小学科学综合性STEM课程实践与研究

吴旭荣

摘  要：以垃圾分类为背景，本文旨在教导小学生如何利用好可回收物，通过调查实验、工程设计与制作，把这些“垃圾”变废为宝，成为助力学习的文具，学生参与其中，为了解决遇到的各种问题，从而主动去学习更多的科学知识。

关键词：跨学科;STEM课程;小学科学;姓名牌

2018年教育部公布《义务教育小学科学课程标准》明确，小学科学课程起始年级从三年级提前到一年级。如何开展好科学课程？《标准》倡导采用跨学科学习方式，即一种以项目学习、问题解决为导向的STEM课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养。《标准》明确了STEM中技术与工程的重要性，让学生在真实情景下通力合作，解决问题，体会动手成功的乐趣，养成通过“动手做”解决问题的习惯，让学生爱科学，信科学，懂科学，用科学。下面以《“你是谁？请亮牌！”桌面姓名牌制作》为例阐述我的实践研究成果。

一、项目名称

桌面姓名牌设计与制作

二、适用年级

3-4年级

三、主题说明

垃圾分类刻不容缓，如何能让垃圾资源化，减量化，变废为宝肯定是最好的方法之一。制作桌面姓名牌是很好的一样文具，但是如果刻意去购买成品或者用其他新材料制作，就违背环保的理念。其实制作它的“材料”在家中就可以收集到大部分，而这些即将当垃圾的资源变废为宝，不仅成了学生学习的文具，也是学生提高实践能力与创新能力的一次锻炼机会。

四、学习目标

价值体认：利用可回收物设计制作实用的桌面姓名牌，用实际行动践行资源再利用的环保理念，树立可持续发展观。

责任担当：通过实验与调研等活动，了解可回收物的材料性质及制作姓名牌的相关技术，初步养成学具自己造的能力。

问题解决：研究用环保材料如何制作出结构稳定、精美耐用、大小合适的桌面姓名牌，让学生调查和发现技术如何改变生活。

创意物化：设计与制作桌面姓名牌，呈现未来桌面姓名牌设计图图纸和用于校园生活精美牢固耐用的桌面姓名牌文具成果。

五、实施过程

（一）准备阶段：调研分析现有作品优劣，了解桌面姓名牌特性（1课时）

情境导入：新学期伊始，新老师面对着几十个陌生的面孔，拿着名单开始点名，一下念错名字搞出了尴尬，一下记不住样子喊错了人;课间，老师让同学帮忙把本子发下去，可是同学们大部分离开教室休息了，发本子的同学看着熟悉的名字却不知道他本人的座位在哪里......

有经验的班主任，都会在第一天就让学生做一个姓名牌摆放在自己的座位，这样上述的问题就迎刃而解了。

那如何设计与制作一个安全、环保、耐用、便捷、实用而美观的桌面姓名牌，让它的效果最大化呢？让学生合理进行分为若干项目组并制作姓名牌使用體验，然后组内根据本周的使用感受讨论分析问题。

（二）实施阶段：实验突破作品制作问题，设计制作桌面姓名牌（4课时）

学生在课后通过去商店实地观察和网上商城调查等方式，进行各式各样的姓名牌进行对比，得出姓名牌普遍采用的形状与材料。分析校园和家庭的常见回收物，测试它们的不同物理性能，如硬度、防水性、光滑度等，并挑选出最合适的材料用于制造姓名牌，做到废物利用。最后通过使用不同的工具，如三角尺、皮尺等，进行各种测试和测量，得出姓名牌比较牢固稳定的形状与足以让班级每个位置清晰可见的内页字体大小。

根据工程设计五步法（设计方案→建立原型→原型物化→测试改进→交流反思）设计表格，让学生合理安排项目制作的流程。学生不仅要学会确定逻辑紧密，切确可行的流程，合理分配组内拥有的人力和物力，还要运用好科学、数学、信息、美术、技术等学科的知识，尝试把产品的形状、功能进行创新，把产品做得极致。

（三）总结阶段：生活应用检验制作成果，汇报成果及畅谈感受（1课时）

学生对自己作品进行介绍，突出优点，也要接受同学们的质疑，解决不足，通过思维碰撞，小组之间取长补短，互相学习，互相提建议，促进彼此的成长。教师在旁需要及时做好引导工作，从科学知识等方面及时给学生纠正，补充科学概念知识与技能。

（四）扩展阶段：头脑风暴，设计未来桌面姓名牌（1课时）

三四年级的学生知识与技能有限，但是创意是无限的，未来已来，让学生进行头脑风暴，畅想未来桌面姓名牌。学生通过绘图的方式进行设计，给姓名牌设计各种“天马行空”的形状和“不可思议”的功能。

六、结束语

《标准》强调了科学课与数学、语文、信息技术、综合实践活动等课程之间密不可分的关系。例如本案例主要建立在科学知识：小小设计师单元，评价设计，并进行反思;环境变化单元，绿色生活，废物利用;结构形状单元，认识框架结构，知道三角形具有稳定性。而本案例的学习需要数学课的测量尺寸、几何知识、数据处理、尺柜绘图、模型量化等能力，需要语文课中的记录、表述、汇报演讲等能力，需要实践活动中研究性学习等科学方法的指导，需要信息技术的文档基础操作，需要美术的美化装饰等多学科知识与技能的支持。

综上所述，小学科学教师要借助STEM理念优化本学科教学，切实培养学生的工程思维能力。本文从以生活资源创设问题情境，激发学生设计兴趣;丰富趣味性活动，改善学生的思维参与情况;丰富实验体验活动，优化学生的问题解决经验;优化画图技巧指导，提高学生动手操作能力等多个角度分析STEM理念下小学科学综合性课程如何开展。

参考文献：

[1]马建龙.浅谈STEM教育在小学科学课程中的融合[J].《学周刊》，2020年 第23期：87-88页

（作者单位：佛山伦教培教小学，广东   佛山   528000）