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基于STEM理念的小学科学跨学科教学策略研究
——以“设计制作小船”一课为例
摘要:《义务教育科学课程标准(2022年版)》优化了课程内容结构,设立了跨学科主题学习活动,并提出了跨学科概念和提出了跨学科学习的建议。我国小学科学跨学科学习多以STEM教育为主,强调多学科的融合。本文基于STEM理念,小对学科学跨学科教学策略进行探究,并从以下几个方面提出参考建议:围绕核心概念和跨学科概念组织教学;以探究实践为主要学习方式;自主探究与合作探究相结合;创设跨学科真实的问题情境,提出驱动性任务;明确项目流程、合理分配时间;构建以素养为导向的多元化评价方式。
关键词:STEM;跨学科教学
《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)设立了跨学科主题学习活动,提出了跨学科概念。在教学活动板块提出了需要设置跨学科教学活动,增强科学与其他学科的联系,保证课程的综合性和实践性。“新课标”将科学课程设置了13个学科核心概念,并理解4个跨学科概念;建议让学生尝试综合运用多学科、跨学科知识解决某些生活中的实际问题,了解处理实际问题的模式和方法。
我国小学科学跨学科教学的落地形式多以STEM教育为主。STEM 教育是指融合科学、数学、技术和工程等多学科的综合性跨学科教育模式。小学科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程,包含多领域的内容,这些内容有一些通用的科学方法,呈现出相互渗透、交叉融合的趋势。
将STEM教育理念融入到小学科学课堂中,开展跨学科学习活动,不仅可以培养学生的核心素养,还能更好地培养学生的创新精神的探究实践能力。在当前小学科学课堂中,跨学科教学的开展普遍相对较少,尽管教师对于跨学科活动案例的设计认可度往往较高。但是,跨学科主题学习的实施需要教师具备跨学科 的教学能力和跨学科教学资源,这对于很多一线科学教师来说是一种新的挑战。基于STEM理念的小学科学跨学科教学策略可以从以下一些方面入手:
一、围绕核心概念和跨学科概念组织教学
确定教学目标要围绕核心素养,以“科学观念”“科学思维”“探究实践”和“态度责任”等4个维度确定符合学生的认知水平和已有经验的教学目标。还要基于课程标准,围绕学科核心概念和跨学科概念,理解教材设计,关注知识间的内在关联,促进知识的结构化,改变碎片化、割裂式的教学倾向[1]。
比如在“设计制作小船”一课中,核心概念是第13个核心概念“工程设计与物化”,学习内容与要求是“13.2工程的关键是设计”;对于5—6年级的要求是:②初步认识设计方案中各影响因素间的关系。③基于有说服力的论证,认同或质疑某些设计方案,并初步判断其可行性和合理性。本课的跨学科概念是“结构与功能”。
二、以探究实践为主要学习方式,自主探究与合作探究相结合
“新课标”指出:探究和实践是科学学习的主要方式,要加强对探究和实践活动的研究与指导[2]。对于科学课程来说,探究活动是课程的关键环节,在学习过程中,学生能够做到自主探究将会达到较好的教学效果。教师还应灵活采用自主探究和合作探究,鼓励学生进行小组学习,同时给予学生自主思考时间,锻炼学生形成自己思路的过程。
比如,在“设计制作小船”一课中的探索环节,每个学生选择一个预估的问题,并提出解决的方法。让每同学的解决方法经历“初步构思→评价→改进→再评价”,让解决方法在迭代中变得更加具体、更具可行性。让学生能自主独立的学习,又能相互合作学习。
三、创设跨学科真实的问题情景,提出驱动性任务
创设跨学科真实问题情境,通过创设涉及不同学科领域、贴近学生生活实际的真实问题情境,提出有价值的问题,引发认知冲突,激发探究动机。引导学生探究并解决问题,并在真实情境中的应用,加强知识学习与现实生活、社会实践之间的联系,实现学生对核心概念的深度理解、有效建构和灵活应用。
四、明确项目流程、合理分配时间
小学科学跨学科教学要明确教学设计的流程。教师需要分析教学情况,综合考虑教师、学生、环境等诸多要素,并保证各要素与教学环节紧密相连, 做到环环相扣, 并注意合理分配好有限的课堂时间。
比如,在“设计制作小船”一课中,可以按照明确任务-解释-提出制作小船初步方案-动手设计、制作小船-展示交流、多元化评价-改进完善小船-反思、应用的流程进行。为了让学生有更多的时间亲身体验,体现学生主体地位,设计、制作、交流、改进等环节分配的时间要相对较多。
五、 构建以素养为导向的多元化评价方式
在跨学科学习中,评价也是非常重要的环节,它可以全面地分析教学效果和判断教学目标是否达成。教师应发挥好评价的导向、诊断和教学改进功能。采用多元化的评价方式,结合过程性评价、形成性评价和总结性评价。小学阶段尤其要重视过程性评价,实施有效的指导,注重学生自评与互评。引导学生针对学习过程进行反思,与他人相互评价,关注学习任务是否清晰、学习动机是否强烈、学习方法是否得当、学习目标是否实现等。
比如,在“设计制作小船”一课中,教师可以设计一个量化评价表,通过观察学生的课堂表现、小组互评、任务完成情况等进行过程性评价;通过评价学生物化作品、任务完成情况等进行形成性评价;最后再采用评价表对学生的作品和表现作终结性评价。
STEM理念下小学科学课堂的跨学科教学,可以有效整合学科教学资源,为学生建立更加全面完整的知识体系,通过知识迁移应用,降低学生跨学科学习的难度,形成学科知识联动。能够培养学生的实践能力,锻炼学生的逻辑思维与创新能力,发展学生的核心素养。跨学科教学符合我国当前教育教学的实际情况,是符合素质教育教学的有效的教学模式,还有更多的策略值得我们探究。
参考文献
[1]胡卫平.课堂教学应落实科学思维的培养[N].中国教师报,2023-01-18(10)
[2]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准(2022年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2022.3:3
本文是“广州市教育科学规划(Guangzhou education scientific research project)2022年度课题+基于STEM理念的小学科学跨学科教学策略研究(课题编号:202214204)的研究成果