裴曉麗

摘? 要：蘇霍姆林斯基曾說(shuō)過(guò)：在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者，研究者，探索者。而STEM教育強(qiáng)調(diào)的“以綜合的、多維的方式認(rèn)識(shí)世界”這一教育理念已成為小學(xué)科學(xué)教育的核心教學(xué)主張。下面，筆者將從活動(dòng)背景、活動(dòng)對(duì)象、活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)過(guò)程、反思與評(píng)價(jià)、創(chuàng)新與應(yīng)用等方面出發(fā)，淺談STEM理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)策略。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)背景;活動(dòng)對(duì)象;活動(dòng)目標(biāo);活動(dòng)過(guò)程;反思與評(píng)價(jià);創(chuàng)新與應(yīng)用

STEM教育是指科學(xué)，技術(shù)，工程，數(shù)學(xué)教育的總稱(chēng)。S代表Science，指科學(xué);T代表Technology，指技術(shù)，科技;E代表Engineering，指工程;M代表Mathematic，指數(shù)學(xué)。STEM理念能夠影響學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程，有助于高素質(zhì)人才的培養(yǎng)，而科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課恰好為學(xué)生提、供了參與實(shí)踐活動(dòng)的可能，因此，STEM理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要實(shí)現(xiàn)方式。

本次創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)分為六個(gè)環(huán)節(jié)：

一、活動(dòng)背景：

1.基于STEM理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要求。

2.基于我校課程總目標(biāo)和學(xué)風(fēng)

3.基于近幾年我國(guó)部分地區(qū)地震頻發(fā)，引發(fā)學(xué)生探究興趣。

二、活動(dòng)對(duì)象：

六年級(jí)學(xué)生

三、活動(dòng)目標(biāo)：

1.通過(guò)研究地震活動(dòng)，讓學(xué)生獲得有積極意義的價(jià)值體驗(yàn)。

2.培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生活、勇于探究的科學(xué)精神。

3.引導(dǎo)學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

4.初步掌握設(shè)計(jì)與制作的基本技能;設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)易地震預(yù)警系統(tǒng)和地震報(bào)警器。

四、活動(dòng)過(guò)程

（一）確立主題制定方案

1.視頻引入收集問(wèn)題

首先觀看一段地震視頻引出話(huà)題，學(xué)生提出了許多與地震相關(guān)的問(wèn)題并梳理出一些有價(jià)值的問(wèn)題展開(kāi)研究。

2.查閱資料

各小組開(kāi)始調(diào)查采訪(fǎng)、上網(wǎng)閱讀、了解了許多地震的相關(guān)知識(shí)。

通過(guò)查閱資料，學(xué)生對(duì)地震有了一個(gè)初步的認(rèn)知，為下面的研究奠定了感性基礎(chǔ)。

3.參觀地震展館

我?guī)W(xué)生到地震展館體驗(yàn)，通過(guò)實(shí)地考察，對(duì)書(shū)本上的知識(shí)有了更實(shí)際的認(rèn)知，也有了自己的思考。

4.班級(jí)交流制定方案

學(xué)生對(duì)地震這一現(xiàn)象展開(kāi)研究，各小組制定了方案。要研究地震，還得從地震波開(kāi)始，學(xué)生了解到：地震波主要有縱波和橫波，縱波破壞力小，橫波破壞力大，真是這樣嗎？孩子們開(kāi)始了探索。

（二）制作簡(jiǎn)易地震預(yù)警系統(tǒng)

1.地震波破壞力研究

為了研究橫波和縱波的強(qiáng)度和破壞性，同學(xué)們進(jìn)行了創(chuàng)意設(shè)計(jì)，制作了一款地震波演示儀，制作它真是一波三折。起初學(xué)生曾嘗試用冰糕棍兒、超輕粘土、紙盒子進(jìn)行搭建，但考慮到固定、穩(wěn)定性和美觀問(wèn)題，經(jīng)多次分析，最后選擇了樂(lè)高Ev3套件進(jìn)行搭建，并幾經(jīng)修改，終于完工。

2.地表震動(dòng)情況研究

這時(shí)，有同學(xué)提出：地震波引起的地表震動(dòng)情況又是怎樣的呢？針對(duì)課堂上這一生成性問(wèn)題，我們用A區(qū)模擬震中，B區(qū)模擬距離較遠(yuǎn)的震區(qū)。在震中地區(qū)，縱波的震動(dòng)方向和傳播方向是一致的，速度約為6千米/秒，橫波的速度約為4千米/秒，所以縱波的速度比橫波快，我和學(xué)生一起嘗試通過(guò)程序控制，模擬地震波的傳播方向，使之能夠清楚地顯示出地震波從震源向外傳播時(shí)地表震動(dòng)的情況。

