1、基于STEM教育理念的科学课教学设计李梦婷STEM教育起源于美国，它是集科学Science、技术Technology、工程Engineering和数学Mathematics于一体的跨学科教育。与传统课堂相比，STEM教育更多地强调学科之间的融合，重在培养学生发现、表达、解释和解决问题的能力以及创新能力，促进学生全面开展。近年来，我国兴起了STEM教育的热潮，得到了越来越多人的关注和支持。2023年，教育部公布了义务教育小学科学课程标准，明确指出：STEM教育是一种以工程学习、问题解决为导向的课程组织方式，旨在通过科学、技术、工程和数学四门学科的有机融合来培养学生的创新意识和创新能力。由此可见，
2、我国根底教育对STEM教育的关注和重视。通过查阅相关文献资料，笔者发现现阶段我国对STEM教育理念的理论研究比拟多，而对STEM教育的实践研究还不是很丰富。因此，本文立足于STEM教育理念，尝试对融入STEM理念的科学课“做一架纸飞机进行探索，以期为一线科学老师提供更多的思考。一、学习内容分析投掷纸飞机是一种儿童经常玩的游戏，它贴近学生的生活、学生比拟熟悉。本节课是基于STEM教育理念的教学设计，主要表达在以下几个方面：一一张简单的纸，通过折叠，就能够在空中飞起来，而且有的还可以飞很远。这是为什么呢？其中一定蕴含了科学原理。Science二在本节课中，学生会面临这些问题：什么样的纸飞机飞得远？
3、如何设计与制作纸飞机？需要用到什么工具？每名同学都扮演了工程师的角色，從这个角度来说，每个步骤都是技术的表达。Technology三在活动中，学生要能够根据要求设计、制作、测试和评价自己的纸飞机，这表达了工程的元素。Engineering四折叠的纸飞机，每一局部都是一个几何图形，且都是对称的，其中蕴含着数学知识;此外，在测量和统计纸飞机飞行的距离、分析数据的过程中也蕴含了数学知识。Mathematics本节课的教学注重学生在面对真实问题时的思维方式的培养、解决方案的探索以及对研究过程的反思，进而提出新的问题，激发学生进行再一次的研究探索。二、学习者分析大局部学生在课间活动中都玩过纸飞机，学生会
4、对这一活动主题产生强烈的兴趣。尤其是小学高段的学生具有一定的分析及逻辑思维能力，注意力更加容易集中，学生在尝试、猜想、记录、验证中，通过 “做中玩、玩中思、思中得享受探究的乐趣。三、设计思路本节课的设计思路如下：在课前分发“纸飞机工程协议书与相关材料，让学生在课下完成纸飞机的第一次制作。课上先询问学生的纸飞机飞行距离是否超过7米7米是“纸飞机工程协议中的数据标准？大局部同学都说没有超过7米，为什么会这样呢？带着这样的困惑，学生进入本节课的学习。首先是“探索纸飞机，分析影响纸飞机飞行距离的因素，学生通过设计实验、测量纸飞机的飞行距离课前完成、分析数据，得出结论。接着让学生通过刚刚总结出的知识完成
5、纸飞机的设计与制作;然后是让学生以小组为单位测量自己纸飞机的飞行距离;随后，让学生完成纸飞机的评估，填写报告单;最后，播放厉害了，我的国中飞机的影像，让学生了解到科学技术已成为社会与经济开展的重要推动力量。四、教学目标一科学知识目标学生能认识到不同形状的纸飞机对飞行距离的影响。二科学探究目标1.制作一架能够在无起飞加速的情况下飞行距离超过7米的纸飞机。2.探究纸飞机机头的尖平、机翼的宽窄对飞行距离的影响。3.培养学生发现问题、分析问题、逻辑推理以及解决问题的能力。三科学态度目标1.激发学生探索知识的兴趣，对自然现象保持好奇心和探究热情，乐于参加观察、实验、制作等科学活动。2.培养学生认真细致的
6、科学态度以及合作精神。四科学技术、社会与环境目标了解科学技术已成为社会与经济开展的重要推动力量。五、教学重难点一教学重点制作一架能够在无起飞加速的情况下飞行距离超过7米的纸飞机。二教学难点探究纸飞机机头的尖平、机翼的宽窄对飞行距离的影响。六、教学准备纸飞机工程协议书、评估表、报告单、折纸、固体胶、教学视频等。七、教学过程一情境导入1.设置情境师：近期，阿尔法航模公司在我校征选纸飞机模型。前天，老师已将纸飞机工程协议书和相关材料发给各位同学，相信同学们已经在课前做好了充足的准备。生：对本节课的学习充满了信心。设计意图：通过情境导入，激发学生的好奇心，并将学生迅速带入课堂。2.引出问题师：同学们，
7、你们的纸飞机飞行距离超过7米了吗？生：有的同学说超过了，有的同学没有出声。师：有的同学说超过了，有的同学说没有，可能离成功还有一点距离。没关系，今天我们来改良方案，进一步探究。设计意图：通过简单的对话，了解学生的课前准备情况。二探索纸飞机1.分析影响因素师：你们觉得哪些因素会影响纸飞机的飞行距离呢？生：纸张类型、纸飞机的大小、机头的形状、机翼的类型、空气阻力。师：PPT展示一些因素，今天我们选择其中的两个因素“机头类型尖/平和“机翼类型宽/窄进行探究。设计意图：聚焦问题，激发学生的思考。2.设计实验师：我们先来看第一个实验研究机头的尖平对纸飞机飞行距离的影响，可以提供的材料有：纸、固体胶、尺子
