《小学STEM课程的设计和案例开发》
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摘 要：本文阐述了小学STEM课程的设计与案例开发研究,重点论述了小学STEM课程的开发与建设的原则、课程目标的确立、课程内容的选择.通过基于工程设计开发STEM课程,以《变色陀螺》为例阐述案例的开发流程,并注重教学评价.
关键词：STEM课程 ;课程设计;案例开发
课程是落实教育政策,实现教育目标的关键.STEM 课程强调对科学、技术、工程和数学四门学科进行跨学科的整合,应根据四门学科领域之间的联系,有目的、有方法的进行学科的融合,而不是简单的将四门学科集合在一起.小学 STEM课程的设计是落实小学 STEM 教育的关键一步.
一、STEM 课程设计理念和原则
(一) 设计理念
1.跨学科融合的设计理念.在设计STEM 课程时应秉持跨学科融合课程的设计理念,将各学科知识整合,将学习内容与实际生活融合.
2.学生合作为主,老师指导为辅的设计理念.STEM 课程强调学生参与,通过参与课程中真实问题的结果过程,学习知识、提高技能,真正帮助学生理解并学会运用知识解决实际问题.因此课程设计应以学生参与为主,教师只是参与协助学生学习.
(二)设计原则
1.课程设计的活动应面向全体学生.小学 STEM 课程强调学生参与,因此设计的活动也应面向全体学生,让学生一起合作学习.
2.课程设计应符合学生的认知发展特点,对于小学不同年级的学生设计的课程,课程的难易度应不同.
3.课程的设置应符合跨学科的综合特点.STEM 课程是一门综合性的课程,因此课程的设计应具备综合性,以一个综合性的主题为中心设计各个学科的内容,这样才有利于学生对于跨学科概念的理解和构建.
二、确立STEM课程的目标
我国目前没有明确给出STEM课程的目标,甚至国外也还没有设立明确的目标,但是我国小学科学课程标准明确的给出了科学课程的课程目标.课程标准中涉及到了科学、技术目标,对于数学和工程目标需要根据课程去整合.制定符合我国小学的STEM课程的三维课程目标.主要在以下几个方面：（1）意识到科学、技术、工程和数学在现代社会的重要作用;（2）熟悉这些领域的基本概念;（3）能够基本运用,例如能够批判性评论新闻报告中的科学和工程内容,能进行基本故障排除,具备与生活相关的数学操作技能等.
三、选择课程内容
1.基于真实情景的课程内容
与传统科学课程内容不同,STEM课程强调为学生提供学习的情境,因此在课程内容中,如何创造吸引学生的学习情境成为STEM课程内容的重要部分.而且应基于小学生的认知水平,主题可能不需要涉及到高层次的思维,但是也需要对于学生的思维发展有一定的帮助.
2.具有综合性、社会性和非结构性特征的课程内容
综合性体现在课程内容并不局限在一门学科内容,而是以一个综合的主题为中心,包含科学、数学、技术和工程等内容.课程内容的社会性体现在STEM项目课程内容反映人们现实生活中遇到的问题或挑战,以社会问题为中心,科学、技术、工程和数学围绕解决社会问题而展开.STEM课程非结构性的特征指的是：构成STEM课程的单元之间并不存在因果联系或者一定的逻辑关系,因此,这些主题或问题单元在教学时空上并不具有承接关系.
四、基于工程设计的STEM课程设计与案例开发
STEM教育实践项目中所用的教学手段多为：基于工程设计过程、基于问题解决,基于项目解决或基于探究的学习手段.其中基于工程设计过程的方式的设计课程最普遍.
本文通过基于工程设计开发STEM课程,目的在于让学生体会到作为工程师是如何进行工程设计的,面对工程方面的难题,工程师是如何去一步步解决的.
(一)基于工程设计的 STEM 课程的步骤
1.创设情境,提出问题：创设真实的生活情境,聚焦科学问题或工程问题,确定用户的实际需求,从而提出项目主题,明确研究任务.
2.实践探究：通过科学探究与科学实践,理解相关概念,为解决问题做相应的准备.
3.产品设计：探讨问题解决过程中的多方面因素,形成产品设计图.
4.产品制作：根据设计图,选择材料进行产品制作.
5. 产品测试,收集信息,分析性能,优化改进.
6.乐于分享,敢于交了没,善于评价,勤于反思.
(二)小學 STEM 课程开发案例
笔者根据课程设计的步骤,开发了小学 STEM 课程案例——《变色陀螺》.
创设情境,聚焦问题
教师出示各种各样的陀螺（图片）,引发学生的注意力.为什么陀螺会变色?让我们一探究竟,并且尝试着自己做一个神奇的变色陀螺吧！
探究实践
1.光的色散现象
（1）我们在生活中常常会见到神奇的光现象,比如彩虹的形成?活动一：用手电筒照在三棱镜上,慢慢转动三棱镜,观察白纸上的现象.
（2）得出结论：通过实验,我们发现白光可以分解为七种颜色.
2.光的合成现象
（1）单色光混合到一起会变成白光么?活动：用不同颜色的光相互叠加.
（2）得出结论：红、绿、蓝三种颜色叠加,就会合成白色.
3.视觉暂留
（1）活动：盯着图片30秒,尽量不要眨眼睛,然后闭上眼睛仰头朝上,然后睁开眼睛看向天花板,你能看到什么?
（2）资料链接：“视觉暂留”.
4.陀螺变色的原理揭秘
光的叠加和视觉暂留导致七色盘看起来是灰色或白色.
产品的设计与制作
1.制作要求
（1）做一个会变色的陀螺（彩色变白色） （2）要转得稳 （3）时间持久
怎样搭配色彩才能出现变成白色的效果?用到的材料有哪些?怎样才能转得又稳又久?制作过程中哪些参数是需要注意的?
2.设计好方案,画出设计图
3.进行制作
（1）分发各组所选材料
（2）提醒安全事项：在制作过程中,要用到剪刀,小心使用,以免戳伤.
（3）学生进行制作,教师课堂巡视.
(四)测试优化
试一试效果,改一改.
(五)交流评价
1.各组介绍产品设计和制作方案,展示成果.
2.比一比,哪一组的陀螺转得最稳、持续最久、色彩最有特色.
五、STEM教学的评价
评价的目的在于了解学生在学习过程中的表现,鉴定学生学习的质量水平.同时发现的问题可以帮助课程实施者进一步去完善课程,进而保证课程实施的质量,促进学生的科学素养的发展.
评价的原则要依据课程标准,做到主题多元和方式多样.应包含教师测评和学生的自我测评、相互测评,以及家长或课程专家对学生的测评等.测评也应包括过程性测评和终结性测评.不仅要有纸笔形式的测评,还要以活动、实验、项目报告等多种形式进行的测评.各种形式的测评相互补充,才能更全面的评估学生的学习质量.
参考文献
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[5]李扬.STEM教育视野下的科学课程构建[D].浙江师范大学,2014.
此文总结:上文是一篇关于课程方面的stem和课程开发论文题目、论文提纲、stem和课程开发论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
stem和课程开发引用文献:
[1] stem和课程开发本科论文范文 stem和课程开发相关毕业论文范文5000字
[2] 课程开发论文范文 关于课程开发方面论文如何写2000字
[3] 课程开发论文范文 课程开发类有关在职研究生论文范文10000字