3.設(shè)計(jì)地震報(bào)警器

《小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用各種工具進(jìn)行設(shè)計(jì)，并動(dòng)手操作，將自己的創(chuàng)意付諸現(xiàn)實(shí)。因此，我引導(dǎo)學(xué)生以工程技術(shù)為主線(xiàn)，進(jìn)行思維發(fā)散，展開(kāi)了設(shè)計(jì)制作地震報(bào)警器的探究活動(dòng)。

4.制作地震報(bào)警器

（1）合頁(yè)式地震監(jiān)測(cè)報(bào)警器。觸發(fā)裝置就像一個(gè)合頁(yè)開(kāi)關(guān)一樣，中間有小棍支撐時(shí)，電路處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨，小棍由于震動(dòng)倒下，合頁(yè)開(kāi)關(guān)上、下兩根銅絲接觸使電路閉合引發(fā)蜂鳴器響起、二極管發(fā)亮實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

（2）小球晃動(dòng)式地震監(jiān)測(cè)報(bào)警器，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨，中間的小球晃動(dòng)接觸周?chē)慕饘偃?，使電路閉合引發(fā)報(bào)警。懸掛小球的銅絲太粗的話(huà)，小球擺動(dòng)困難，太細(xì)的話(huà)小球又容易掉落，大家在它的粗細(xì)，長(zhǎng)短及固定方式上曾展開(kāi)激烈的討論。

（3）滑動(dòng)式地震監(jiān)測(cè)報(bào)警器，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨，金屬圈會(huì)從凹槽彈出沿著斜面滑落下來(lái)，接觸下面的鐵釘，使電路閉合成為回路引發(fā)蜂鳴器發(fā)出響聲、二極管發(fā)亮實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

（4）鋼珠平衡報(bào)警器。兩個(gè)大鋼珠分別放置在蹺蹺板的兩側(cè)，下面是盛有鹽水的兩個(gè)小杯，由于水位較低，不能接觸兩側(cè)的金屬，因此處于斷路狀態(tài)，地震時(shí)，大鋼珠會(huì)失去平衡掉落在水杯中，使水位上升，接觸兩側(cè)的金屬觸點(diǎn)使電路閉合引發(fā)報(bào)警。

5.在拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，學(xué)生制作了手抄報(bào)，總結(jié)自己在本次活動(dòng)中的收獲。學(xué)生對(duì)于地震從開(kāi)始的陌生恐懼，到掌握自救方法，能夠正確對(duì)待地震，進(jìn)而宣傳地震預(yù)警系統(tǒng)，在這一系列過(guò)程中，安全意識(shí)得到了加強(qiáng)，地震防護(hù)能力得到了提高。

五、反思與評(píng)價(jià)

1.本活動(dòng)帶領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易地震預(yù)警系統(tǒng)，培養(yǎng)了科學(xué)精神。

2.通過(guò)搭建地震波演示儀和預(yù)警系統(tǒng)，培養(yǎng)了學(xué)生使用新材料解決問(wèn)題的能力;通過(guò)設(shè)計(jì)和制作地震報(bào)警器，訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維和工程思維能力。

3.地震預(yù)警系統(tǒng)是一項(xiàng)造福人類(lèi)的工程，學(xué)生在活動(dòng)中不但充滿(mǎn)了探索的欲望，更有極大的民族自豪感伴隨，本次活動(dòng)就是要為孩子播種下這顆責(zé)任和擔(dān)當(dāng)?shù)姆N子。

六、創(chuàng)新與應(yīng)用

STEM理念下的小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課《制作簡(jiǎn)易地震預(yù)警系統(tǒng)》填補(bǔ)了小學(xué)階段研究地震課題的空白?！吨谱骱?jiǎn)易地震報(bào)警系統(tǒng)》項(xiàng)目綜合了科學(xué)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、語(yǔ)文多種學(xué)科，實(shí)現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課與STEM教育的有機(jī)契合，通過(guò)教師的知識(shí)儲(chǔ)備和跨學(xué)科整合，啟發(fā)學(xué)生，使之具備開(kāi)放的思路、溝通合作能力以及較強(qiáng)的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生的核心素養(yǎng)，我將這節(jié)stem項(xiàng)目課程的整個(gè)實(shí)施過(guò)程以說(shuō)課的形式進(jìn)行了展示匯報(bào)，獲得了國(guó)家、省、市專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)，并在教育部基礎(chǔ)教育司主辦的第七屆全國(guó)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說(shuō)課活動(dòng)中獲得金獎(jiǎng)，這節(jié)STEM理念下的科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課模型建構(gòu)系統(tǒng)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)創(chuàng)新突出，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了更豐富、更科學(xué)的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，提升了教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]? 陳雨薇.基于stem理念下小學(xué)科學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的策略研究[J].好家長(zhǎng)，2017（76）：203-203.

[2]? 胥雪梅.基于STEM教育理念的小學(xué)科學(xué)教學(xué)策略[J].好家長(zhǎng)，2018（48）：202-202.