伍新寧

摘要：創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建屬于“設(shè)計與制作”類的科技活動，它是一項以塑料配件、正反轉(zhuǎn)馬達、燈光、傳感器、太陽能板、電腦編程處理器為基礎(chǔ)配件的多元化智能教育體系。我們以STEM學(xué)科整合為視角，以STEM素養(yǎng)培養(yǎng)為目標進行創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建教學(xué)活動。文章通過闡述開展基于STEM教育理念下的創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建的課程目標和開展策略，嘗試探討基于STEM教育下開展“設(shè)計與制作”類科技活動的策略。

關(guān)鍵詞：STEM教育;設(shè)計與制作;科技活動;創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建

“設(shè)計與制作”是小學(xué)科技活動的一個重要類型。是以解決一個比較復(fù)雜的操作問題為主要目的，一般包括社會性活動的設(shè)計和科技類項目的設(shè)計兩種類型?！皠?chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建”是一套立體空間構(gòu)建積木，通過其塑料基礎(chǔ)配件與馬達（正反轉(zhuǎn)）、燈光、傳感器、太陽能板、電腦編程處理器組合，該積木可以搭建學(xué)生心目中所要的立體形狀及功能立體形狀。其學(xué)習(xí)方式主要是基礎(chǔ)構(gòu)建和操控模型的創(chuàng)新與探索。有研究指出，STEM素養(yǎng)是把學(xué)生學(xué)習(xí)到的零碎知識與機械過程轉(zhuǎn)變成一個探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。開展創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建是開展STEM教育的一個很好載體。同時，以STEM教育的理念和教學(xué)方法來開展創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建活動，也能極大地提高創(chuàng)意搭建活動教學(xué)效果，學(xué)生的綜合能力得到較大的提升。

一、基于STEM的創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建活動課程目標

1.思維目標。思維訓(xùn)練是STEM教育有別于傳統(tǒng)單一學(xué)科教學(xué)的首要目標。通過持續(xù)的實踐活動培養(yǎng)學(xué)生解決真實情景下復(fù)雜問題的策略、思維方式，除了有問題解決思維，還包括情感思維，讓學(xué)生在搭建過程中鍛煉動手能力、邏輯思維能力、空間思維能力。

2.能力目標。創(chuàng)意搭建活動以學(xué)生認知水平為基礎(chǔ)，在搭建中結(jié)合了科學(xué)、數(shù)學(xué)、技術(shù)等課程的知識，深化和擴展所學(xué)的知識，提高學(xué)生知識運用能力。注重學(xué)生跨學(xué)科綜合能力、真實情境問題解決能力、人際協(xié)作能力的培養(yǎng)。

3.知識目標?；臼聦嵑统绦蛐灾R是傳統(tǒng)教育目標的重中之重。創(chuàng)意搭建活動通過生活中的常見物品認識杠桿、斜面、輪軸、滑輪四類簡單機械的原理及其作用，認識齒輪傳動、鏈傳動的工作原理和特點，并學(xué)會模擬生活中常見的具體物件來設(shè)計和搭建自己所要的立體模型。

4.創(chuàng)新目標。營造創(chuàng)新文化氛圍、提供多元化的創(chuàng)新實踐支持，是進行創(chuàng)意搭建活動的重中之重。還要學(xué)習(xí)一些基本的創(chuàng)造方法并在搭建的過程中靈活運用，提高創(chuàng)新能力。

5.價值觀目標。通過制定小組工作計劃、完成模型搭建、進行工作報告等形式，培養(yǎng)團隊合作精神及人際交往能力。同時注重培養(yǎng)學(xué)生正確面對困難、耐心完成任務(wù)的良好品質(zhì)，通過自己親手完成任務(wù)收獲成功，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、開展基于STEM的創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建活動的策略

（一）設(shè)計具有一定挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容

挑戰(zhàn)的主旨是激發(fā)自我、調(diào)動潛力、克服困難、享受成功的喜悅。具有挑戰(zhàn)性課程內(nèi)容的關(guān)鍵點是提出有挑戰(zhàn)性的問題。在內(nèi)容上，以生活中的實際問題為切入點，以跨學(xué)科知識為支撐，問題既要有趣，又要有一定難度和挑戰(zhàn)性，足以吸引學(xué)生的持久注意。同時良好的師生互動和生生互動可以激發(fā)學(xué)生的潛能，而且能有效地培養(yǎng)學(xué)生探究并發(fā)現(xiàn)新知識的能力和思維創(chuàng)新、綜合運用學(xué)科知識解決實際問題的能力，并使團隊協(xié)作能力得到提升。

例如，在創(chuàng)意搭建活動中，在學(xué)習(xí)齒輪和鏈條傳動這一部分時，教師利用自行車作為例子引入主題。在完成齒輪和鏈條傳動的基礎(chǔ)知識后，教師提出以下問題：生活中運用鏈條傳動的還有很多，仔細觀察一下，自行車運動時，兩個大小齒輪的運動情況怎樣呢？這種鏈條傳動具有怎樣的性質(zhì)特點呢？這樣的問題對于小學(xué)生來說有一定的難度，把封閉的問題變?yōu)殚_放的問題，把單一的問題變?yōu)槎鄻拥膯栴}，有助于提高學(xué)生主動探究的積極性。

