STEM课程教学的设计与实践

丁艳红

摘  要：STEM课程的根基在于运用科学S，技术T，工程E以及数学M的综合手段来激发学生们自主探究的主动性。在探究过程中，通过高强度主动知识索取，推进学生拓宽相关知识面、优化自身技术技能、让学生主动将相关学科间的知识进行融合。并在适度评价量规体系中，提升学生完成项目的获得感、成就感。

关键词：STEM课程;教学设计

【中图分类号】G622.0      【文献标识码】A       【文章编号】1005-8877（2019）17-0024-01

1.STEM课程的问题引领

就以“设计指南针”为例。问题的提出符合义务教育阶段中年级以上学生的年龄特点，由于小学阶段中年级学生正处于好奇心较强的阶段，并且在学习了两年多的科学学科知识以后他们的动手能力也已经有了适量的锻炼。在这个年龄阶段，提出让学生自己动手，将自己的设计图纸付诸于实践，对学生来说是一个跳一跳就能够得着的目标，更大程度地激发了学生动手实践的学习积极性。在这个阶段学生的相关学科科学知识水平也已经有所积累，并对常识性知识有一定的了解。对如何运用互联网进行信息搜索，也有了技术上的能力。由于目前互联网的发展让信息处于爆炸式增长，对于互联网上某些信息的真与假，正确与错误的判断，都需要学生有一定的知识基础才能根据自己已有的知识加以评判，并在众多知识中选择自己需要的进行实践运用。在问题选择的过程中，需要考虑这一项目的可操作性，与实际生活联系紧密程度。本项目的实施有助于学生巩固、辨识方向的基本方法。

2.课程任务设计

STEM课程的任务设计，极大程度凸显了STEM课程的内驱式式教学模式。以任务驱动为手段，开放式的任务为媒介有效的调动了学习者的积极性。就好比玩电子闯关游戏，如果任务失败，反而会激发起游戏者更强动力并再做新的尝试。STEM课程任务也是如此，无论成功与否都让人想继续尝试，不断完善并最终达成任务。本课程的任务设计具有可操作性。问题提出以后学生能有清晰的思路，在小组讨论过程中形成可操作的实施方案。并通过学生自主信息收集整理调整优化设计方案。课程任务实施过程中所需要的各項动手技能也较为粗浅，是本课程实施对象所具备的基本动手实践技能。例如，使用剪刀、利用水杯盛适量的水、使用磁铁与绣花针的摩擦产生磁性等等。

3.课程教学实践

（1）明确任务.

利用提供的工程工具，制作精准的指南针。

（2）评价量表及工程用具

第一，评价量表。本课程中使用的评价量表分为三个层次：三颗星、两颗星、一颗星。这样的设计是根据学生的年龄特点而定的，因为用五角星的方式比其他文字评价方式更直观，能让学生直观感受到自己作品的优劣。

根据各评价项目可分为：一是你设计的指南针真的指南吗？精准指南是三颗星，指南有偏差的是两颗星，无法对应指出方向的，但也做出产品的为一颗星。二是为产品取个名字：名字创新并符合产品特点的评三颗星，名字有个性但与产品特色相关度不高的评两颗星，常规名字的评一颗星。三是以产品发布会的形式介绍自己的作品：在介绍过程中语言生动，能更突出产品特色的评三颗星，仅能说明原理的评两颗星，仅能展示作品，却无话可说的评一颗星。四是关注产品成效：产品型态精巧的评三颗星，基本成型评两颗星，未成型评一颗星。

由于STEM课程的特点是提升学生的综合能力，因此我们在设计评价量表的各个不同评价维度时，不仅要考虑到学生学科方面的发展评价，而且评价量表中也加入了关于学生的组织领导力、语言表法能力等方面的评价，鼓励学生合作学习，通过多维度的评价鼓励各个不同层次的学生得到全面发展。

第二，工程用具。工程工具提供包括：绣花针、磁铁、剪刀、白纸、放大镜、纸杯、水、木棍、铅笔、丝线、直尺、胶水。根据设计选择使用。

（3）项目实践

第一，合作设计。合作学习在STEM课程中属于比较重要的能力目标。课程中所提到的合作学习并不是形式化的合作，而是真正意义上的深度合作探讨与设计。由于课程设计中的合作学习小组，可以根据实际情况进行调整。因此，教师作为课程的实施者，可以根据学生个性特点先帮助学生进行基本分工。

学生在明确问题和任务之后，自行进行小组合作。通过组长分工，训练学生领导能力，组织能力和观察能力。发挥组员的各自特长，例如，在课程实践过程中，有的小组成员负责画设计草图，有的成员根据设计用学生平板电脑查询相关资料，有的成员选择合适的工程用具，有的成员负责校验和展望设计草图可行性，并做出调整。

第二，实践调整。由于课程实践时间有限，因此此次的课程实践过程，让学生直接在设计图纸上进行优化和调整。学生根据评价量规中的各项指标，对产品做出自我修正。

我想如果能有充分的时间让学生在作出初步产品记录相关产品。精准执以后。在进行实际产品调整。这样学生会有更直观的感受。但也可能会浪费有限的工程用具。因此，又将会有一个新的评价量规出现，就是产品的制造过程是否节能、低碳、环保等。

（4）总结反思，优化拓展

通过产品展示环节，各个合作组可以当即对产品展示组提出质疑或肯定。这时互相评价机制让反馈及时呈现，帮助各个小组找出自己产品的不足之处，取长补短，共同进步。

每一个STEM课程的设计和实践过程都是一个STEM课程，设计者与实施者同样会经历以上几个阶段，并因此获得成就感，激励设计者不断修正课程设计，并不断尝试实践。在我们平日课程项目实施的过程中发现，我们的学生在经历过多次STEM项目学习以后，他们的信息搜索能力得到了提高。并在过程中增进了学生与学生之间的信任感，提高了整体课堂的教学效率。

就我国目前义务教育阶段教学而言，STEM课程教学的设计与实践顺应儿童成长心理需求，通过开放式的项目参与过程有利于学生发展模型思想、应用意识和创新意识。STEM课程体系有利于各学科核心素养的融合渗透，提升学生综合学养能力。