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鼓励合作、交流,放手让孩子动手做,是当前课堂教学改革的重要理念。STEM教育是指科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)教育的整合。它基于学生创新思维的培养,通过学生发现问题、提出问题和解决问题为一体的现代化科学教育模式。在当前教育体制下,如何把STEM教育与小学科学相互融合贯通,笔者做了一定尝试。
课例《玩齿轮》
激发兴趣确立目标 教师说:“这是我们常用的修正带,拆开了看看,里面是什么?齿轮是怎么运动的?介绍啮合。你还在什么上面看到过齿轮?今天,我们就一起来玩齿轮。”
探究活动教学 活动一:组装齿轮组。教师说:“让我们用两个齿轮组装一个齿轮组吧!组装好了吗?你们是如何组装齿轮的?”“请问这个齿轮组做好后,你们一起玩了吗?你能玩给我看吗?(板书:能传动)再仔细观察一下,齿轮的传动有什么特点(板书:会变向)你们有没有新的发现呢?给我们介绍吧。(板书:可变速)”活动二:玩转齿轮。教师说:“如果有更多的齿轮组合在一起,又会怎样?想不想接受挑战?”小试牛刀:你们能玩出一个“齿轮系统”,把力传递得更远吗?大显身手:你们能玩出一个“齿轮系统”,把一种方向的力变成两种不同方向的力吗?终极挑战:你们能玩出一个“齿轮系统”,同时完成以上两个要求,并且两个力转动的速度不同吗?
今天齿轮的种类更多,成为现代工业机械中重要的装置之一。它们在生产生活中又有哪些用途?刚开始上课的时候,笔者做的齿轮只是个简易的装置,还不规范和标准。通常情况下,我们要制作一个齿轮,要先3D建模,可以通过3D打印机把第一个模具打印出来。笔者课堂上提问:你对齿轮感兴趣吗?还可通过什么方式制作齿轮?
执教者对本课例的设计思路与反思 在《玩齿轮》的课例中,笔者大胆设计了三个关于齿轮的递进式小组合作工程类探究活动,把数学的计算和工程相结合,让学生运用齿轮的特点创新设计传动装置,以体会大小齿轮在传动过程中起到的不同作用;以及不同齿轮数带来的传动方向的差异。课例的最后,设计了利用新兴3D打印技术把学生的视野进行拓宽,让有兴趣的学生在课后继续查阅资料,了解相互知识。
在2015年11月举行的江苏省小学科学优质课评比活动中,一举拿下一等奖。笔者也因这堂科学课的设计大受鼓舞,决定在STEM教育上继续开拓进取,所以就有了下面的课例。
课例《弹簧秤》
新课导入 教师出示一个螺帽,说:“这里有一个螺帽,掂一掂有多重?我们可以准确测出它有多重吗?”揭示课题:测量力的大小。
认识、使用弹簧测力计 教师引导:“要测量力的大小,有很多工具。今天,我们一起来认识一种非常重要的测量力的工具——弹簧测力计。”再出示弹簧测力计,说:“请仔细观察弹簧测力计是由哪几部分构成的?你用过弹簧测力计吗?你会用它来称物体的重力大小吗?”请用弹簧测力计测量物体重力大小的记录表,被测物体包括螺母、笔、课本、钥匙等。
DIY自制弹簧测力计 自选材料范围:若干勾码、橡皮筋、回形针、棉线、硬纸板、直尺、记号笔、白纸等。分析用以上材料来做弹簧秤的话,弹簧秤各个部分分别用什么材料来替代。最难做得是什么部分?刻度板。讨论如何画出测力计的刻度板。教师说:“今天,我们认识了弹簧测力计的构造、原理,以及正确使用弹簧测力计的方法。”
执教者的教学设计与反思 该课例是本校开展省级STEM教育试点学校的首批案例之一。本课从STEM教育的核心思想出发,把动手做贯穿整个课堂,以科学知识为引领,以工程、技术和数学为手段,结合小学四年级儿童的整体认知水平,由易到难、由浅入深的把力学入门课演绎成STEM教育试点教材之一。当孩子们拿着自制的简易弹簧秤满足地离开教室时,不管他们做得弹簧秤有多简陋,这都是自己动手创新的第一步。此案例突破了STEM教育中,如何结合我国国情把工程设计融入到STEM教育中来的大胆尝试。
机遇与挑战
以上课例,选取不同的教材、不同的教学内容、不同年龄的学生,但是都把创新、工程、自制等STEM教育里最难言明的部分一一剖析。在实践过程中,也有许多悬而未决的难题,比如:小组之间的均衡问题?如何有效利用小组讨论来帮助学生解决实际问题?教师如何利用讨论来引导学生开展探究活动?等等。
2016年走进了一个小学科学大改革的年份。在小学科学新课标暂未出台之前,在基础教育寻求重大突破之前,在小学生对创新发明越来越感兴趣之前,江苏省青少年科技中心在本省提前开展了STEM教育试点学校的申报工作。省内26所中小学,借助于这一股春风,只要你我这些科学人携起手来,在STEM教育的道路上定会有所收获。事实上,在江苏省第一批STEM教育试点学校中,也存在着不少开展STEM活动的实际困难,比如:学时的确定、教材的编写、师资力量的补充等等。但笔者坚信,STEM教育是最合适小学科学发展的教育模式,也是培养新型人才的必经之路。只要在此基础上坚定地走下去,受益的终究是学生。
(作者单位:江苏省南通师范学校第一附属小学)
课例《玩齿轮》
激发兴趣确立目标 教师说:“这是我们常用的修正带,拆开了看看,里面是什么?齿轮是怎么运动的?介绍啮合。你还在什么上面看到过齿轮?今天,我们就一起来玩齿轮。”
探究活动教学 活动一:组装齿轮组。教师说:“让我们用两个齿轮组装一个齿轮组吧!组装好了吗?你们是如何组装齿轮的?”“请问这个齿轮组做好后,你们一起玩了吗?你能玩给我看吗?(板书:能传动)再仔细观察一下,齿轮的传动有什么特点(板书:会变向)你们有没有新的发现呢?给我们介绍吧。(板书:可变速)”活动二:玩转齿轮。教师说:“如果有更多的齿轮组合在一起,又会怎样?想不想接受挑战?”小试牛刀:你们能玩出一个“齿轮系统”,把力传递得更远吗?大显身手:你们能玩出一个“齿轮系统”,把一种方向的力变成两种不同方向的力吗?终极挑战:你们能玩出一个“齿轮系统”,同时完成以上两个要求,并且两个力转动的速度不同吗?
