开发STEM教育课程学习资源 .pdfVIP

开发STEM教育课程学习资源

作者：卢宝生

来源：《小学科学》2022年第13期

〔摘要〕STEM课程是科技实践综合互动课程，用科学、技术、工程各个领域的知识来

解决真实世界中有意义的问题。在STEM教育过程中，要以工程与技术领域相配套的学习资源

开展教学，否则“教、学、评”三个方面无法体现一致性。利用新的技术、创新的手段开发的课

程学习资源，除了能提高教学质量，还是让知识外化于行、内化于心、提高学生核心素养的重

要条件。

〔关键词〕STEM教育课程;学习资源;开发;实践探索

〔中图分类号〕G424〔文献标识码〕A〔文章编号〕1674-6317（2022）13-0053-03

在STEM教育过程中，将科学知识学习和考察探究、设计制作、创意创造等融合起来，运

用技术和工具的创新使用、数学的模型建构和数据分析、成果的物化表达与交流评价来开展

STEM教育，是实现“教、学、评”一致性的有效途径。

教师：制订方案，研究课标与解读教材，整合技术搜集素材，开发资源，多元评价，改进

迭代。

学生：发现问题并提出问题，做出设想制订方案，利用资源建立模型，项目呈现，分享交

流。

通过上述模式，实现STEM学习资源的构建与实施，在课堂教学中提升学生在探究实践方

面的关键能力：科学探究能力、技术与工程实践能力、自主学习能力。

一、数字技术引领下STEM教材的教学资源开发

由广东高等教育出版社出版的《科创和STEM教育实验教材》中有一些探究活动，需要实

际的模型帮助学生进行探究。我们需要一些数字化的建模技术把设计实验模型制作出来，应用

于课堂上，为STEM教育提供可操作的、可探究的学习资源。

（一）激光切割技术赋能的STEM课程学习资源

STEM课程中许多探究活动需要给学生提供实际的模型进行探究。运用激光切割技术，能

充分体现工程与技术在STEM教育中的应用。在课题研究其间，课题组成员经过长时间钻研，

开发了一系列STEM教育资源，通过课堂的实践与应用，检验资源开发对课堂教学的效果。课

前准备，我们把设计的实验模型制作出来，在学生提出问题、制订方案后，运用这些创新资源

进行模型搭建，最终解决问题。如五年级下第二单元“船的研究”，探究活动是让学生制作不同

动力的小船，了解船的动力来源。我们通过创客空间用到的激光切割技术可以为学生设计几种

不同的小船，然后进行实验对比，在同等动力的情况下，对三角帆、梯形帆、圆形帆小船速度

进行比较。还可以进一步研究橡皮筋动力小船的速度。在多年课程资源开发过程中，我们发

现，把模型应用于科学实验探究，能更好地激发学生探究实验的兴趣，培养学生的科学素养。

（二）3D打印技术赋能的STEM课程学习资源

打印技术能完成立体直观的建构模型，学生可以在小3D组形成研究方案之后，在电脑上

进行3D建模，通过模型预测解决方法的可行性。如六年级下《转动的风车》一课，需要学生

了解风能的利用，并运用工程技术设计一台风能起重机。风车扇叶的数量（三叶风车还是四叶

风车等）、风扇扇叶的面积都是影响风能起重机动力的因素。没有配套的学习资源，只能纸上

谈兵，停留在设计上。在3D打印技术赋能下，学生可以在电脑上设计各种不同大小的风车，

打印出来，进行测试，还能通过交流、评价，对自己的设计进行完善。這是基于“教、学、评”

一致性理念，过程性评价的体现。

（三）数字化传感器技术赋能的STEM课程学习资源

随着教育信息化的高速发展，对人才培养的要求也不断提高，从原来的眼睛观察、纸笔记

录到现在的各种AI技术、仿真实验虚拟现实，科学探究已经进入大数据时代，我们需要运用

各种数字化传感器开展更精确的实验探究。如五年级上《植物需要阳光》一课，植物在进行光

合作用的时候吸收了哪些气体？根据常识，我们当然知道是二氧化碳。吸收了多少？有多快？

我们可以借助数据采集器和二氧化碳传感器进行实验测试。有了数字化教学资源的赋能，许多

定性实验可以变成定量实验，学生能更准确地表达观点、反思探究过程与结果。

跨学科融合的STEM教育，教学活动离不开各种学习资源的支持。这些学习资源往往需要

在项目式学习或主题式学习时进行逆向设计，先把学生的学习效果确定，只有这样才能实现评

价与教师的教、学生的学一致。

二、校园科技活动推动下的