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基于项目的小学STEAM教学模式的构建与应用研究

许晨光

【摘 要】基于项目的STEAM学习,能够更好的促进学科的融合,培养学生的创新实践动手能力,协同合作意识。基于项目的小学STEAM课程,构建了“怀疑-验证”、“问题-探究”两种教学模式,分别描述了两种教学模式的应用步骤和相应的案例。

【关键词】STEAM教育;小学;教学模式;项目学习

中图分类号: TP311.13-4;G642 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)04-0114-002

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.045

Research on the Construction and Application of project-based STEAM Teaching Model in primary schools

XU Chen-guang

(College of Information Science and Technology,Northeast Normal University, Changchun Jilin 130000,China)

【Abstract】It can better promote the integration of disciplines, cultivate students innovation ability,practice ability and cooperation sense,according to the learning of the STEAM. It builds two teaching modes:“suspicion-verification” and“question-exploration”,basing on the STEAM education for primary schools. The article respectively describes the application steps and corresponding cases of the two teaching modes.

【Key words】STEAM education;Primary school;Teaching mode;Project learning

近年來,越来越强调大力发展科学、技术、工程、艺术和数学的课程和科目,加强创新型和复合型人才培养。STEAM教育是科学、技术、工程、艺术和数学五门学科的简称,最早起源于美国,旨在让学生在科学、技术、工程、艺术和数学领域综合发展,培养学生自主创新能力,小组合作意识,掌握跨学科解决实际问题的能力。基于项目的小学STEAM课程具有跨学科整合性、综合性和整体性的特征。课程设计的核心目标在于锻炼学生解决问题的能力,动手实践能力,科学探究精神和合作意识。因此,基于项目的小学STEAM课程,探究小学STEAM教学模式的构建与应用,从而培养学习者综合运用STEAM知识解决实际问题的能力有着重要的意义。

1 “怀疑-验证”教学模式构建和应用案例

1.1 “怀疑-验证”教学模式构建

“怀疑-验证”教学模式是最基本的一种模式,其目标是学习者完成对已知结果的验证,已知结果包括某种现象或者某些定律。基本步骤包括明确问题、设计方案、评估方案、实施方案、分析数据、分享反思六个步骤。明确的问题可以是由教师提出也可以由学习者提出,通过对已知结果的验证,综合运用科学、技术、工程、艺术、数学相关知识,加深对所学知识的理解和掌握。

1.2 应用案例

选取《神奇的水面》主题作为教学内容,共1课时,每节课时长45分钟。

1.2.1 教学目标分析

(1)了解水存在表面张力。

(2)能够做些小实验验证水的表面存在张力。

(3)能够在实验过程中学会通过观察、分析、归纳总结等科学研究方法。

1.2.2 案例实施方法

(1)实施对象:小学二年级STEAM课程培训班,共12人。

(2)实施工具:硬卡纸、硬币、水、塑料杯、小段竹签、曲别针。

1.2.3 案例实施过程

环节1:提出怀疑,明确问题。

教师首先准备好一个塑料杯,在塑料杯里倒入水,让学生们观察塑料杯里的水有什么特点?学生们回答没有颜色、没有味道等。然后将塑料杯里倒满水,取出一枚曲别针放到水里,让学生们观察现象。学生们观察到曲别针沉到水里面。教师继续放两枚曲别针,让学生们观察塑料杯里的水是否会溢出杯外,学生们观察到水并没有马上溢出杯外。教师提出问题,我们观察到在水的表面出现了一个神奇的曲面,而且塑料杯里的水并没有马上溢出水面,为什么会出现这种现象?

环节2:确定现象,设计方案。

教师继续演示将曲别针放入盛满水的塑料杯中,让学生们仔细观察水面的变化,学生们观察到水面呈现出一个曲面的形状。接下来我们共同设计一个小实验来验证一下,为什么水没有马上溢出杯外,而在水的表面呈现出一个曲面的形状。教师发给每位学生一个塑料杯,杯子里面盛满水,学生们重复刚才教师演示的实验操作,将曲别针慢慢的放进水里,不要让水溢出来,当出现一个明显的曲面的时候就停止放曲别针,观察实验现象。

环节3:协同合作,评估方案。

同学们自由分组,两两一组,小组合作重复刚才的操作,除了曲别针,同学们可以将硬币、小段竹签、卡纸等材料放入水中,观察水面的变化。

环节4:开始验证,实施方案。

学生们小组合作,首先将曲别针和硬币分别放入水中,观察到曲别针和硬币直接沉入杯底。将小段竹签和卡纸放入水中,观察到的现象是小段竹签和卡纸可以漂浮在水面上,这说明在这曲面上存在力可以支撑它们漂浮在水面上,这就是水的表面张力,主要表现在水的曲面上。

