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基于STEM理念的小学科学跨学科实践性作业设计与实施的研究

陈秋虎
  
教育管理媒体号
2023年16期
龙岩市白沙中心小学 364006

摘 要:实践性作业是对知识的理解运用,也是对所学知识的一种复习、巩固、运用的过程。实践性作业的类型多样,有观察类、考察类、制作类、调查研究类等等,能够激发学生的学习兴趣。实践性作业能够增强学生的创新意识和实践能力,同时也能对所学知识进行巩固。实践性作业形式灵活多样,利于多维目标的达成,是书面作业的有益补充。目前实践性作业的主要问题,一是重视知识目标,忽视能力目标;二是多知识点单一的试题,少考察将若干知识点联系起来解决问题的试题;三是只考察所教学科知识,少有将跨学科知识融合,考察综合知识体系的作业设计;四是原创性不足;五是实践性作业展示完成之后,教师难以清晰全面的帮助学生进行总结与反思,对学生的知识评价也是浮于表面。如何改变现状,加强对学生实践型作业的指导与评价,本文就作者本身的教学实践经验,做出阐释。

关键词:种养殖作业;习作型观察日记;科普手抄报;调查研究类;创新制作型;考察型;工程制作类

1.设计观察型种养殖实践作业。

科学课程是一门强调学生亲身体验感受的一门实践性强的学科,除了在课堂上布置一些动手操作的作业,在课后也应该布置一些实践性作业,种养殖作业属于培养学生实践能力的过程性作业,学生从种养殖体验中学习科学知识,感受生活乐趣,是一项学生喜闻乐见的活动,可为学生创设轻松愉悦的学习氛围。其中,观察植物的生长变化是一项长期的观察研究活动,需要做好管理植物、观察植物的变化,认真记录等多项工作。

例如,种值凤仙花的实践作业,除在种子萌发的过程中,每天记录一次根的长度之外,从芽出土开始,每周还应测量一次植株的高度,观察叶的形状、数量和大小,并记在观察记录表上,同时,要给植物拍照或画简图,更直观地记录植物的生长状态。这种作业,在整个完成过程中,教师都要及时给予指导,例如遇到种子不发芽,教师要与学生一道探究种子不发芽的原因,是种子质量问题还是种子发芽的条件不够;植株不够粗壮,是土壤肥力问题还是光照不够问题等等,对种得好的同学要给予鼓励和肯定。成果展示就是一项很好的评价手段,将种植分为几个阶段,将生长茂盛、粗壮的植株拿到班级上来展示,使学生的劳动成果受到老师的青睐,同学的羡慕,会激发学生探究的热情和兴趣。只有这样,学生的种植活动才能善始善终,才会投入到其中。

教师为每位学生准备了花盆和凤仙花种子,要求学生带回家与家长一起把泥土装进花盆,把凤仙花种子洒在泥土上,轻覆一层薄土后,洒上适量的水,把花盆放在温暖的地方,仔细观察凤仙花的生长过程,学生会观察到种子萌发、成长、开花、结果、枯萎的过程,体验植物一生的生长变化。

记录植物生长变化过程是一个需要长期坚持、仔细观察、认真记录的过程。包括记录的时间、种植的地点、植物的名称、植物的生长状况(发芽、生长、开花、结果)、植物的阶段数据(植株的高度、茎的粗细、花的大小和数量等)。要列出详细的记录清单,及时跟踪测量及记录。

除了种植实践作业外,养殖实践作业也是学生动手体验性强的作业,养蚕是一项学生喜闻乐见的养殖实践作业,学生从校门口商户手上买到蚕卵,通过养殖活动,观察到了蚕的一生变化过程,观察到了蚕的各个阶段的形态特征,养蚕的过程,培养了学生的动手、动脑的能力,也是学生认识自然规律的一种启蒙教育。对于养殖蚕的过程,教师也要给予指导和评价。

2.设计习作型观察日记作业

习作型观察日记作业,将科学实验与学生习作有机结合起来,即让学生能够探究科学概念,又能够让学生将实验过程、科学概念、心得体会通过习作的方式将之表达出来。

在凤仙花的种植过程和养蚕的过程中,教师要求学生写观察日记,将日常种养活动的点点滴滴用文字描述出来,把每次写好的观察日记发到班级群,与大家一起分享种养的喜悦,也可以让其他同学学习你的经验与种养方法,互相取长补短,在写观察日记的过程中,教师要及时指导学生明确所要观察的内容,例如观察种子萌发,要写清楚种皮涨裂、胚根伸长、胚芽舒展等各个环节种子的形态特征以及种养者的内心体验,还有就是旁人对种养成果的评价以及种养者内心的感受,从所见、所闻、所想、所思等多方面描述种养过程,力求使观察日记写的清楚、丰满、动人。