今天齿轮的种类更多,成为现代工业机械中重要的装置之一。它们在生产生活中又有哪些用途?刚开始上课的时候,笔者做的齿轮只是个简易的装置,还不规范和标准。通常情况下,我们要制作一个齿轮,要先3D建模,可以通过3D打印机把第一个模具打印出来。笔者课堂上提问:你对齿轮感兴趣吗?还可通过什么方式制作齿轮?
执教者对本课例的设计思路与反思 在《玩齿轮》的课例中,笔者大胆设计了三个关于齿轮的递进式小组合作工程类探究活动,把数学的计算和工程相结合,让学生运用齿轮的特点创新设计传动装置,以体会大小齿轮在传动过程中起到的不同作用;以及不同齿轮数带来的传动方向的差异。课例的最后,设计了利用新兴3D打印技术把学生的视野进行拓宽,让有兴趣的学生在课后继续查阅资料,了解相互知识。
在2015年11月举行的江苏省小学科学优质课评比活动中,一举拿下一等奖。笔者也因这堂科学课的设计大受鼓舞,决定在STEM教育上继续开拓进取,所以就有了下面的课例。
课例《弹簧秤》
新课导入 教师出示一个螺帽,说:“这里有一个螺帽,掂一掂有多重?我们可以准确测出它有多重吗?”揭示课题:测量力的大小。
认识、使用弹簧测力计 教师引导:“要测量力的大小,有很多工具。今天,我们一起来认识一种非常重要的测量力的工具——弹簧测力计。”再出示弹簧测力计,说:“请仔细观察弹簧测力计是由哪几部分构成的?你用过弹簧测力计吗?你会用它来称物体的重力大小吗?”请用弹簧测力计测量物体重力大小的记录表,被测物体包括螺母、笔、课本、钥匙等。
DIY自制弹簧测力计 自选材料范围:若干勾码、橡皮筋、回形针、棉线、硬纸板、直尺、记号笔、白纸等。分析用以上材料来做弹簧秤的话,弹簧秤各个部分分别用什么材料来替代。最难做得是什么部分?刻度板。讨论如何画出测力计的刻度板。教师说:“今天,我们认识了弹簧测力计的构造、原理,以及正确使用弹簧测力计的方法。”
执教者的教学设计与反思 该课例是本校开展省级STEM教育试点学校的首批案例之一。本课从STEM教育的核心思想出发,把动手做贯穿整个课堂,以科学知识为引领,以工程、技术和数学为手段,结合小学四年级儿童的整体认知水平,由易到难、由浅入深的把力学入门课演绎成STEM教育试点教材之一。当孩子们拿着自制的简易弹簧秤满足地离开教室时,不管他们做得弹簧秤有多简陋,这都是自己动手创新的第一步。此案例突破了STEM教育中,如何结合我国国情把工程设计融入到STEM教育中来的大胆尝试。
机遇与挑战
以上课例,选取不同的教材、不同的教学内容、不同年龄的学生,但是都把创新、工程、自制等STEM教育里最难言明的部分一一剖析。在实践过程中,也有许多悬而未决的难题,比如:小组之间的均衡问题?如何有效利用小组讨论来帮助学生解决实际问题?教师如何利用讨论来引导学生开展探究活动?等等。
2016年走进了一个小学科学大改革的年份。在小学科学新课标暂未出台之前,在基础教育寻求重大突破之前,在小学生对创新发明越来越感兴趣之前,江苏省青少年科技中心在本省提前开展了STEM教育试点学校的申报工作。省内26所中小学,借助于这一股春风,只要你我这些科学人携起手来,在STEM教育的道路上定会有所收获。事实上,在江苏省第一批STEM教育试点学校中,也存在着不少开展STEM活动的实际困难,比如:学时的确定、教材的编写、师资力量的补充等等。但笔者坚信,STEM教育是最合适小学科学发展的教育模式,也是培养新型人才的必经之路。只要在此基础上坚定地走下去,受益的终究是学生。
(作者单位:江苏省南通师范学校第一附属小学)