略：

1.从教育的理念上，让学生从被动变主动

问题：“如何让野外露营的小朋友喝到干净的水？” （1）传统教学： 学生：听为主 教师：讲为主

成效：教师直接告诉学生净水方法，教师主导型教学、学生被动式学习，无法将知识迁移、实践运用 （2）STEM教育：

提出科学问题：野外露营的小朋友为什么不能直接饮用水源？ 实现工程问题：设计制作一个迷你污水处理装置 运用数学问题：采集数据，测试分析污水处理的依据。

项目驱动式的学习成效：“刨根问底”般进行了探究性学习，自主创造了学习事件，实现了从学习被动者成为主动者的转变。

由传统教学与STEM教育的对比可见，“污水净化 ”，既是生活中的问题，也是一个科学的系统问题。学校传统式的教学（教师讲-学生听）模式，只能让学生知道污水处理的方法，却无法真正地让学生掌握污水处理的原理。通过开展

STEM课程教育，我发现学生在自主地学习知识，从“做”中“学”，拥有自己的作品，享受创造作品的学习过程和成就感。随着认知过程而步步推进，理论结果将源于亲身实践，学生不再仅仅简单地消化和吸收教学内容，而是通过实践和创造来学习知识。

2.从教学方式上，教师从教学知识的传播者变成探究者

在STEM课堂教学中，要弱化教师作为知识传播者的定位，强化课程设计的要求，努力让每一位教师成为课程的开拓者与探究者。 以迷你污水处理系统设计为例： （1）教学目标：

科学目标：了解水污染的现状、污染源及水污染对人们的危害；认识中水的常见几类杂质；认识常见的几种污水过滤材料；了解水污染处理一般个过程；掌握通过阅读资料库获取信息的能力。

数学目标：根据漏斗的大小剪裁选择的过滤材料；采集数据，测试分析污水处理的依据。

工程目标：制定野外生存简易污水处理方案；设计制作一个迷你污水处理装置。

技术目标：能够检验自己设计的污水处理装置的效果。

从“迷你污水处理系统”案例中可知，教学目标从科学、技术、工程和数学四个方面进行了定位，而不是传统教学中仅仅围绕着知识目标。 （2）教学步骤：

步骤一：引入问题“怎样才能让野外露营的小朋友喝到干净的水？”，并引导学生了解相关背景知识。

步骤二：制定迷你污水处理系统研究方案。

步骤三：根据研究方案选择材料，并制作迷你污水处理装置。 步骤四：进行污水处理过滤实验。

步骤五：污水净化效果分析，再次修改设计方案。 步骤六：迷你污水处理系统成果展示。


从“迷你污水处理系统”一系列的STEM教育过程中，教师完成了几个角色的转化。

第一，教师是教学的设计者，制订课程流程，确定使用的工具，设计课程需要的课件等，这有赖于教师的个人能力和教学经验；

第二，教师是参与者和引导者，如何启发学生脑洞大开，如何引导学生当好“主角”，调动学生的思维，都需要精心考虑；

第三，教师是协助者，让学生能够更好地形成自由合作的小组。

STEM教育的教师在角色转变的需求下，对教师的素质要求有了一个新的提高。 3.从教学氛围上，学生更加自主化，不受传统教室的限制

STEM教育起源于美国文化，这也注定了STEM教育需要有不同的空间模式，开放与动态体现了STEM教育的发展水平。

在教室里，必须打破传统课堂的空间设计，对教室空间进行重新建构：

（1）教室座位4人为1个小组的设置，更能促进学生在项目过程中头脑风暴及团队协作；

（2）要给学生备足大量地日常随处可见的材料，这些与生活息息相关的物品可以激发学生更多的创造力，让学生学习的时候更加自由开放；

（3）教室内可以设计一些空地，学生可以随意坐在地上，无拘无束创作出更大、更自由的作品。

4.从评价方式上，更加多元化

STEM教育的评价过程应该改变传统单一的评价方式，强调多元评价主体、形成性评价、面向学习过程的评价。

为了在STEM教育活动过程中更好地达到教学目标，教师要注重评价方式的多元化，在教学中不断进行过程性评价。通过使用评价量表、行为观察、作品展示和知识检测等形式了解学生阶段性的教学成果和存在问题，及时对STEM活动方案进行修改、完善。

以上就是我在小学五年级实施STEM课程教学的实践与研究，还存在许多问题与不足，在今后的教学实践中，我将对STEM教育进行更深入的学习，转变教育理念，促进学生的创造性学习和自身的专业发展。

参考文献：

1.吴永和《国内开展STEM教育的难点和解决办法》2016年5月 2.黄凯《STEM在小学科学教学中的实践研究》2016年11月

本文来源：https://www.wddqxz.cn/9fe8238841323968011ca300a6c30c225901f089.html