习作型实践作业,培养了学生的语言表达能力和写作能力,也是一种很好的跨学科实践作业类型。

3.设计科普手抄报实践作业。

要将设计完成的跨学科作业以科普画报型的形式呈现出来,加上系统化选编、改编、创编符合学习规律、以基础性知识点作为科普画报型实践作业素材,经常性组织开展综合性作业评选与展示交流活动,加强优质作业资源共建共享,在完成《科普画报》过程中,要求学生会排版、会设计、会绘画、会写作、会收集资料、会拓展运用知识,会写一手漂亮字,促进学生全面发展。通过评比、奖励、汇编、推广可以使学生获得成就感,提升学生完成跨学科作业科普手抄报设计的积极性,评选出优秀的作业设计,最后汇编成册,在校际间交流。

围绕小学科学的每一单元的主题内容,要求学生去收集素材,包括文字素材和绘画素材,编撰科普画报,在教科版六年级下册第一单元工程问题中,要求学生去收集“神舟、天眼、动车、鸟巢、港珠澳大桥、天宫、龙岩大桥等工程”的选址、设计、施工、验收等过程中遇到了什么难题,是如何解决的,说说这些工程都用到了什么技术,从这些工程的建设中,你有什么感受?等这些方面去编写画报内容。

4.设计调查研究类实践作业。

调查研究类实践作业,可以培养学生基于事实思考问题的实事求是品格,可以让学生养成尊重事实,一切以实际事实出发解决问题的思维,避免养成形式主义的处世作风,对学生一生的发展大有裨益。也可以就社会热点问题展开调查,可以让学生关注时事,了解社会发展动态,让学校所学与社会实践相互补充,为学生全面发展提供条件。我校属于农村,生猪养殖是当地的支柱产业,如何处理生猪养殖与环境保护之间的关系,有些养殖大户为养殖业的规范发展做出了榜样,不仅保证了经济的发展,而且也做到了环保达标,既要金山银山又要绿水青山,针对这一模范企业的做法,为了根植环保理念在孩子们头脑中,我校组织学生到学校附近的南卓双桂养猪场开展调查研究活动,带领学生到养猪场去参观,看看养猪场是如何处理养殖污水的。养殖场的污水首先进行干湿分离,利用离心力将液体废物甩离开来,猪粪晒干后可以作为柑橘等果树的有机肥料,猪尿、粪汁排入化粪池生产沼气,作为猪场冬季取暖和工人做饭燃料。化粪池排出的中水用来浇灌牧草,做到了零排放。通过这次教学和综合实践活动,培养了访谈和调查的能力,也提高了学生的环保意识。

学生完成调查后,教师要求学生撰写调查报告,这又是一项与语文相结合的实践作业,体现了多学科融合的精神。

5.设计创新制作型实践作业。

创新是一个民族的灵魂,是一个国家不断发展的不竭动力,只有不断创新,整个国家的发展才会日新月异,充满活力。而创新意识的培养,创新能力的锻造,在于基础教育,只有在基础教育中注入创新思维,把创新意识的培养融入到日常的科学课教学中,教师通过设计创新制作型实践作业,培养学生的创新意识,对学生进行科学启蒙教育,培养孩子动脑动手的能力。俗话说“兴趣是最好的老师”要使学生的的创新思维如泉水般涌动,首先要有兴趣,兴趣从何而来?青少年科技创新大赛就是一个很好的平台,学生的创新作品能够得奖,就会激发学生的创新兴趣,会去留心生活中不方便的地方,思考改进工具、设备、用具等,或者创造出新的工具、设备、用具等。学生的创新作品、创新思维、创新案例是需要展示的,教师组织开展校园科技节,给学生创新展示平台,这是一种对学生劳动成果的一种评价,各学校可以以校园科技节为契机,组织学生把自己的创新作品、方案、思路等展现出来,经专家点评,去粗取精,融合百家之长,改进、完善、提升自己的创新作品、思维、方案。教师可以在公共场合贴一张创新方案集锦,收集孩子们的创新想法,让孩子们的智慧火花展示出来,征集完善的方案,从而影响没有创新想法的孩子也积极地开动脑筋,想法去创造。这一过程,就是对创新型实践作业最好的完成方式。

