让STEM接地气

       从了解、接触,到研究STEM,经历了新奇、兴奋、迷惘几个阶段。首先第一感是,包罗万象的活动。不论什么年龄段,可以参与;无论什么行业都可以开展行动,无论贫富都可以参与。其次是以综合活动为主,解决现实生活中遇到的问题。或改造产品,或设计创造、实现创意。

       这次的案例是《轨道》。

       高新区的飞速发展,带来了许多高新企业入驻,除了本地经济的发展,也带动了中南腹地经济的发展。随着园区的文化建设,也悄悄地影响着人们群众的生活。随着高新区一起出生、成长的孩子们,如何了解这种文化现象?如何应用STEM教育的思想,培养和发展孩子的科学探究能力和创新精神?如何把它们结合在一起,从传统的课堂走出来,促进教师的专业成长?……成了这次案例研究的出发点。

       为此,研究小组,结合国内现有的40分钟一节课,教学模式,把预计120分钟的案例,分解成3个课时。3个课时分别为:《轨道的认识》,《轨道系统》,《轨道系统的测试与改进》。

《轨道的认识,制作一节轨道》


《轨道系统,制作一套轨道》


《轨道的测试与改进》
孩子们在测试本组制作的轨道

12月21日上午,进行了STEM案例教学研究的展示。科信组团队,整装待发,带领43班的孩子们一起来了解、设计、制作、研究轨道。何校长与课程研究中心李老师、区综合学科教研员曹钰老师一起,共同参与到STEAM课程教学展示活动之中。

本节STEM课例研究,结合孩子们爱动、爱思考、好奇心强特点,以“小小设计师”学习训练为主线,引入本地区比较成熟的企业产品——轨道交通,作为导入,用以激发孩子们的学习热情与自豪感。接着,从了解、认识、设计一节轨道开始,到设计一套轨道,再到轨道的测试与改进,一步步了解设计师成长过程,体验工程、设计、科学、数学等学科,解决现实生活中的问题的意义。让孩子们从知识分类、分科学习中走出来,走进现实生活进行学习。

本课例研究,采用“PBL”项目式学习方式进行组织教学。

第一节课,卢淼鸿、罗平老师给学生带来了一段列车在轨道上飞速行驶,跨越山川、河流、平原……伴随着激昂奋进的背景音乐,深深吸引了孩子的目光,引导他们积极参与到课堂的学习之中来。“这就是我们高新区列车行驶的视频,看到这,你想到哪些?”。孩子们纷纷举手发言,有说感言、有说设计、有提问题、有在沉思。孩子们在构建的情境当中,对轨道、高速列车,看到老师为之准备的工具与材料,有一种了解、学习、动手设计与制作的愿望。

高速列车视频欣赏

当老师出示任务单时,孩子们积极踊跃发言,在老师的引导之下,一步步明确了小组和个人任务,开始了组内设计活动。

卢老师板书——制作一节轨道
孩子们用笔在设计单上记录自己的想法


何校长颇有兴致地参与孩子们的小组设计

第二节,制作一套让小球顺畅到站的轨道,由李利芳、唐婷婷两位老师主讲。本节承接上一课的内容。让孩子们通过小组合作,设计、制作一套完整的轨道系统,让小球顺利到站。目的是,让孩子们在动手实践的过程中,进行观察、思考、动手、设计。

提出问题,布置任务
与孩子们对话,探讨实现细节


在纸箱的一面设计轨道线路

第三节,由吴颖、罗舜两位老师执教。这节课的目标是,在第2节课制作一套让小球顺畅到站的轨道的基础上,进行测试和改进。如,让小球进站的时间尽量变长;让设计的轨道具有科学性、实用性。为了测试小球进站时间,老师给每个小组准备了秒表,在任务单上刻录三次测试时间,然后进行分析、比较、改进,达到最佳效果。

测试计时用的秒表
 演示秒表的使用方法


测试和改进轨道


改进轨道

总结阶段,吴老师总结了基于生活现实中,工程设计之中蕴含的结构化思路:调研——制作——测量——改进——设计。这个过程不是一个直线过程,而是一个不断制作、测量、改进、设计螺旋上升的过程。为了达到理想的效果,需要运用多种学科知识和技能和不懈地向目标努力的品质和决心,才能做出让自已开心、让大众满意的模型或产品来。

吴老师在做总结

评课

评课环节,研究团队成员与区学科教研员曹老师、课程研究中心李主任一起,共同探讨研究过程中遇到的问题和困扰,分享其解决方法与策略。比如,主题的选择上,利用信息资源丰富的互联网、区域企业特色,参考国内外成熟优秀的案例,着眼于轨道设计与制作,发展能力;时间安排上,整堂课分解为三节,设计三个环节,由浅入深,依次递进;空间上,采用分组教学法,各小组有和块属于自己设计与制作的领地;材料和工具的准备,为避免奇巧、高费用投入,研究团队集思广益,都是身边易找、易加工、安全可回收的材料。为了让知识原理更为直观,还考虑到设计教具进行教学。最后,区学科教研员曹老师、课程研究中心李主任充分肯定了研究的小组的研究过程与研究成果,从课程研究与学科发展的角度提出了宝贵的建设性意见。

让STEM“接地气”,很重要的是思维的转变。比如,大家耳熟能详的的诗文——“床前明月光”。在文学爱好者的眼中,看到的是李白、思乡、五言诗;在天文爱好者的眼里是月、星空、天气明朗;在物理爱好者眼中,可能是明暗、反射光、光源;在数学爱好者的眼中是数字五。这种学科综合的现象比比皆是。也许,STEM并不是高深莫测,高不可攀,它代表的是一种融合的思维方式,在对待具体问题时,解决问题时需要使用的思维方法。

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