（二）用探究式學(xué)習(xí)提升學(xué)習(xí)效果

探究式教學(xué)法由美國教育家杜威提出，強調(diào)“做中學(xué)”，即從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實生活中選擇和確立主題，學(xué)生通過動手做、做中學(xué)主動地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調(diào)查、收集與處理信息、表達與交流等探索活動，獲得知識，培養(yǎng)能力，發(fā)展情感與態(tài)度，特別是發(fā)展探索精神與創(chuàng)新能力。

探究式教學(xué)圍繞真實的問題展開。教師根據(jù)教學(xué)目標確定教學(xué)內(nèi)容，拋出生活中的真實問題，創(chuàng)設(shè)一個真實的問題情境。通過學(xué)生的自主探究的學(xué)習(xí)過程，激發(fā)了學(xué)生自主探索的欲望，調(diào)動了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。如在學(xué)生制作完剪刀的基本模型后，教師讓學(xué)生想一想怎么改進已經(jīng)完成的剪刀模型，讓它比其他小組的模型更具創(chuàng)意，更加與眾不同。列舉出你能想到的改進方法，用搭建模型制作一個創(chuàng)意設(shè)計。

在探究式學(xué)習(xí)中，學(xué)生是主體，教師是主導(dǎo)。在創(chuàng)意搭建活動中，每一項任務(wù)都包括“資料城”“挑戰(zhàn)任務(wù)”“動動手”“伶俐嘴”“展風(fēng)采”等環(huán)節(jié)。分別完成介紹相關(guān)知識、提出研究問題、設(shè)計大獎方案并加以實施、說說自己的感受與收獲、展示作品成果等學(xué)習(xí)任務(wù)。教師指導(dǎo)學(xué)生制定階段性的學(xué)習(xí)計劃，提供部分學(xué)習(xí)資料和設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生親自動手查閱資料、整理資料、動手實踐和歸納總結(jié)，充分挖掘?qū)W生自主探究和自主動手搭建模型的能力。當(dāng)學(xué)生探究偏離目標方向時，教師應(yīng)當(dāng)及時糾正和指引。當(dāng)學(xué)生完成模型的搭建，教師安排時間讓學(xué)生講解自己的構(gòu)思和展示自己的作品，其他學(xué)生和教師一起討論、評價，在這一過程中，學(xué)生自然就會從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

（三）給予學(xué)生充分的展示和表達的機會

STEM模式的課堂是“做中學(xué)”的課堂，創(chuàng)意搭建活動的實施過程都是圍繞一個個需要解決的實際問題開展，關(guān)于解決這一問題所需要的各種信息就要靠學(xué)生在實踐中收集，尋找解決問題的辦法。要給予學(xué)生充分的展示、分享和交流的時間，讓學(xué)生在解決問題的過程中越來越自信，從而更好地認識自己。

例如，在方案設(shè)計課上，在制定創(chuàng)意搭建模型方案的過程中，筆者首先放手讓學(xué)生自主制定，同時與學(xué)生共同討論修訂。接著由各組宣讀自己制定的模型制作方案，然后展開全班互動，大家可以就方案中自己感興趣的地方進行詢問，也可就模型制作方案中自己認為有所缺憾的地方進行質(zhì)疑，可以補充，也可以提出修改建議。

在模型制作指導(dǎo)課上，教師首先讓學(xué)生根據(jù)過往的模型制作活動的操作辦法，然后讓各組選擇自己的制作過程和方法，接著通過全班交流對選擇的制作過程和方法進行評點和修正。選擇合適的制作過程與方式和進行必要的指導(dǎo)對活動的成功實施起決定性作用。在課堂上，學(xué)生可以對其他同學(xué)提出建議，這能幫助他們找到自己比他人更好的創(chuàng)意，有助于增強自信心，特別是對于平時寡言少語的學(xué)生來說，這是他們展示自己的舞臺。

（四）讓學(xué)生明確每項活動的目標和評價點

指導(dǎo)學(xué)生制定明確的目標和模型的評價點是十分重要的。對不同層次的學(xué)生應(yīng)當(dāng)提出不同的目標。對于初學(xué)階段的學(xué)生，則引導(dǎo)其學(xué)會統(tǒng)籌安排，掌握模型制作的每一個細節(jié)步驟，這是學(xué)生做好創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建模型的關(guān)鍵，更是提高學(xué)生動手能力的基礎(chǔ)。值得注意的是，在創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建模型制作過程中，一方面要通過引導(dǎo)，讓學(xué)生詳細地了解模型的制作步驟，另一方面還應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生樹立整理和保管意識，提高模型制作的連續(xù)性和完整性。

在評價方面，教師要進行整體評價。把課程、教學(xué)和評價融合為一個有機整體，貫穿到日常教學(xué)活動中。評價不局限于對知識、能力的評價，還要從過程與方法、情感態(tài)度與價值觀方面對學(xué)生的發(fā)展進行綜合而全面的評價。

STEM教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐能力和團隊合作能力，它取決于個人的興趣、教師的引導(dǎo)、環(huán)境的影響。開展創(chuàng)意結(jié)構(gòu)搭建活動有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的素質(zhì)，也是實現(xiàn)活動育人的一個良策。兩者能培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)的潛能，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的能力。

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