环节5:收集数据,分析数据。

学生们接下来将水滴在桌子上,滴在硬币上,滴在叶子上,同样形成了一个曲面,这也证明了水的表面存在张力。

环节6:归纳总结,分享反思。

学生们在实验中协同合作,应共同完成对实验现象的观察和数据的收集分析,相互交流分享,在教师的指导下总结并进一步完善实验方案。

2 “问题-探究”教学模式构建和应用案例

2.1 “问题-探究”教学模式构建

“问题-探究”教学模式的目标是发现并解释学习者未知的现象,培养学习者的科学探究精神。STEAM课程下“问题-探究”教学模式的教学以发现问题、解决问题为中心。基本步骤包括:发现问题、收集数据、分析数据、解释结论、分享反思五个步骤。探究类项目主要针对科学探究,强调探究的过程,旨在培养学生的科学探究精神和科学态度。“问题-探究”教学模式注重思考的过程。

2.2 应用案例

选取《有趣的沉与浮》主题作为教学内容,共1课时,每节课时长45分钟。

2.2.1 教学目标分析

(1)了解物体的沉浮与什么因素有关。

(2)掌握改变物体沉浮的方法。

(3)培养学生研究问题的能力,在探究中发展思维。

(4)培养学生深入学习、努力实践的品质,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。

2.2.2 案例实施方法

(1)实施对象:小学二年级STEAM课程培训班,共12人。

(2)实施工具:塑料积木、棋子、易拉罐、水箱、橡皮泥。

2.2.3 案例实施过程

环节1:激发兴趣,发现问题。

教师提出问题,有些东西可以浮在水面上,有些东西却会沉下去。同学们知道哪些东西是可以浮在水面上?学生们回答船、矿泉水瓶、泡沫等。接下来引入今天学习的主题改变物体沉浮的方法。

环节2:观察现象,收集数据。

教师将准备好的易拉罐放入盛水的水箱中,学生们观察到易拉罐漂浮在水面上。接下来,教师将易拉罐装满水,再次放入水箱中,发现装满水的易拉罐沉入了水底。教师继续演示第二个实验,教师将准备好的橡皮泥分成两半,将其中一半捏成一个球,将它放入水中,观察到橡皮泥沉入水底。学生们提议将橡皮泥捏成船的形状,橡皮泥就会浮在水面上了。教师和学生共同完成了实验,将橡皮泥捏成了船的形状,发现橡皮泥漂浮在了水面上。

环节3:分析数据,尝试推论。

同学们手里还有准备好的塑料积木,大家可以尝试着将塑料积木拼成一个长方形的形状,然后放入水里,塑料积木应该是漂浮在水面上的。如何让积木沉入水底,学生们猜想可以在塑料积木里面装入棋子增加重量使塑料积木下沉到水底。同学们根据上面的推论进行试验验证自己的猜想。

环节4:表达交流,解释结论。

通过以上的探究实验,同学们总结一下可以用什么方法改变物体的沉与浮?我们发现可以通过改变物体的重量或者形状来实现物体在水中的沉与浮。

环节5:归纳总结,分享反思。

通过本节课的学习,学生们掌握了实现物体在水中沉浮的方法,锻炼了用STEAM所学知识解决生活实际问题的能力。

3 结语

基于项目的STEAM课程综合了各个学科之间的联系,有利于培养学生提出问题并且自主的解决实际问题的能力。基于项目的小学STEAM教学模式的应用,符合当今时代对人才培养的需求,STEAM课程锻炼学生自主探究的精神,团结合作的意识,大胆创新想象,解放思想,注重动手操作能力。相比较传统的教学模式,基于项目的小学STEAM教学模式的应用更加注重学生从实践中获取知识,调动学生的积极性,激发学生学习兴趣,发展創新精神和实践能力。通过对基于项目的小学STEAM课程做分析,构建了“怀疑-验证”、“问题-探究”、两种小学STEAM教学模式,培养学习者综合运用STEAM知识解决现实问题的能力,为学校和STEAM教师开展STEAM教育提供参考。

【参考文献】

[1]傅骞,刘鹏飞.从验证到创造——中小学STEM教育应用模式研究[J]中国电化教育,2016(4):71-78.

[2]郭小娜,倪小敏.STEM项目与活动课程教学模式的比较研究[J].中小学教师培训,2018(5):35-39.

[3]曾婷.STEAM教育的内涵、特征与实施路径[J].教育现代化,2017(33):271-273.

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