浅谈如何以叶子为主题开展STEM教学实践研究

1、小学科学浅谈如何以叶子为主题开展 STEM 教学实践研究摘要：本项目以教科版小学科学教材三年级上册植物的叶为基准，以叶子的外观形状观察、内部结构观察、专题探索研究、创意拓展制作为线索，将活动分为四个部分，分别是科学培训、野外考察、专题探究和动手制作。项目的设计主要秉承绿色教育的理念，赋予教育以生命本性、自然性及和谐性，并将科学与艺术完美融合。本项目在全国第二届科技项目展评活动中获得了最受教师欢迎奖。虽然有许多成功的地方，但仍存在很多不足之处，需要科学老师们进一步思考和探究。同时， 希望通过本文对项目的详细论述，能给其他学校和老师在 STEM 教学中起到借鉴的作用。关键词：STEM 教学、探究型

2、学习、学生、馆校结合本活动是我校与湖南省科学技术馆进行馆校合作的一叶一世界项目，是中国科协青少年科技中心培育的全国科技场馆科学教育项目之一，是馆校结合的优质项目，属于 STEM 教学实践类型。项目是针对 8-12 岁小学生开发设计的生物学领域的教育活动，以问题的形式引起孩子对生物世界的好奇和思考， 让孩子在动手实践中对科学产生浓的兴趣。该项目主题新颖、聚焦性强、内容丰富、形式多样化1。实验环节将从科学规律出发，引导孩子提出问题、分析问题、解决问题，养成爱观察、爱动脑、爱问问题的好习惯。在让孩子们体会学习快乐的同时， 培养他们热爱生命、热爱自然、热爱科学的美好情操2。一、项目简介本项目以三年级科

3、学教材为蓝本，以叶片作为活动的聚焦点，重点学习叶片的外形和内部结构，野外考察叶片的生长和环境，开展叶片的探究式实验以及利用叶片进行手工创意制作。该项目有以下几个特色：从场地上来说，将室内教学和户外考察结合在一起；从教育方式来说，将理论学习和动手实践紧密结合在了一起；从活动目的上来说，不仅提高科学素养还培养美感、提高生活情趣，将科学与艺术相结合。二、项目内容由于活动目的、活动方式不同，该项目内容具体分为四个环节，分别是科学培训、野外考察、专题探究、手工制作。每个环节之间紧密衔接，各个环节又可以独立自成体系，不受场地、时间、参与学生等因素的局限，十分灵活。因此，结合学校和参与学生的实际情况，可以采

4、取系列培训的形式系统学习， 也可以独立开展单项活动。（一）科学培训这个环节在科技馆是采取开展常规课程的形式，固定每周末上课，报名的同学可以提前预约课程。这个项目中开展的课 程系列有认识叶片、小小显微镜等。显微镜课堂中，学生们认真观察叶的横切面标本，他们对微观世界充满着非常浓 郁的兴趣，这个课堂就是为了给孩子们打开一扇窗，让他们意 识到，生命都是由细胞组成的，生命的本性就是物质性。同时， 也意识到正是由于观察工具的不断改进，我们才能够认识到更 多的未知世界。图 1 观察显微镜下叶片横切面的结构(二)野外考察除了室内学习之外，还带领孩子们走近大自然的怀抱，释放他们活泼好动的天性。孩子们对大自然总是

5、充满着无限的好奇心。活动前老师会提前交代活动的目的，分发叶片考察报告。活动中鼓励他们细心观察千姿百态的叶片，记录下植物的名称、分类和生长环境，并描绘出叶片的形状，完成完整的植物叶片考察报告。同时，告诉孩子们不要直接采摘树叶，只能通过捡拾新鲜的落叶，带回去以备手工制作之用；提醒他们不能随手丢弃垃圾，使他们形成热爱自然、保护环境的意识。 图 2 野外考察植物（三）专题探究户外活动时，学生们往往会观察到一些细微而有意思的现象，比如，叶片正反两面的颜色不一样，大多数落在地上的叶片是背面朝上的，等等。孩子们对这些都是不解的，他们是在认真观察周边的世界，觉察到了一些神奇的现象，并就此提出了最基本的问题“这

6、是为什么呢”3。为了保护孩子们的求知欲，帮助他们掌握探究问题的技能，特意设置了专题探究实验环节， 引导学生开展探究式研究活动4。这个环节为了能够保证教学质量，一般带领的学生不超过二十名。将学生们分好组，老师在这个环节当中主要起着引导的作用，将主动权归还给学生。学生们会按照老师的要求，自己制定任务书，明确每个组员的任务。然后老师会引导他们提出关于叶片的自己感兴趣的问题，他们会想知道，树叶为什么在秋天变黄了？哪些植物的叶是能吃的？植物的叶里面有哪些成分呢？植物的叶里面的水是怎么传输的？老师则从这些问题中，筛选出哪些问题具有研究的价值，帮助他们确定最终的研究主题。主题确定好之后，学生们按照提出假设、