例如《公交车后面的潜望镜》是为了解决公交车在绿灯的最后一秒抢着通过十字路口时,让紧跟在公交车后面的小轿车,因为看不到指示灯而闯红灯吃罚单,甚至出车祸的严重后果的问题。我们在上到五年级上册第一单元《光》这课时,通过学习潜望镜的工作原理,在制作的过程中突然想到了在公交车后面安装一个潜望镜,后面的小车司机就可以通过潜望镜观察到红绿灯的情况,从而做出正确的判断,避免闯红灯,避免吃罚单,避免造成交通事故。实验方法是在公交车模型后面安装了3个潜望镜,通过潜望镜观察前方交通指示灯,明显感受到公交车后的潜望镜解决了小车司机视线受阻,观察不到交通指示灯带来的交通安全隐患,避免小车闯红灯吃罚单,为创建安全有序的交通环境贡献一份力量。

这些创新型实践作业,都是学生结合课堂所学知识解决生产生活中一些不尽人意的问题而产生的,它为学生的发展奠定了基础,提高了学生的科学素养,是一种更高层次的实践性作业。

6.设计与校本课程、当地资源相结合的考察型实践作业。

考察型实践作业发掘有价值的地方自然、人文科学因素,组织课题组成员及学生前往考察,通过考察,认识地理环境的价值,使学生知道合理地利用自然景观,让学生了解家乡环境文化。通过寻找当地传说的,或是新发现的奇特景观,增进学生对家乡人文和自然景观的了解,体验融入大自然的情感,释怀人与大自然的和谐韵律。通过考察活动,产生共鸣,大自然的鬼斧神工,铸就了千奇百怪的地理景观,我们要充分利用这些景观为学生考察型实践作业服务,培养学生的探究精神。

比如:我校校本课程第三期介绍了福建省龙岩市白沙镇南卓村的两处自然奇观“仙人脚印”和“皇帝帽石”我校于2009年10月在南卓村设立了市级科学实践活动基地,仙人脚印”和“皇帝帽石”是学生考察项目之一。学生在考察中思考,“仙人脚印”和“皇帝帽石”是如何形成的?围绕这个问题开展热烈的讨论,老师组织大家上网查阅资料,访谈当地老人等方法逐步揭开此等奇观形成的条件,是下雨水流的冲刷和自然分化造就它,学生在实践中学会调查访问,查阅资料,学会整理数据,学会与他人合作,一系列活动提高学生的科学素养。

7.设计工程制作类实践作业

工程制作类实践作业强调学生的动脑和动手能力,通过工程制作类实践作业,使学生初步建立起对工程的了解,感受工程的复杂与魅力,渗透工程思想,从而使科学学习与生产实践联系起来,学习的方式更加生动活泼与真实,初步确立工程制作是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造生产生活产品的活动。

例如,六年级下册第一单元《小小工程师》,通过设计、制作、测试、评估塔台模型,使学生初步认识工程制作的流程,发现和解决这一过程中所遇到的问题,教师在教学过程中通过不同的小组去搭建“是否有三角形结构”、“是否上窄下宽、上轻下重”、“是否安装防震滚珠”塔台的对比要素,感受工程质量与这些要素之间的关系。在测试的过程中再完善设计方案,使得工程制作产品的质量越来越高,越来越接近设计要求。

还可以取用便宜的随手可得的实验材料来搭建高塔。比如,教师可以准备胡萝卜和牙签,让孩子们把胡萝卜切成块或丁,用牙签把它们连接起来,比一比谁搭建的胡萝卜高塔在高度、美观这两个比赛因素中脱颖而出,为了达到要求,孩子们必须经过思考,比如高塔要符合上小下大、上轻下重的结构特征方能稳固,底部的胡萝卜块要比上部的大,底部的面积要比上部的大。在这一过程中,以真实任务磨砺了学生的意志,提高了协作能力、思维能力、动手能力。

本文系福建省教育科学“十四五”规划2022年度“协同创新(含帮扶项目)专项课题《基于STEM理念的小学科学跨学科作业设计研究》立项批准号(Fjxczx22-052)的研究成果。

参考资料:

《教师教学用书》、《小学科学新课程标准》

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