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立足儿童视角,构建趣味STEM课堂——以《不倒翁》一课为例(李余仙)

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立足儿童视角,构建趣味STEM课堂——以《不倒翁》一课为例

广东中山东区柏苑中心小学 ——李余仙


李余仙,全国创新型优秀教师、广东省特级教师、广东省名教师工作室主持人、广东省科技名师工作室主持人、广东省十大最具影响力科技教师、广东省十大科学传播达人、广东省十佳科技辅导员、中山市科学学科带头人、中山市东区科学名师;广东教育学会理事、广东教育学会科技教育专业委员会常务理事、广东省教师继续教育学会常务理事、广东省科创与STEM教育实验教师。二十三年来,潜心小学科学教科研,教学课例曾获省二等奖、市一等奖(3个);多篇论文获省、市一等奖,并有10余篇发表在《小学科学》《科学课》等刊物上;主持或参与过12个市级以上课题;主编或参编了6册省级教材,惠及学生超5万人;受邀在各地作经验分享、专题讲座达50多场。


本文发表于《小学科学》杂志2021年第10期“名师课堂”栏目


【摘要】目前,STEM教育在世界各地开展得轰轰烈烈,受到广大学生的欢迎和认可。和传统的科学课堂相比,STEM课堂更加注重培养学生的动手能力、科学意识、创新思维、批判精神等核心素养,同时STEM课堂也具有趣味性、情境性、体验性以及跨科学性的特点。本文以二年级《不倒翁》一课为例,立足儿童视角,主要探讨构建趣味STEM课堂,促使STEM课堂开展得更加顺利。

【关键词】儿童视角;趣味STEM课堂;构建方法

在我国科学技术日新月异的背景下,小学阶段的科学教育越来越受重视,与时俱进的STEM教育在我国遍地开花。小学生普遍活泼好动、天真烂漫,一眼一板的科学课堂无法吸引小学生的注意力,不能激发学生对科学的兴趣和热情,局限了学生的创造力和认知力。趣味STEM课堂打破了传统科学课堂的种种限制,调动小学生的积极性,抓住他们的注意力,开拓视野,让学生在愉悦的课堂氛围中学习相关的知识,提高学生的科学素养。

一、STEM教育的内涵STEM教育顾名思义就是指科学、技术、工程、数学等学科知识融合的教育,首次提出STEM教育概念的是美国国家科学委员会,其目的是促进学生在科学、技术、工程和数学领域的综合发展,从而提高未来栋梁之材的科技能力,促使美国在全球的竞争力大幅度提升[1]。STEM教育不仅影响一个国家未来的科技能力和竞争力,它也是国家经济发展和社会进步的基础。推进小学的STEM教育符合时代发展的需要,同时也是促使小学生全方面发展的基础。实践表明,STEM教育主要是将学生收获的知识和工程机结合起来,并且转变成相互联系探究世界的过程。所以,STEM教育是对真实问题的探究,培养的是小学生在复杂情境中发现问题和解决问题的能力,发展小学生在人际交往、自我认知以及个性特征等方面的基本素养。

二、趣味STEM课堂的学习目标跨学科性、趣味性、情境性以及体验性是STEM课堂较为显著的四个特征,不同的特征在STEM课堂上的学习目标也不尽相同。基于儿童视角下的趣味STEM课堂能够吸引小学生的注意力,激发学生对科学的兴趣度,促进小学生的全方面发展。以《不倒翁》一课为例,趣味STEM课堂主要有三个学生目标:一是拓宽小学生的认知领域,通过制作了解到不倒翁不倒是因为重心低,知道上轻下重的物体比较稳定;二是丰富小学生的情感领域,不倒翁是一种传统的玩具,最早记录出现于唐代。在科学实验过程中学生了解中国传统儿童文化,增加民族的文化自信,通过亲手制作玩具对科技制作产生兴趣,培养一定的审美能力;三是促使小学生动作技能的提升和发展,学生学习使用常见的工具去制作不倒翁这个简单的科技小玩“艺”,促进了小学生动手能力的提升。小学生通过制作活动,了解一些常见现象背后的科学原理,培养小学生动手制作的能力和乐于探究科学原理的兴趣;学生在动手制作中,能从对具体现象和事物的观察中提出科学的问题,并且尝试去分析、解释,培养了他们的观察能力、提出问题和解决问题的能力;整个科学实验是在教师的指导下完成的,让学生对自己制作的作品进行反思和评价,并且尝试改进,培养他们的思考能力和组织表达能力。