7、设计实验、分析结果、分享讨论的研究思路，合作开展探究实验。老师只需要把关好每个环节，不必过多指点他们怎样去操作，只是在学生们遇到难以克服的困难时，再和他们一起想办法。另外， 实验的结果是否成功，并不是重点，较之结果，老师会更加关 注过程，因为只有在探究的过程当中，学生们才能够逐渐形成科学的思维和态度。 图 3 专题探究活动现场（四）手工制作这个环节每次都是在轻松愉快的氛围下完成的，主要是学生们利用最常见的叶片开展创意制作。手工制作具体又分为三 个小项目。拼贴画因为完整的树叶的形状是千姿百态的，有椭圆形、扇形、掌形、心形等，学生们可以发挥自己的想象力，巧妙地利用不同的形状作为他们画面的元素，组成

8、一幅具有立体感的拼贴画。拓印画叶片中的叶脉，会以各种不同的排列方式在树叶的背面凸显出来；另外，几乎任何有凹凸表面的物体都可以通过拓印在 纸上留下它们的背影，所以，叶脉肯定也可以拓印下来。只要 事先构思好画面主题，然后在叶的背面涂上颜色，通过拓印， 就可以将叶脉的身影留在纸上，这样就能创造出一幅幅富有想 象力的作品。叶脉书签叶片中的叶脉到底是什么样的呢，为了让学生们直接观察到叶脉，最直接的方法就是把叶脉分离出来。由于和叶肉组织 相比，叶脉组织的质地十分坚韧。老师指导学生采取一定的方 法除去叶肉组织，只留下叶脉，这样就能直接观察到叶脉的形 状和结构了。之后，学生们用颜料、水彩笔进一步美化叶脉， 给

9、叶脉过塑，这样就能制成极具创意的便于长久保存的叶脉书 签标本。图 4 手工制作作品展示三、项目的评估为了将同学们的学习效果及检验教师们开展项目的方式是 否得当，本项目采用了以下几种重要的评估方法。（一）学习单在每一个项目开展之前，老师都会按照本项目的教学目标及学生所掌握的知识结构情况制定一份适宜的学习单，督促学 生养成时时记录实验现象、实验结果等良好习惯。并通过学习 单的回收查看，及时掌握学生们对本项目的掌握情况及项目仍 有待改进的地方。图 5 各种学习单（二）交流会开展项目总结交流会，邀请参与项目的小朋友展示他们参与活动的成果，并探讨一下自己的收获，收集他们的建议。同 时通过该方式提高学生的

10、胆量与语言表达能力，使得学生不但 能够提高动手实践能力，还能将自己在实验中的所想、所学、 所得与其他同学共同分享，不断地自我提高。图 6 探究项目汇报交流会四、项目成果接待人数10008006004002000接待人数2012 2013 2014活动开展以来，统计接待小学生 1670 人次，受到孩子们的普遍欢迎。小朋友有亲近自然的天性，对植物叶子这一研究对象很感兴趣。随处可见的叶子里蕴含了丰富的自然规律和科学知识，让他们深受启发。学习使用仪器和工具进行科学探索， 也是参与项目的一大收获。动手制作活动让学生发挥了创意和想象，认识了自然环境的价值，培育了他们正确认识自然、与自然和谐相处的理念。图

11、7 项目接待人数一叶一世界项目在湖南省科技馆五一期间为雅安灾区的同胞们举办了专场义捐活动，活动通过义卖小朋友现场制作的叶脉书签，共募捐到 4411 元人民币，并将募捐得到的全部善款通过“壹基金”捐献给雅安地震灾区的同胞。图 8 雅安募捐义卖活动现场为了使该活动可以在科技馆和其他学校中广泛推广，湖南 省科技馆还组织科技辅导老师和我校科学教师一起编写项目图 册、活动手册、小小科学家教材等资料。 图 9 项目的资料展示通过老师们不断的探索与总结，本项目已开发了叶的拼贴 画、制作叶拓画、我的小论文、小小微观世界等六门课程。一叶一世界项目参加了全国第二届科技项目展评活动， 在来自全国六十多个优秀的项目中

12、突颖而出，获得了最受教师欢迎奖。并将项目的资料与经验与全国各地的科学教育者相互分享，希望该项目能在全国的馆校结中作为典型，能在 STEM 教学中给老师们一些启发。五、项目小结本项目以“叶子”为主题，更贴近日常生活，同时项目在内容的设计上给学生提供了许多动手操作、亲身体验的机会。通过行为观察发现，小学生对大部分可动手操作的课程表现出极大热情。科技馆的科普项目克服了学校课堂教学方式上弊端， 采用互动式的 STEM 教学符合小学生好动的心理特点，同时更强调学生的主体性，更有利于激发学生学习兴趣。一叶一世界项目在选题和教学方式上做的比较到位和大胆，但在项目的内容上仍需不断的拓展和深入，在自主探究环节还需不断的探索， 从而达到科技馆与学校充分结合的目的。参考文献：陆沉.浅析世博会对博物馆展示教育的启示J.青年文学 家,2011,(3).张玲.对科技馆展示教育运行的几点思考J