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基于科学核心素养的综合实践活动实施STEM 课程的聚焦

蒋丽容 林仲明



摘要:STEM教育作为跨学科综合教育的有效形态,其重要性已被世界各国广泛认知。STEM教育是一种新的面向未来的学习方式,基于STEM理念的案例实践和课程开发成为当下亟待解决的问题。课堂教学中,教师应该从教学目标、教学活动、教学探究记录、教学评价四个维度,以科学核心素养为中心进行教学设计,让STEM教育的跨学科性充分体现。

关键词:小学科学;科学核心素养;STEM课程

文化基础、自主发展和社会参与三部分组成科学核心素養。科学核心素养的最终目标是培养人文底蕴、科学精神;学会学习、健康生活;责任担当,实践创新相互融合、相互促进全面发展的人。课堂教学中,我们应该从教学目标、教学活动、教学探究记录、教学评价四个维度,以科学核心素养为中心进行教学设计,让srrEM教育的跨学科性充分体现。

一、STEM教学目标要体现科学核心素养

小学科学教学目标应当全方位、立体体现科学核心素养,以整合的教学方式培养学生掌握知识和技能,并能灵活应用解决现实问题的能力。STEM教育融合了跨学科性、体验性、艺术性等一系列特征。随着课程改革的发展,当今我国教育开始注重培养学生的核心素养,促进学生的可持续发展。STEM教育能够提升学生的科学核心素养和综合能力,激发学生的学习兴趣,提高学生的科学核心素养和提升学生解决实际问题的能力。以此为核心思想建构小学科学STEM拓展课程,再基于该课程进行教学目标定位,开展教学实践,教学目标也不能是单纯地提高学生的学习成绩,应该将学生的全面发展作为培养的重点。STEM教育可以帮助我们实现这一目标,因此STEM教学目标要体现科学核心素养。科学制定STEM教学目标,促进综合实践活动实施STEM课程的聚焦(基于科学核心素养),让学生能够实现更深层次的学习与提升。

如在二年级科学下册《搭纸桥》中,STEM教学目标应当以“搭纸桥”为活动载体,对学生进行结构力学的教育启蒙,通过学生自己动手发现材料的剖面形状跟物理强度有关,引导学生发现理解日常生活中类似的情况,并有效运用。

二、STEM教学活动要体现科学核心素养

教学活动是小学生知识构建,能力培养和情感养成的实践场地,跨学科式的探究活动是科学核心素养聚焦的重要一环。重视STEM活动实验材料的设计可以让学生科学核心素养迅速聚焦,让一个本来简单的科学探究活动转变成跨学科式的教学活动。

以“测力计测量物体体重”为例,在科学探究活动中,教师往往会提供每个小组统一规格的物体,重点引导学生探究相同重量物体和测力计弹簧伸长的长度之间的相互变化,忽视了不同重量物体对测力计弹簧伸缩的影响。然而这种忽略恰恰限制了学生的探索能力。因此,本课内容的教学中,我们可以提供不同重量的物体,让学生自己选择、动手操作。通过对比实验,学生很容易就能发现物体重量与测力计弹簧伸长长度之间的关系,进而学会“控制量变”的实验方法,为跨学科教学活动打下坚实基础。

教师可以为每个实验小组提供虚拟货币,让学生购买不同重量的物品,比一比哪组设计的方案最省钱、最划算。设计与成本之间的关系自然就融入学生的考虑中。学生设计完成后,教师提出规定时间内使用4个不同重量的物体(材质一样,重量不一样)的要求,这有助于小组间的紧密配合。

三、STEM教学探究记录要体现科学核心素养

探究记录不论在科学探究实验还是跨学科STEN教学实验中都是必不可少的。教师必须要将科学核心素养显性化,学生的反思才能提升;再反思,再提升……才能得到跳跃性的帮助,促进科学核心素养螺旋式上升。

指导学生做好科学记录,不仅是提高学生探究能力的途径,还是提升学生科学核心素养的一个体现。记录中积累、记录中收获,学生的探究欲望和兴趣一旦被激发,就能在探究成长中产生无限可能。科学记录不是简单的学生科学学习的过程记录,更是他们的成长记录。良好的科学记录习惯,有利于学生培养实事求是、严谨治学的科学学习态度。以五年级科学上册“阳光下影子的变化;太阳运动中影子的变化”为例。

STEM教学探究记录表充分体现科学核心素养,探究效果大大提高。同时,学生的任务感会大大减少,参与度大幅度提高。

四、STEM教学评价要体现科学核心素养

通过多样的评价方式研判学生的知识和能力水平,给知识和能力水平不同的学生适当的表现机会,教师一定要在教学中积累形成一套立体评价体系,有效地评估STEM的学习。立体评价体系包括形成性评价和总结性评价。

随着STEM课程在中小学的推广、深入,怎样评价学生的实践绩效成了课程教学中既重要又迫切的问题。立足STEM课程的学生实践形成性评价体系构建及应用有利于将教学过程、教师引导、学生学习、多元评价四个部分有机地融合在一起,创新STEM课程评价方式,提高课程教学质量。利用多种手段的课堂活动,来判别学习的进展,这就是形成性评测,形成性评价是一种持续发生的过程,作为一种教学策略,嵌入日常教学中,每时每刻影响着教学的走向。STEM活动作为跨学科的综合性活动不但极为开放灵活,使得项目成果没有固有标准,极具多样性、创新性。因此STEM活动更倾向于差异化和个性化的学习,可以采用不同方法和形式进行课堂学习,如提问、动手操作、实验记录或实验设计、讨论与交流、学生自我评价等。以科技节开展的STEM活动“保护鸡蛋”为例,具体描述形成性量表在课程中的应用。

首先,课程开始介绍项目任务目标:设计一个保护装置,能够让鸡蛋从3楼安全落下。学生根据项目任务目标制定出预期目标、写实验报告、设计装置蓝图、选取材料和制作真实的装置。在课程进行过程中,采用形成性评价可以明显看出学生的STEM评价分数得到提高,也就是说学生的STEM能力在逐渐增加。在课程实施中间,教师发现了学生STEM评分较低的情况,从而及时改变了教学策略,这体现出了形成性评测的反馈与调节作用。

其次,相对于目前风风火火的STEM课程开发和实施,在课程进行中或课程结束后,很多学校和教师还是用最终结果和最终完成品的方式对学生进行评价,这种过于简单的评价方式无法反映学生在课程实施中的发展和进步情况。评价过程中使用多种评价方法,将形成性评价和总结性评价结合起来,在STEM课程实施中对学生按照量表评分,这样学生的综合能力情况便一目了然。

综上所述,在新课程理念下,小学科学教学必须体现科学核心素养的四大元素,培养学生解决问题的能力、逻辑思考的能力以及创新创造的能力,以实现让学生更深层次地学习,促进他们的整体发展。让科学核心素养在STEM教育中综合聚焦,才能形成高效的STEM教育活动。

参考文献

[1][美]Ellen Osmundson著;何珊云,王小平译.理解课堂中的形成性评价[J].全球教育展望,2012( 04).

[2]叶高翔.科学思辨二十四则[M].北京:商务印书馆,2015.

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[5]赵中建,施久铭.STEM视野中的课程改革[J].人民教育,2014(02).

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