小学三、四年级STEM专题活动设计

李志欣

摘 要：通过对STEM专题活动的研究，经历“分析、设计、开发、执行、评估”的过程，设计出适合小学三、四年级的STEM案例——云彩收藏家。STEM案例带领学生学习科学知识的同时，运用信息技术和数学进行数据统计，最终生成统计表格。

关键词：STEM专题；小学；STEM案例

一、STEM教育

2015年，教育部在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见（征求意见稿）》中首次提出要“探索STEAM教育、创客教育等新教育模式”。2016 年教育部在《教育信息化“十三五”规划》进一步要求：“有条件的地区要积极探索信息技术在‘众创空间、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，养成数字化学习习惯，促进学生的全面发展，发挥信息化面向未来培养高素质人才的支撑引领作用。”STEM教育不是传统的科学课和劳技课，是将科学、技术、数学、工程有机结合的跨学科融合性课程。

二、小学三、四年级STEM专题活动设计

（一）学习环境分析

学习环境包括学习者的外部和内部环境，本研究选定研究对象为小学三、四年级学生，三、四年级学生处于小学的中年龄段，与一、二年级学生相比较，有一定知识储备，拥有更多生活经验，能够独立完成小型实验。在日常生活中，三、四年级学生对形状有初步的认识，知道天空中的云朵是千变万化的，能够分辨和描述云朵的形状，能够比喻云朵的形状，并具备一定的绘画能力，能将其简单的画出来。

学习者每天都有时间观察天空中的云朵，并能够留下影像资料，“云彩收集家”这一专题不需要大型的实验仪器，也不需要实验室。本专题的教学资源丰富，有大量专业书籍可以作为教师教学的辅助工具，在网络上也能搜集到很多云朵的图片、视频等，方便教师在课堂上展示给学生。

（二）教学活动设计

（1）STEM学习目标设计。学习目标是学生参与活动后，学生将能达到的水平，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面进行分析，注意结合科学知识、工程情境、数学工具和技术能力，综合考虑学习环境限制。

（2）STEM学习情境设计。创设一个有趣的学习情境，为学生提供项目目标和要求，注意引入工程思想，带领学生经历科学家和工程师的日常工作模式，经历“问题、假设、计划、实验、观察、记录、结论、表达”过程。

（3）STEM专题内容设计。专题活动的内容包括任务、规则、分工、工具、流程五个部分。第一步，设计活动任务，任务设计循序渐进，环环相扣，相辅相成。设计的任务以解决实际问题为目标，例如设计防水衣服、设计保温箱等。第二步，规则设计，规则设计是对任务的细化安排，规则的设计需要考虑课程实施的实际情况，为学生划定限制条件，例如时间要求、实验材料限制等。第三步，分工，分工是对学生组内身份的划分。组内成员的分工可由教师安排，也可由学生组内自由决定，组内分工时注意发挥不同学生的长处，注意培养学生能力。第四步，设计工具，工具包括专题中需要的教具、实验仪器、实验材料，以及教学环境需要的桌椅摆放等。其中实验材料的准备需要考虑安全性、便携性等问题。第五步，流程设计，即专题实施的流程，将之前提到的内容有机融合到教学流程中，以达到教学目标。

三、专题活动设计案例——云朵收集家

（一）活动主题

云朵收藏家。

（二）活动目标

知识与技能：（1）能够辨别云朵的种类。（2）能够准确进行数据记录。

过程与方法：（1）掌握Excel制作数据表格的使用方法。（2）掌握上传图片的方法。

情感态度与价值观：能够培养学生细心观察生活的习惯。

（三）活动内容及流程

（1）情境导入：提供不同云朵的图片或视频，激发学生学习兴趣。

（2）云朵知识讲解。教师为学生提供不同云朵的图片或视频，并讲解云朵的特点和名称，为后续学生收集云朵打基础。

（3）提出项目任务：云朵收集。

第一，手册。提供配套的云朵收集手冊，手册上有每一种云的图片以及详细解说，教师根据云的稀有程度设计分数。

第二，观察。学生观察到一种云后，需要将其拍摄下来，在手册上记分。

第三，分享。分享到小组内或全班，并记录在观察手册上，进行分数统计，得分越高，观察到的云的种类越多。

第四，统计分析。观察时间为30天，在观察时间结束时，各小组同学汇总组内同学观察到的云，整理观察数据，并使用Excel设计出“30天内天空云朵种类”的统计表格。

第五，写作。根据为期30天的专题活动，学生自主进行写作，文体不限，可以使观察记录、科幻文章、日记等。

（4）学生进行云朵收集。期间教师进行适当的指导。

（5）分享与发表。各小组同学分享本组30天以来的观察结果，可以使用绘画、图片、视频等方式作为辅助，分享观察过程中遇到的问题以及解决方法，最后由教师做总结。

（6）评价与反思。教师带领学生完成课前下发的评价量表，对自己和同学在专题活动中的表现进行评价和反思。

参考文献

[1] 王娟.STEM整合视野下的机器人教学活动设计[D].温州大学，2014.

[2] 王玲玲.基于STEM的小学科学课程设计研究[D].华东师范大学，2015.

[3] 李扬.STEM教育视野下的科学课程构建[D].浙江师范大学，2014.

[4] 杨琳玲，郑立新.基于STEM教育的中小学未来教室展望[J].大视野未来教室，2014（10）：80-82.

基金项目：长春师范大学研究生创新计划项目，项目编号：cscxy2018011。