基于STEM的小学科学高年级课程教学设计与应用策略探究

周浩然

【摘 要】小学科学教育工作对于培养我国全民科学教育以及科学素养有着极为重要的作用。传统教师授课模式无法满足科学教学对于学生实践能力培养的根本要求。STEM课程教学的根本目标是推动科学技术的创新以及发展，从而有效的提升我国的核心竞争力。本文从验证型、探究型、制造型以及创造型四个方面，系统阐述了STEM教学模式在小学科学高年课程教学设计中的应用形式。

【关键词】STEM；小学科学；课程设计；应用

【中图分类号】G613 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2018）33-0253-01

一、验证型应用形式

教师在小学科学教学过程中可以设计验证型教学形式，首先依据教学重点设定的明确教学目标，确定在课堂中应用的预设问题，其次，教师在课前要精心设计课堂评价与具体实施方案等内容，对教学重点进行分析。比如，基于STEM的“牛顿第二定律”在课程中验证型应用形式设计主要为以下几个步骤：第一明确课程问题，教师向学生呈现改变物体运动状态的外力作用，并通过实验对问题进行验证；第二设计课程方案，教师准备打点砝码、小车、计时器等教学用工具，对教学内容进行分组方案设计；第三评估方案，教师与学生进行互动，鼓励学生积极参与到学习中来，师生之间通过探讨来完善评估方案，确保评估的准确性和可行性；第四实施方案，验证加工方案的合理性；第五对数据进行分析，教师可以采取相关智能设备对数据进行处理，并分析筛选出有效数据；第六分享反思，教师要及时对实验过程进行评价，深化学生对教学内容的理解，同时对实验步骤反思改进与学生一起探讨分析课程中的重点实验内容。

二、探究型应用形式

探究型形式在小学科学课堂应用过程中，教师要引导学生去发现课程中的未知现象并对其进行解释，教学的关键环节为收集数据分析数据，让学生对结论进行解释。比如，教学关于空气污染的STEM课程，设计教学步骤如下：第一让学生通过调查去了解空气性质，然后指导学生以拼图的形式来呈现空气的构成与成分；第二深化学生对空气质量指数理解和认知，教师设计形象的信息图表，向学生展示控制空气质量的信息，并让学生明白图表的应用方法，促使学生在不断的探究过程中理解并掌握空气污染的最终来源；第三讲解污染物受大气运动的影响过程；第四让学生理解温室效应，通过制作模型进行解释；第五师生互动，通过讨论探究出现地球臭氧空洞的原因和影响，并对相应有效补救措施进行探讨；第六对室内污染物产生的来源进行探究识别，并探寻有效的防范措施；第七为了深化学生对治理空气污染设备的理解，教师可以采取制作空气模型的方式，让学生认识并掌握相关设备，从而加强学生对问题的认识。

三、制造型应用形式

基于STEM制造型教学形式在科学课程中的应用，是综合运用STEM知识的过程，教师在课堂中引导学生对物品进行加工改进，制定培养学生实践能力的教学目标，然后教师通过向学生讲授设备制作过程和相关知识后，对问题进行反思并加深理解。比如，教学“电报机的制作课程”时，设计教学步骤如下：第一步创设学习情境，教师通过设计情境问题来引入教学内容，课堂中抛出远距离信息传输的疑问；第二开展设备培训，加强学生对电报机功能的理解；第三模仿制造，教师指导学生分成若干小组，并运用新知来制作简单模型；第四知识讲解，学生制作完毕后教师向学生详细讲授电报机的构成原理；第五协同改进，教师组织学生以小组形式，对制作的模型进行研究探讨，要求学生在充分探究其原理后，以小组为单位汇报模型有待改进和完善的地方；第六分享反思，教师组织学生对本次课堂实践活动发表意见，让学生在不断反思中进步成长，比如，该怎样制作才能确保电报机的传播路径？促使学生可以将理论知识与实践充分结合，从而全面提高课堂教学效率。

四、创造型应用形式

基于STEM知识在科学课程中应用创造型教学模式，教学目标让学生对物品进行设计制造，同时引导学生对物品进行设计、创新、改进，从而加强学生对知识概念的掌握。比如，教学“报警器设计”知识内容时，设计教学步骤如下：第一创设教学情境，教师为学生讲授关于报警器的情境故事，加深学生对设计知识的理解；第二引导创新，首先教师详细为学生讲解关于电路的工程原理，同时指导学生对工作原理图进行绘制；第三协同设计，教师指导生生之间通过互动探究，来设计报警电路系统，并让学生对设计的原理进行汇报；第四制造验证，制作完毕后指导学生对报警电路系统的有效性进行检验；第五应用改进，检验后学生之间通过讨论，探寻报警电路系统有待完善和改进的地方，第六分享反思，学生将创新完善后作品进行展示，并通过相互之间的交流反思优化过程中存在的不足，从而有效促进学生发散思维能力的提升，全面提高学生對知技能的掌握和理解。

结语

实践结果表明，STEM教师在小学高年课程中的广泛应用能够充分提升学生学习积极性，学生能够在探索的过程中建构知识。从学生作业完成情况中也能够更加清晰的看出学生对于科学知识的掌握情况，可以更加熟练的使用知识。

参考文献

[1]王贤平.基于STEM教育理念的小学科学教学策略[J].教育研究与评论（课堂观察），2017（2）：86-88.

[2]楼曙光.基于STEM教育理念的小学科学教学策略[J].中国校外教育，2017（34）：12-12.