8、。你会怎么设计这个实验呢？请同学们以小组为单位，讨论出设计方案。给大家2分钟的时间。生：开始讨论。师：好，时间到。谁来分享一下你们组探讨出来的研究方案？生：制作两架纸飞机，一个是尖头，一个是平头，其他条件都相同，分别测量它们的飞行距离。师：PPT展示实验方案，强调控制变量的原那么。师：接下来，我们来看第二个实验机翼的宽窄对纸飞机飞行距离的影响，可以提供的材料有纸、固体胶、尺子。你会怎么设计这个实验呢？生：制作两架纸飞机，一个是宽翼，一个是窄翼，其他条件都相同。用同样大小的力和角度去试飞纸飞机，并记录数据。重复屡次试验。师：给予学生肯定的评价。展示实验设计。实验我们已经设计好了，接下来，我们该怎
9、么做？生：测量不同纸飞机的飞行距离。设计意图：学生通过设计实验，培养他们的逻辑思维能力。3.测试纸飞机师：科学兴趣小组在课前帮我们做了测试由于时间和场地的限制，在课前做了测试，你们想不想知道他们的测试结果？生：想。设计意图：通过测量纸飞机激发学生探索的热情，体会探究的乐趣。4.分析数据，得出结论师：接下来，让我们一起来看看他们的测量结果。这是第一个实验尖头飞机和平头飞机的飞行距离记录。分析这两组数据，你们发现了什么？请同学们独立思考1分钟，然后小组讨论1分钟。生：以小组为单位讨论。师：请小组代表发言。生：尖头飞机比平头飞机飞得远。师：给予学生评价。这是第二个实验窄翼飞机和宽翼飞机的飞行距离记录
10、。分析这两组数据，你们发现了什么？请同学们独立思考1分钟，然后讨论1分钟。生：以小组为单位讨论。师：请小组代表发言。生：窄翼飞机比宽翼飞机飞得远。师：给予学生评价。设计意图：教师引导学生分析数据，培养学生的分析问题、解决问题的能力。三纸飞机的再制作师：分发材料包。请同学们根据刚刚所总结的知识再次制作一架纸飞机。温馨提示同学们制作完成后不可以随意飞纸飞机。生：制作纸飞机。设计意图：提高学生动手操作的技能，加强其活学活用的意识。四纸飞机性能测试师：新的纸飞机我们已经制作好了，接下來我们该怎么做？生：测试纸飞机的飞行距离。师：很好，PPT展示测量的方法。请每组的1号、2号同学试飞纸飞机。由于时间关系
11、，没有让每组的5个同学都试飞生：有序地进行纸飞机的试飞并记录纸飞机的飞行距离。设计意图：通过纸飞机的试飞，让学生了解其性能。五评估师：请测试完的同学对照纸飞机评估表对自己的纸飞机进行评分。生：对自己的纸飞机进行评估。设计意图：学生通过评估自己的纸飞机，了解其性能。六小结师：请同学们完成产品报告单。给大家3分钟的时间。生：填写产品报告单。师：播放厉害了，我的国中飞机的影像资料。生：学生仔细观看。师：同学们，我国的飞机产业正在迅猛开展，自主研发的客机C919已成功升空。今天我们是小小课堂里纸飞机的设计者，明天我们也许就是蔚蓝天空中飞行器的工程师！设计意图：总结本节课的内容，激发学生继续探索科学的热
12、情。八、板书设计做一架纸飞机制作探索再制作测试评估完成报告单九、教学反思本案例是基于STEM教育理念的小学科学教学设计。整个教学设计立足STEM教育理念，以纸飞机为主线，让学生经历了制作、探索、再制作、测试、评估、完成报告单等完整的过程，培养了学生发现问题、解决问题的能力，动手操作能力，分析数据的能力，逻辑推理的能力，促进了学生核心素养的开展。大局部学生在课间活动中都玩过纸飞机，学生会对这一活动主题产生强烈的兴趣。但是学生对什么样的纸飞机飞行距离远没有思考过。另外，小学高段的学生具有一定的分析与逻辑思维能力，注意力更加容易集中，他们在尝试、猜想、记录、验证中，通过“做中玩、玩中思、思中得享受到
13、了探究的乐趣。本节课我设计了几个版本，在不同的年级试教过，遇到过一些问题，如给每个小组分发几张纸？如果发1张，只有1个同学能折纸飞机，其他同学的参与度不够。试飞过程中，同学们读数比拟慢，效率比拟低。几个小组试飞纸飞机？如果安排的小组太少，其他同学的参与度也会下降，如果班上50多个同学每人试飞一次，需要较长的时间。针对试教过程中出现的问题，同事们给我提出了许多珍贵的建议。根据同事们的建议和自己的一些思考，我对教学设计进行了一系列的调整，才得到现有的教学设计。对本课的教学细细回味，我觉得有以下几点是可取的：本节课紧贴STEM教育理念，重难点突出;教学环节清晰流畅;注重学生爱国情感教育;注重对学生动手操作能力的培养;注重对学生的评价。当然，本节课还存在一些缺乏，如：课上应该让学生亲自测量尖头、平头、宽翼、窄翼飞机的飞行距离，但是由于场地和时间的限制，测量放在了课前。最后的环节中，由于时间的关系，每组只测试了2架纸飞机。【作者单位：武汉市光谷第一小学 湖北】
