| 标题 | 融合STEM理念的小学科学工程实践课教学优化 |
| 范文 | 闫玮琦 摘要：本文以一年级“小小工程师”一课为例，基于STEM理念对工程实践课程的教学设计进行优化。优化后的教学设计着重改善了学生问题解决能力和工程思维，增强学生对工程的理解，体现在学生能够从生活中发现问题，利用工程设计流程进行设计与制作从而将问题解决，为学生之后的科学学习打好基础。 关键词：STEM;小学科学;工程实践 中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：（2021）-06-169 为进一步加强小学科学教育，2017年小学科学课程起始年级调整为一年级，并在《义务教育小学科学课程标准》原有的“物质科学领域”、“生命科学领域”和“地球与宇宙科学领域”课程内容中新加入了“技术与工程领域”的内容，通过工程实践课培养学生对工程相关知识的初步了解，综合利用所学知识进行创意制作。STEM教育以整合性和现实性为特点，以问题解决为核心培养学生多方面发展，因此应将STEM教育理念与工程实践课程相结合，注重学生体会“做”的成功和乐趣，在“做”中解决问题，培养学生利用综合知识解决问题的能力和工程思维，了解丰富多彩的人工世界。 一、课标与教材分析 本文将以一年级“小小工程师”这一工程实践课为例进行教学优化，结合STEM理念让学生在动手实践的基础上培养工程思维能力，以此解决实际问题，同时具有团队协作、分享、乐于表达、创新等科学态度。 （一）课标分析 现将课标中对“小小工程师”课程中的要求做如下总结：学生知道简单工具的功能和使用方法，利用身边的材料和工具动手完成简单的任务。能够在教师指导下，从具体的现象与事物的观察中提出问题，简要讲述探究过程与结论，并与同学交流，具有对探究过程的反思与评价意识。 （二）教材分析 “小小工程师”是苏教版小学一年级上册科学教材第一单元“走进科学”中的一课，本单元学生将正式且系统的进入科学之门，学生需要了解”工程“和”科学” 是即有联系又有区别的领域，从“科学家”和“工程师”的角度去促进理解，“科学家”重在根据一个客观现象通过观察、记录和做实验的工作流程去研究，而“工程师”会根据人们的需求通过设计、制作等工作流程发明创造一项产品，在这一课的教材中要求学通过制作铅笔加长器体验工程师的工作流程，让学生能憧憬未来成为一名工程师是十分有意义的。 二、基于STEM理念的教学优化思路 基于STEM理念以培养学生问题解决能力和工程思维为主要目标，让学生了解工程师的工作流程及杰作，意识到我们的生活离不开工程师的发明创造，通过制作铅笔加长器，体验利用工程师的工作过程解决实际问题，培养学生的工程思维和勇于探索的科学精神，在分享交流制作作品的过程中，培养学生的语言表达和沟通交流能力。 三、学情分析 本课的教学对象是刚进一年级的小学生，从知识层面说，他们之前并没有对工程师及其工作流程进行系统的学习，学生只了解生活中制造出来的物品，并不能将它们与工程师的工作结合起来。从能力层面说，学生们在生活中已经学会简单工具的使用，但是通过小组合作的方式用有限材料制作一个物品来说还有所欠缺。从情感态度层面来说学生具有较强的好奇心和求知欲，教师应该积极引导学生，并给予正面评价和鼓励。 四、基于STEM理念的教学优化设计 （一）观察发现 教师以展示工程师图片为导入，引出本课主题，总结生活中建筑、交通工具、家用电器、电子产品等都是工程师的杰作，通过汽车工程师工作流程总结工程师的工作流程：设计-制作-测试-修改，其次请同学用短铅笔和长铅笔分别在本子上写字，说说写字的感受，并提问：有什么好办法让短铅笔像长铅笔一样好写？引导学生利用现有的材料制作铅笔加长器。本环节学生通过观察发现问题，激发学生的好奇心，以更大的兴趣和热情投入到学习中去，如此良性循环，学生会发展为善于发现、具有敏锐洞察力的人，这一环节是STEM理念中善于从生活中发现问题并解决问题的体现。 （二）创意设计 向学生提问一个好的铅笔加长器需要实现哪些功能？教师总结出加长铅笔并保持稳固等基本功能，引导学生可以在设计和制作的过程中开发出新的功能，在明确现有的材料工具并结合产品功能后绘制设计图，最后请个别同学展示自己的设计图并分享设计方案。本环节让学生绘制设计图，对作品有一个整体把握，每一份创意设计都有值得被肯定的部分，通过分享让学生取长补短，完善设计，为之后的制作环节做好准备，培养了学生语言表达能力。 （三）合作实践 引导学生学习“科技加油站”的内容：了解材料和工具的正确使用方法和注意事项，明确制作要求：①注意剪刀使用安全②以同桌为小组进行制作③制作完成要结合产品功能进行测试和修改，之后给予学生充足的时间进行工程实践。STEM教育强调学生综合利用知识技能解决问题，这一环节学生运用简单工具的功能知识、动手动脑的实践能力完成简单任务，解决生活现实问题，实现知识技能的简单整合。 （四）分享与评价 作品制作完成后，引导学生采用生生互评的形式用简单的语言对作品功能性、创新性做出评价。在本环节中让学生分享是否实现了作品的功能，哪里需要修改，学生互相分享评价，实现从封闭走向开放式教学。 （五）拓展延伸 课堂的最后教师展示超市购买的铅笔加长器，让学生说说和自己制作的有什么不同，让学生意识到超市购买的更加坚固和美观但是成本高，而自己制作的轻便，易携带，成本低，學生们用自己的双手就可以像工程师那样发明创造，真正做到从生活中来到生活中去。 四、教学反思 本节课在STEM教育理念下，学生能够在教师的引导下由一个生活实际问题出发进行工程设计和制作，但是对一年级学生来说本节课的内容较多，又是第一次接触工程实践课程，需要教师多引导和鼓励，在工具和材料的使用方面也需要重点教授方法而不是直接替学生完成，整节课留给学生实践的时间较少，要想完成预期的教学目标可能需要两个课时才能各个环节精细化。 参考文献 [1] 王素.《2017年中国STEM教育白皮书》解读[J].现代教育，2017（07）：4-7. [2] 王奇伟. 小学STEM课程中工程思维培养的教学设计研究[D].上海师范大学，2016. [3] 孔晶. 工程设计：STEM项目式学习活动实施路径研究[J]. 数字教育， 2018， 4（06）：63-69. |
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