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1、科学老师STEM教学模式读书笔记本书系统地介绍了STEM教育的有关内容，主要包括STEM教育的产生及发展历史、STEM教育在世界各国中的具体实施、典型STEM教学模式及其应用、教学活动设计流程和教学研究案例等。一、STEM是什么？STEM教育就是科学(science)技术(technology)、工程(engineering)和数学(mathematics)英文首字母的缩写，最早由美国国家基金会于2001年提出。科学是对自然世界的研究，包括与物理、化学、生物和生物相关的自然定律，以及对这些学科相关的事实、原理、概念和规则的处理和应用。科学既指随时间逐渐积累起来的一系列知识，又指产生新知识的过程
2、一科学探究。科学知识能为工程设计过程提供信息。技术，虽然严格意义上不能算作一门学科，但是它包含了用于创建和操作技术制品的整个系统以及制品本身，这个系统包括人员、组织、知识、过程和设备。在漫长的历史中，人类创造了技术来满足自己的需求。很多现代技术都是科学和工程的产物，而技术工具在这两个领域也都有着广泛的应用。工程既是有关设计、创造人工产品的知识体系，也是解决问题的过程。工程学是在限制条件下进行设计的过程。其中一个限制条件就是自然规律。工程会用到科学和数学概念，以及技术工具。数学是一门研究数量、数字和空间之间的模式和关系的学科。数学与科学不同：在科学中，实证数据是用来证明或推翻相关主张的,而数学中
3、的主张则是通过基于基本假设的逻辑论证来证明的。逻辑论证和主张都是数学中的一部分。与科学一样，数学知识也在不断发展。不过与科学不同的是，在数学中，除非基本假设有所改变，否则数学知识不会被推翻的。二、为什么要融入STEM教育理念？STEM是科学、工程、技术和数学的综合课程，它旨在提升学生的综合素养，促进学生的全面发展。为什么要融入STEM理念呢？首先，STEM课程希望学生能成为可持续发展的人，与围绕核心素养进行教育的目标是一致的。其次，STEM课程与科学课程有不少相同点，STEM理念在小学学科中落地，科学学科是最好的载体。科学教育的重要目标是培养具有科学素养、适应社会发展的未来公民，使其具备一定的
4、创新能力和实践能力。为达到这一目标，国际科学教育界日益关注科学、技术、工程和数学教育（即STEM）的交叉融合，提出以整合的教学方式使学生掌握知识的技能，并能进行灵活迁移应用，解决现实问题。2017年，教育部颁布义务教育小学科学课程标准，倡导STEM教育和跨学科学习方式。科学、技术、工程与数学，即STEM,是一种以项目学习、问题导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机融为一体，有利于学生的创新能力的培养。科学教师可以尝试运用于自己的教学实践中。将STEM教育理念融入其中，首次将“技术与工程”纳入小学科学课程标准，将其列为与物质科学、生命科学、地球与宇宙科学并列的专门领域。科学技术问题本
5、身就源于自然，来自生活。比如，为什么杯子里面的水会变凉？而工程学的问题主要来自“要解决某个难题”，比如，怎样让房子更加保暖？这两种貌似不同的问题，其本质都是热力学中的能量传递问题。当教学围绕这个本质展开时就有了一个隐形的线索,将科学和工程问题有机地结合在一起。可见，STEM教学并不是简单地将科学与工程组合起来，而是要把学生学到的零碎的知识与机械的过程转变成一个探究实践、互相联系的过程。事实上，随着人类科学技术的不断进步，科学、技术、工程和数学几个领域的联系也越来越紧密，解决任何一个领域的问题都会涉及其他几个领域。三、如何在科学课堂中融入STEM教育理念（一）以“有趣的宝葫芦”为例“有趣的宝葫芦
6、”是教育科学出版社三年级上册第二单元，主要是对前三课内容的综合应用。新教科版三上第二单元空气内容框架1.感受空气2 .空气能占据空间吗3 .压缩空气4 .空气有质量吗5 .一袋空气的质量是多少6 .我们来做“热气球”7 .风的成因8 .空气和我们的生活(出示图片)哈勃瓶是由美国教育专家哈勃博士开发出来的，它是由两个口，一个橡皮塞，一个气球组成，我们将这些部件组合在一起，就组成了一个有趣的宝葫芦。这一课通过玩宝葫芦，体验空气占据空间，能被压缩，会流动的特点。(1) “有趣的宝葫芦”所蕴含的STEM教育理念技术与工程领域的教学内容是以一定的科学概念为基点，通过技术设计、技术制作，在教学活动中进一步
7、发展以学生运用科学概念为目标的教学活动。此类课旨在通过设置任务情境，鼓励学生小组合作,根据已学过的科学原理进行设计制作，形成一定的作品。由于技术与工程内容需要大量的操作材料，需要课内外时间的充分保证，但当前学校里教学计划比较固定，在校内没有自主的时间，又缺乏整体的推动，缺乏操作材料等问题成为制约因素，学生的实践锻炼难以得到保障。本课从身边的材料入手，利用身边的废弃物做成哈勃瓶模型，开展多个有趣的小实验。学生通过动手，亲历模型制作、改进过程，在玩的过程中产生疑问，并尝试解决问题，从而不断产生探究的乐趣。(2) “有趣的宝葫芦”渗透STEM教育理念的教学关键这一课是涉及选材、设计、制作、评价、改进
8、的STEM学习项目。从理论到实际运用，让学生巩固本学期学到的知识和技能。围绕着明确任务一选择材料一设计制作一测试改进一展示交流一课外拓展开展各项活动，综合了科学、技术、工程、数学等领域的知识运用。1 .科学让学生选择生活中的废弃饮料瓶。根据瓶身的特点进行不同的设计制作。通过置入气球的不同玩法产生的不同效果，让学生在不断尝试中有新的发现和收获，并尝试对所观察到的现象做出自己的解释,对同伴的解释进行评价。2 .技术宝葫芦的制作涉及许多技术问题，如对饮料瓶进行裁剪、粘连、钻孔等。根据三年级学生的年龄特点，这些环节需要教师的指导，在此基础上学生的设计制作才能体现更高的效率。在这一环节中，教师为每组提供
9、了剪刀、直尺、记号笔、透明胶等材料，学生可以在此基础上进行个性化选择。3 .工程学生对宝葫芦进行设计的过程中，有着不同的思路，但是相同点是学生会经历自我否定，自我完善的过程，可能在自己的尝试中有新发现，也可能从同伴的评价中获得启发，教师要充分给予学生改进的机会，在改进中不断完善。4 .数学在设计制作宝葫芦的过程中，有许多需要学生运用数学知识来解决问题的环节，比如，如何使两个饮料瓶的剪下部分能更好的连接在一起？瓶体的大小与气球的比例等。学生从数学角度进行测量与计算,才能使本课的实施更加顺利。这一课通过做“工程”（E）一做一个宝葫芦，考察“数学”（M）的应用一瓶体的大小、剪裁口的圆周比较，考验了学生的“技术”（T）,突出宝葫芦的特征一密封性好，为“科学”（三）探究做铺垫。