三、构建趣味STEM课堂的策略

(一)科学实验和玩乐活动相结合,凸显童味

在STEM课堂教学过程中,老师不仅要让学生掌握科学知识,同时老师还需要带领学生去体验科学知识的发现过程。只有基于科学独特的思维方式和具体的实验操作下学生才能获得更深层次的感悟,才能使其成为小学生的精神需求[2]。老师立足于儿童视角,将科学实验和玩乐活动相结合,通过一些学生在生活中常见的玩具,比如观察不同材质的不倒翁,找出它们的相同点和不同点,激发学生对学习科学的兴趣,吸引学生的注意力,让科学课堂从学生熟悉的玩乐活动中展开。将科学实验和玩乐活动相结合的方法是构成趣味STEM课堂的基础,不仅能让小学生对课堂内容有一定的感性认识,帮助他们进入到接下来的课堂学习中。同时,它还能够提高科学课堂内全体学生的参与度,愉悦、欢快、轻松的课堂氛围激发了学生对科学原理的思考,培养了学生的思考力,有利于趣味STEM课堂的顺利开展。

(二)设计童味化的知识点讲解,激发学生对科学的欲望

托尔斯泰曾说:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的欲望。”设计童味化的知识点讲解是构建趣味STEM课堂的有效手段之一,可以激发小学生对科学的欲望,调动学生的积极性和课堂参与度,提高学生的科学素养,促进学生全方面发展。儿童的世界很单纯、很简单、很充实,对生活中的一切事物都充满期待[3]。尤其是二年级的小学生,他们对世界万物充满好奇心,二年级学生对事物的基本特征有了一定的认识,比如稳定、运动。虽然二年级学生对事物的基本特征有了一定的认识和了解,但对于重心这类比较专业的词汇,大多数学生从未接触过,在理解上会存在很大的难度。所以,老师在讲解这个知识点时尽量用生活化、形象化的字词和例子来解释,通过设计童味化的知识点讲解,激发学生对科学的欲望。例如授课老师在给学生解释“重心”时,如果老师直接给学生解释说“重心是物体内各点所受的重力产生合力,这个合力的作用点就叫做这个物体的重心。”对于二年级的学生来说,这种解释只会让他们感到迷茫、莫名其妙、不知所措,导致学生对科学的兴趣度降低,甚至会让学生们对STEM课堂产生厌恶感,不利于学生的发展。如果老师首先向小学生解释“重心就是物体的中心”,然后再用有吸引力的童话故事或者小游戏的形式加强“重心”的童趣感,这样学生就能轻松理解重心的概念,并且对科学产生浓厚的兴趣,学生的注意力也都在课堂教学上,为课程内容的讲解奠定基础,促使趣味STEM课堂更加高效。

(三)引用多媒体设备,问题激趣引导学生参与课堂教学

小学生都爱玩,爱闹,注意力容易分散,并且有着强烈的好奇心和较强的表现欲望,尤其是二年级学生。引入图、文、声、像融为一体的多媒体设备的STEM课堂不仅可以增加课堂的趣味性,通过观看与课堂知识相关的视频、图片来吸引学生的注意力,激发学生入情入境的思考,丰富学生想象力的同时提高了课堂教学效率,有利于学生智力的发展。然后老师再用问题激趣的方法引导学生参与课堂教学,让学生感受科学带来的乐趣。例如在讲解二年级《不倒翁》一课时,授课老师先把书本上四个不同的玩具不倒翁的图片在多媒体设备上展现给学生看,并且现场展示一个摇摆的不倒翁给学生看。学生观看完展示后,接下来就轮到老师的问题激趣环节。提问:这些有趣的玩具是什么呢?回答:不倒翁。从而引出课堂内容。提问:不倒翁为什么不会倒下去呢?我们怎么样自制一个不倒翁?然后给学生相互交流、相互讨论的时间,老师则积极正确引导学生,查漏补缺,为学生答疑解惑。最后老师再鼓励学生积极发言,表达自己的想法和理解,培养学生的思考能力,表达能力以及解决问题的能力,促进学生全方面发展。

