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依托STEM主題 親歷工程思維——記《依托小學(xué)科學(xué)教材開發(fā)STEM主題課例的研究》課題組第16次活動(dòng)

發(fā)布時(shí)間:2023-11-24    信息發(fā)布:黃海燕    瀏覽量:817次

十一月,天高云淡,層林盡染。11月22日上午,《依托小學(xué)科學(xué)教材開發(fā)STEM課例的研究》課題組的全體成員集中金壇區(qū)建昌小學(xué)進(jìn)行第16次課題研討活動(dòng)。

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出,科學(xué)是人類在研究自然現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的基礎(chǔ)上形成的知識(shí)系統(tǒng),以及獲得這些知識(shí)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)過程中和在此過程中所利用的方法,而在廣義的理解中,科學(xué)也包括技術(shù)與工程。如何將科學(xué)思維與工程思維融會(huì)貫通,形成相互滲透、交叉融合的效果,從而使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解自然與社會(huì)提供獨(dú)特的思想方法、思維方式、精神力量和價(jià)值觀念,逐步提高學(xué)生的整體精神文明水平,從STEM的角度出發(fā),如何設(shè)計(jì)蘊(yùn)含科學(xué)思維和工程思維融合的STEM主題課例,就顯得尤為重要。作為小學(xué)一線科學(xué)教師,我們更應(yīng)在教材基礎(chǔ)上深耕挖掘、在實(shí)踐中探求方法、在拓展中思考創(chuàng)造,開發(fā)適用于教材的小學(xué)科學(xué)STEM主題課例,爭(zhēng)取在過程中使學(xué)生逐漸形成科學(xué)思維、完善工程思維。

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首先,由金壇區(qū)白塔小學(xué)的周媛老師為大家?guī)淼摹妒澄锶ツ牧??》STEM主題研究課。

《食物去哪了?》一課,周老師首先用真實(shí)教學(xué)情境導(dǎo)入,讓學(xué)生品嘗桌上老師帶來的小餅干,在學(xué)生品嘗后周老師很自然的一個(gè)問題:“你們認(rèn)為小餅干都去哪里了呢?”,引發(fā)了學(xué)生們積極的討論與思考,并通過小組匯報(bào)的形式講述了各組腦海中的小餅干旅行路線,同時(shí)周老師還請(qǐng)學(xué)生代表上臺(tái)展示各組畫好的“小餅干旅行圖”,通過圖形的比較與探討,學(xué)生們都在無意間鍛煉了自己的科學(xué)思維能力。

在課堂的第二階段,學(xué)生們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下理解了人體的消化系統(tǒng)分布順序之后,周老師繼續(xù)拋出問題:“學(xué)生們,那么你可以嘗試用老師給你們帶來的材料制作一個(gè)人體消化系統(tǒng)模型嗎?”,隨著工程任務(wù)的產(chǎn)生,學(xué)生們通過討論與思考,根據(jù)每種材料的特點(diǎn)及用于模型制作的用法講述了自己的理解。在此期間,學(xué)生積極開展小組討論、匯報(bào)交流,以互問互答的方式在無形中鍛煉了自己的工程思維能力。

本節(jié)課的最后,學(xué)生代表變成思維講解員,通過展示構(gòu)圖、成品、操作等一系列方式,形成思維融合、鍛煉探究實(shí)踐能力。

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然后,由金壇區(qū)建昌小學(xué)的李赟老師為大家?guī)淼摹锻孓D(zhuǎn)杠桿》STEM主題研究課。

《玩轉(zhuǎn)杠桿》一課是李老師基于五年級(jí)下冊(cè)《撬重物的竅門》一課作為藍(lán)本,以杠桿的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與工程解決為突破點(diǎn)設(shè)計(jì)而來。

在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),李老師開門見山,為孩子們帶來了工程問題1:“如何利用一根鉛筆、兩個(gè)螺母,以最簡(jiǎn)單快速的方式使一把直尺保持平衡?”學(xué)生們?cè)诙虝嚎焖俚墓こ袒顒?dòng)中進(jìn)行了思維的產(chǎn)生、碰撞、操作、實(shí)踐,并順利的完成了小組作品,接著李老師通過不斷的追問,讓學(xué)生逐步形成了尺子平衡的要素必須要包含兩個(gè),即兩端距離相等、兩端質(zhì)量相等。

在解決完工程問題1后,李老師趁熱打鐵,為學(xué)生們講解了杠桿的具體結(jié)構(gòu),并詳細(xì)認(rèn)識(shí)了等臂杠桿為什么能夠平衡的原因,讓學(xué)生充分理解支點(diǎn)、重力點(diǎn)、用力點(diǎn)、阻力臂、動(dòng)力臂這幾5個(gè)重要的科學(xué)知識(shí)與概念,為接下來繼續(xù)解決工程問題打好基礎(chǔ)。

接下來,李老師進(jìn)一步為學(xué)生提高難度,帶來了工程問題2:“如何利用一根棉線、把一根胡蘿卜掛平衡?”學(xué)生看到問題后立刻產(chǎn)生了激烈的思考,紛紛舉手發(fā)現(xiàn)講述自己想法,有說支點(diǎn)居中平衡的,理由是等臂杠桿的原理;還有說支點(diǎn)居胡蘿卜粗的一段平衡的,理由是胡蘿卜的形狀是一個(gè)類三角形,左端細(xì)、右端粗,兩端的質(zhì)量并不一樣。面對(duì)學(xué)生們不同的預(yù)測(cè),李老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步實(shí)踐研究,通過標(biāo)支點(diǎn)、量力臂、稱力量等方式讓學(xué)生們逐步明白了費(fèi)力杠桿的原理。

然后,李老師通過工程問題3:“如何利用鉛筆支架、直尺、制作一個(gè)省力杠桿?使它能夠用3個(gè)或更少的螺母翹起6個(gè)螺母,并找出兩者相距的最短力臂距離?!睂W(xué)生通過工程3問題的設(shè)計(jì)圖紙、介紹思路、操作修改等步驟,一步步理解了力臂與支點(diǎn)是成反比的關(guān)系。

綜上所述,全課由三個(gè)工程問題形成一條明線,以由易到難的方式讓學(xué)生通過認(rèn)識(shí)等臂杠桿、解釋費(fèi)力杠桿、設(shè)計(jì)省力杠桿這三個(gè)工程問題,讓孩子們逐漸形成科學(xué)思維,發(fā)展工程思維,從而逐步讓學(xué)生形成思維交叉、提升模型建構(gòu)能力。

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課后,課題組成員圍坐在一起,兩位老師向大家分享了兩節(jié)課的設(shè)計(jì)理念,如何通過對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的解讀與理解,以教材為基礎(chǔ),深挖科學(xué)思維與工程思維背后的交叉融合,在學(xué)生解決STEM工程任務(wù)的過程中建立思維融合的全過程。課題組其他成員也分別結(jié)合教材本身,分別講述了自己在研究過程中的發(fā)現(xiàn)與感悟,力求在未來的研究中進(jìn)一步關(guān)注學(xué)生的思維建立能力、交叉能力、融合能力的提升。

(金壇區(qū)建昌小學(xué)  李赟)


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