STEAM教育的核心是要注重思考方法,理解問題本質,用創造性思維解決實際問題,同時要注重整體融合,合理運用跨學科知識,設計並製作解決方案。因此,要想上好一堂STEAM課,應圍繞STEAM教育核心進行課程設計,斟酌每一環節如何實施教學,力求課堂效果能全面達成教學目的,真正實現孩子STEAM能力的培養。
今天,我們就還原一堂STEAM課程——《嗖嗖的小馬達》,與大家共同探討本土化STEAM教學的設計思路。
一、創設情境
在情境中產生疑難,在疑難中產生問題。要設計讓學生產生問題的情境,以激發學生參與欲望,啟發學生積極思維,主動完成知識結構的構建過程。
【課堂呈現】
教師播放視頻《螺絲釘——攪拌器》,以片中人物對早餐單調的煩惱,喚起學生感同身受,激起學生設身處地思考自己會如何解決片中人物所遇到的問題。
二、提出問題
給學生留足思考時間,並給予恰當引導,啟發學生基於生活實際、接近真實情境、緊扣教學內容,提出具有思維性和挑戰性、開放性和探索性、準確性和適切性、層次性和條理性的問題。
【課堂呈現】
觀看完視頻後,教師陳述片中人物是如何解決早餐單調的問題,引出「攪拌器」這一工具並做簡單介紹,從身邊小電器入手,激發學生探究興趣。同時,引導學生思考攪拌器為什麼可以飛速旋轉,啟發學生發現作為動力來源的「小馬達」的存在,並向學生展示小馬達,演示模擬小馬達工作,指引學生探究小馬達的工作原理。
三、自主探究
加強與學生心理或行為的情景互動,基於項目、創新設計、任務探索等過程完成認知(思維)互動、情感互動、行為互動,促進學生知識和技能的雙重發展。
【課堂呈現】
教師明確指出小馬達是依靠電磁鐵磁力運動的,且電磁鐵磁力是可以改變的,並進一步組織學生猜想、交流可能影響電磁鐵磁力大小的因素,總結歸納學生討論出的各種可能性,最後與學生共同設定線圈圈數為影響電磁鐵磁力的重要因素,引導學生設計控制變量實驗研究。
四、合作交流
在課堂教學中,教師可根據教學內容選擇合適的觀點指導學生進行有效的交流合作,將社會認知觀和社會文化觀結合起來,幫助學生在合作學習中實現知識的增長。
【課堂呈現】
教師安排實驗任務《研究電磁鐵磁力大小與線圈圈數的關係》,學生以小組為單位,積極交流討論,協作設計控制變量實驗,並在教師引導之下修正實驗方案,進行數據測試,並將測試結果記錄在實驗單上,交流得出「線圈圈數越多,電磁鐵磁力越強」的結論。最後,學生結合對小馬達工作原理的猜想,利用課程提供的實驗材料親自動手製作簡易小馬達,並進行作品展示。
五、反思總結
教師要引導學生對知識和方法、技術與過程、思維方式等進行總結與反思,使學生加深對知識、技能、方法、過程的理解,提煉並形成自己的認知策略。
【課堂呈現】
小馬達製作並展示結束後,教師通過提問學生影響小馬達轉動的因素,讓學生再次理解小馬達工作原理,同時根據探究實驗結果和小馬達製作效果,歸納總結電流大小、線圈多少、鐵芯粗細等因素都能直接影響小馬達轉動的快慢。學生根據教師提示,進一步探究各種影響因素,改進自己的簡易小馬達,讓它轉動更快。
六、應用遷移
良好的應用遷移能夠促進學生將知識與方法運用到真實情境,將學習過程中形成的行為規範和價值觀以不同形式遷移到日常生活中,從而激發學生積極思維,引導學生聯繫實際而自主解決問題。
【課堂呈現】
教師帶領學生做小實驗來進一步探究電磁鐵特性,發現它與磁鐵一樣能吸鐵、有南北極,但磁力大小和南北極都是可以改變的。同時,告知學生電磁鐵應用十分廣泛,而馬達就是將電轉化為磁,利用磁的相互作用轉動起來的,並鼓勵學生嘗試發現日常生活中運用到電磁鐵的地方,探究其工作原理。
STEAM教學,一般是在直接教學的基礎上發展學生的創新能力,先讓學生了解基礎概念,再通過實際操作,將學習內容運用到現實問題的解決中去,並鼓勵學生創造性地解決問題,發展綜合能力。而在教學實施過程中,最重要的就是相信並激發教師的創新性,通過相互交流學習,共同推動教育不斷改革創新。