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【吴梅艳】遇见STEM
——读《设计、制作、游戏培养下一代stem创新者》有感

听到Stem这个词大概是在近两年前吧,记得那一年在校领导的推荐和鼓励下我跟着教研员吴老师开始接触stem,原本一无所知的我开始认识stem,实践stem,发现接受了stem教育的学生似乎发生着改变,更加自觉的投入到课堂中了,印象较为深刻的是记得金汇学校的一个七年级学生原本比较自卑且不合群,几次听课下来发现他发生了变化,偶尔会关注伙伴了,开始学会倾听了,会和伙伴交流了等等,从中感受到了stem的魔力和魅力。

Stem教育起源于美国,由奥巴马大力推进综合课程的实施旨在从小培养学生动手、创新、综合运用科学知识的能力。Stem是科学、技术、工程和数学四个英文单词首字母的缩写组合,它是分科的,代表了四门独立的学科领域,stem又是整合的强调交叉和融合,学科体系建立在集成其他学科知识并成为一个新的整体知识的基础上的,它提供给学生的是接触整体世界最佳结合点,而不同于以往的零碎片段式的教育方式。

stem教育的本质是在众多孤立的学科中建立一个新的桥梁,为学生提供整体认识世界的机会,通过把这四个领域内学科知识和技能的教与学整合到一种教学范例中,使学生学习的零碎知识变成一个互相联系统一的整体,这样就消除了传统教学中各学科知识割裂、不利于学生综合使用解决实际问题的障碍,是一种跨学科的的学习方法。

Stem教育中科学素养是重点,是为学生将来进一步从事科学研究打下基础,技术素养和工程素养则是在实际的社会分工中最经常体现的,它以明显的应用特点为科学研究提供工具和思路,数学素养是stem教育的基础,技术深入、工程论证、科学推理和建模,都需要数学为基础。

书中提到STEM教育提供了学生动手做的学习体验,学生应用所学的数学和科学知识应对现实世界问题,创造、设计、建构、发现、合作并解决问题。因此,STEM教育具有体验性特征,学生在参与、体验获得知识的过程中,不仅获得结果性知识,还习得蕴含在项目问题解决过程中的过程性知识。这种在参与、体验中习得知识的方式对学生今后的工作和生活的长远发展会产生深刻影响。

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通过这本《设计、制作、游戏培养下一代stem创新者》书让我更有信心和勇气将stem教育在课堂上进行实践。设计-制作-游戏过程包含丰富的体验,设计有意义的stem学习,在本书的第四章:纽约科学馆设计实验室:没有无聊的孩子。强调通过设计学习如何去识别问题或需求,如何考虑设计选项和限定条件,如何做计划、做模型、进行测试和反复想办法,从而解决问题。以设计为基础的活动能从本质上激励学生,激发学生创造事物的欲望和了解事物是如何工作的欲望。作为一种学习方法,设计的真正潜能是它为学生的终身学习提供了良好的基础,既是一个明确的问题、需求和目标的过程也是一个获取正确资料、信息和材料来解决问题和生成解决方案并因此而形成策略的过程。如当你设计一个帮助你在荒岛生存的物品时,你需要调查气候、辨认可找到的动植物、研究简单的水过滤方法、以及建造能承受极端天气的建筑物的材料强度等,设计活动要求有不同的解决方案,每一种解决方案如同设计者一样是独一无二的。学生都是有差异性的对于那些不愿学习的学生我们必须找起他们兴趣的新的问题情境。

在科学课堂上我也大胆尝试实践stem教学,在七年级科学第十二章《宇宙空间探索》中,有一课时需要学生掌握航天器完成太空任务后返回地面需要克服的困难:航天器与大气摩擦产生极高温度避免烧毁采用隔热材料、航天器返回地面着陆时用降落伞减速。在以往的科学课上我采用视频或者文字资料,学生都较易找到答案,但是这种没有通过学生亲自动手验证的结论过段时间学生可能就会遗忘不利于学生的长期学习及终生学习。上学期在教学时我改变了以往的教学模式:1、问题情境引入:神州十号飞船载着三位宇航员顺利返回地面,航天器如何在高速运转下安全着陆的呢?2、学生通过各种途径方法查找资料后以小组形式进行制作降落伞达到减速及定点要求。3、测试降落伞。4、找出影响降落伞下降速度的因素改进降落伞。5、测试降落伞。这样的活动设计似乎很符合教学目标且清晰,其实在实践中碰到很多的问题如制作降落伞时材料的选择、伞面大小、伞绳材料的选择、伞绳与伞面的连接,伞绳的长度等,在测试时虽在文昌楼中进行但还是出现了很多降落伞无法顺利着陆挂在两楼的栏杆上的情况,如何进行小组测试即小组人员的分工等,虽然实践中出现了很多没有预料到的问题但是学生的热情和探究的欲望动手设计制作的渴望,最后呈现出了独一无二的降落伞,并在实践中收获了综合解决问题的能力,有利于学生持续发展及创新能力的培养。

在今后的科学课堂中我将更多的进行stem教学的实践,在假期中我将科学教材上的适合进行stem教学实践的内容进行了整理,在下学期我初步设想在第九章《电力电信》中利用LED开展stem教学,大部分学生对LED既熟悉又陌生,市场上有许多LED产品,如LED照明灯、LED钟表等;但他们对LED的发光原理知之甚少,更没有思考过如何借助LED方便我们的生活——设计LED报警器,设计到了相关领域的知识:

科学领域

 LED与电学相关,需要应用到光学和电学基础

 制作产品时需要选择合适的材料(了解不同材料的性能)

 设计合理的结构(了解结构的稳定性)

 技术领域

 工具的使用

 LED与电源、导线的连接技巧

 工程领域

 如何合理使用材料可以发挥最大效果

 电路如何布置最安全最有效

 成品的美观与实用

 数学领域

 在知道LED功率的基础上计算电源电压

 计算产品的大小、比例

 正确测量产品的尺寸

活动设计流程:

我校的stem项目组也在行动着,上学期在教学部王老师、顾老师、张老师及组长马老师的带领下进行了一项以多肉植物开展的stem活动,组织开展了初期多肉培育的讲座、中期参观多肉大棚,与多肉达人探讨解决养护过程中的疑问,物理DIS实验室的测试适合多肉生长的土壤酸碱度、湿度等,学生收获颇丰,相信学生已经爱上stem这种形式的课程。

审核: 超级管理员

录入: 平萍

时间: 2017年10月31日

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