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依托STEM主题 亲历工程思维——记《依托小学科学教材开发STEM主题课例的研究》课题组第16次活动

发布时间:2023-11-24    信息发布:黄海燕    浏览量:402次

十一月,天高云淡,层林尽染。11月22日上午,《依托小学科学教材开发STEM课例的研究》课题组的全体成员集中金坛区建昌小学进行第16次课题研讨活动。

新课程标准指出,科学是人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统,以及获得这些知识系统的认识过程中和在此过程中所利用的方法,而在广义的理解中,科学也包括技术与工程。如何将科学思维与工程思维融会贯通,形成相互渗透、交叉融合的效果,从而使学生进一步认识和理解自然与社会提供独特的思想方法、思维方式、精神力量和价值观念,逐步提高学生的整体精神文明水平,从STEM的角度出发,如何设计蕴含科学思维和工程思维融合的STEM主题课例,就显得尤为重要。作为小学一线科学教师,我们更应在教材基础上深耕挖掘、在实践中探求方法、在拓展中思考创造,开发适用于教材的小学科学STEM主题课例,争取在过程中使学生逐渐形成科学思维、完善工程思维。

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首先,由金坛区白塔小学的周媛老师为大家带来的《食物去哪了?》STEM主题研究课。

《食物去哪了?》一课,周老师首先用真实教学情境导入,让学生品尝桌上老师带来的小饼干,在学生品尝后周老师很自然的一个问题:“你们认为小饼干都去哪里了呢?”,引发了学生们积极的讨论与思考,并通过小组汇报的形式讲述了各组脑海中的小饼干旅行路线,同时周老师还请学生代表上台展示各组画好的“小饼干旅行图”,通过图形的比较与探讨,学生们都在无意间锻炼了自己的科学思维能力。

在课堂的第二阶段,学生们在老师的带领下理解了人体的消化系统分布顺序之后,周老师继续抛出问题:“学生们,那么你可以尝试用老师给你们带来的材料制作一个人体消化系统模型吗?”,随着工程任务的产生,学生们通过讨论与思考,根据每种材料的特点及用于模型制作的用法讲述了自己的理解。在此期间,学生积极开展小组讨论、汇报交流,以互问互答的方式在无形中锻炼了自己的工程思维能力。

本节课的最后,学生代表变成思维讲解员,通过展示构图、成品、操作等一系列方式,形成思维融合、锻炼探究实践能力。

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然后,由金坛区建昌小学的李赟老师为大家带来的《玩转杠杆》STEM主题研究课。

《玩转杠杆》一课是李老师基于五年级下册《撬重物的窍门》一课作为蓝本,以杠杆的结构认识与工程解决为突破点设计而来。

在课堂导入环节,李老师开门见山,为孩子们带来了工程问题1:“如何利用一根铅笔、两个螺母,以最简单快速的方式使一把直尺保持平衡?”学生们在短暂快速的工程活动中进行了思维的产生、碰撞、操作、实践,并顺利的完成了小组作品,接着李老师通过不断的追问,让学生逐步形成了尺子平衡的要素必须要包含两个,即两端距离相等、两端质量相等。

在解决完工程问题1后,李老师趁热打铁,为学生们讲解了杠杆的具体结构,并详细认识了等臂杠杆为什么能够平衡的原因,让学生充分理解支点、重力点、用力点、阻力臂、动力臂这几5个重要的科学知识与概念,为接下来继续解决工程问题打好基础。

接下来,李老师进一步为学生提高难度,带来了工程问题2:“如何利用一根棉线、把一根胡萝卜挂平衡?”学生看到问题后立刻产生了激烈的思考,纷纷举手发现讲述自己想法,有说支点居中平衡的,理由是等臂杠杆的原理;还有说支点居胡萝卜粗的一段平衡的,理由是胡萝卜的形状是一个类三角形,左端细、右端粗,两端的质量并不一样。面对学生们不同的预测,李老师带领学生进一步实践研究,通过标支点、量力臂、称力量等方式让学生们逐步明白了费力杠杆的原理。

然后,李老师通过工程问题3:“如何利用铅笔支架、直尺、制作一个省力杠杆?使它能够用3个或更少的螺母翘起6个螺母,并找出两者相距的最短力臂距离。”学生通过工程3问题的设计图纸、介绍思路、操作修改等步骤,一步步理解了力臂与支点是成反比的关系。

综上所述,全课由三个工程问题形成一条明线,以由易到难的方式让学生通过认识等臂杠杆、解释费力杠杆、设计省力杠杆这三个工程问题,让孩子们逐渐形成科学思维,发展工程思维,从而逐步让学生形成思维交叉、提升模型建构能力。

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课后,课题组成员围坐在一起,两位老师向大家分享了两节课的设计理念,如何通过对课程标准的解读与理解,以教材为基础,深挖科学思维与工程思维背后的交叉融合,在学生解决STEM工程任务的过程中建立思维融合的全过程。课题组其他成员也分别结合教材本身,分别讲述了自己在研究过程中的发现与感悟,力求在未来的研究中进一步关注学生的思维建立能力、交叉能力、融合能力的提升。

(金坛区建昌小学  李赟)


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