(四)从儿童生活经历出发,增加STEM课堂的趣味

儿童发展理论指出,儿童发展成长具有阶段性和顺序性的特点,老师应该遵循儿童发展成长的规律,从而促进小学生良好发展。二年级学生年龄偏低,学生的理解能力普遍比较弱,主要以形象认知为主,以吸引小学生的STEM课堂情境导入,增强STEM课堂的趣味性,促使学生散发性思维的发展。授课老师在讲解二年级《不倒翁》一课时,可以事先准备一些相关的物品,比如塑料球、乒乓球、圣诞球等球状物体,甚至还可以准备制作难度相对大的鸡蛋,然后让学生来观察这些物品,材料源于生活,激发学生的探究欲。通过具体的物体让学生了解各种材料的广泛性,培养小学生的发散性思维和物体再利用的自觉性。

(五)鼓励学生动手操作,切实感受科学的奥秘和趣味

大多数小学生活泼好动,一眼一板的课堂教学模式无法满足小学生的需求,导致课堂教学任务无法完成。STEM课堂主要以学习者的亲身参与和动手操作为基础,通过操作科学实验为学生提供“做中学”的体验。鼓励学生动手操作,确实感受科学的神奇和奥秘是构建趣味STEM课堂不可或缺的手段之一。正所谓“实践是检验真理的唯一标准”,在STEM课堂上老师安排学生亲自做一些小实验,帮助和引导学生完成课堂任务。然后,让学生在自己的实验结果上进行扩展,激发学生的兴趣和思维,给学生提供更多的灵感。在制作创新上启发学生的创新思维,有助于学生的成长。最后,老师分两步评价学生制作的作品,利用教材中的评价表进行终结性评价,接下来根据课堂教学进程,老师对每个作品的完成情况进行过程性评价和针对作品的完成度的终结性评价。对高分作品给予一些奖励,比如棒棒糖,棉花糖、彩虹笔记本等等,借此来激发学生的竞争欲,在增加STEM课堂的趣味性的同时还提高了学生的科学意识以及科学素养。

结语:随着经济的高速发展、科学技术的进步,培养学生的素质、思维以及能力是教育改革和发展的主流趋势。《义务教育小学科学课程标准》将小学科学提升至和语文、数学等基础学科齐平的位置,也指出小学科学教育将不再是简单的学校教育,需要全社会重视起来。STEM教育是科学教育改革的新思路,引领学生们领略科学的奇妙,让孩子们感受到了科学世界的奥妙,产生对科学探索的欲望和热情[4]。《不倒翁》一课,通过科学实验和乐玩活动相结合、设计童味化的知识点讲解、引用对媒体设备、鼓励学生动手操作等方法构建趣味STEM课堂,吸引小学生的注意力,激发学生对科学的兴趣。学生在趣味STEM课堂中学会了观察、思考、提问、合作、动手、创新等技能,开拓视野,切实提高了小学生的科学核心素养。 

参考文献:

[1]赵立春.小学科学课堂中STEM教育实现有效策略分析[J].新教育时代电子杂志(教师版),2017(6):72,265.

[2]胡卫平,首新,陈勇刚.中小学STEAM教育体系的建构与实践[J].华东师范大学学报(教育科学版),2017,35(4):31-39.

[3]刘晓博,袁磊.核心素养下的小学STEAM课程设计与实践[J].现代职业教育,2018(34):142-143.

[4]谢旼,刘绮雯,黄胜琴.STEM课程实施的教学原则初探[J].中国教育信息化,2017(024).