小学STEM-创新教育课程的构建与实施

一、课程性质小学STEM-创新教育课程属于拓展性课程、技术与学习深度融合课程，是“以传统课程为基-培养学生创新思维-训练学生计算思维-开展基于创新教育的STEM项目学习”的四位一体课程。依托国家课程教材，增强教学目标、创新教学材料、重构教学活动，为国家课程赋能。课程的教学设计采用5E教学模式，在传统课程的基础上开发科学和艺术整合的创新思维训练课程、Micro：bit技术与应用的计算思维训练课程、基于创新的STEM项目学习的科学探究课程及发明创造课程。二、课程设计思路课程设计充分考虑本校学生的特点与学校教学实际情况，将小学STEM-创新教育课程分为四大课程板块进行教学，思维训练、探究实践、创新创造三层级层层递进。课程内容以国家传统课程为基础开发设计，深度融合、提升常规教材应用。通过采取以问题为导向的项目活动，让学生在探索、分析、思考、合作的过程中，运用多种不同学科领域的专业知识与技巧去解决现实中的问题。比如在四年级开展美术创新课程，训练创新思维，课程要点是选择科学性、趣味性较强的学习内容，结合科学与艺术，培养学生的创新思维与审美能力;在六年级上学期开展发明创造课程，内容要点是基于生活，应用前面所学的知识与技能，对身边的产品进行创新设计，发明创造智能作品。三、课程目标科学目标：了解如何利用科学知识、技术手段及科学原理来改变我们的世界，并以此为基础不断深入地进行实践研究，亲身经历改变生活的方法和过程。数学目标：用数学的方法处理和分析实验数据、绘图，且能利用图表获取信息及预测数据规律。工程目标：形成在日常生活中寻找问题、解决问题的意识，考虑解决工程设计方案的可行性并优化。艺术目标：以真实情境为切入点，在做中学，培养创新思维，提高其艺术鉴赏能力与作品外观设计能力。信息技术目标：掌握Micro：bit、掌控板和各类传感器的基本知识，利用建模和编程，结合信息和智能化的知识，创造性地解决问题。劳动技术目标：体验劳动技术的设计、开发与生产，理解技术的概念与原理，提高技术素养以及解决问题的能力。四、课程内容（一）美术创新课程美术创新课程选择趣味性、科学性较强的内容，按照“学思维”活动课程的教学理念，设计开发出创新思维训练课程。该课程通过特异、正负形、渐变、突变等内容来训练学生联想、抽象、比较、推理、重组、发散等思维能力。在训练中，小组分工合作设计草图并完善方案、实施方案，培养其决策力以及问题解决能力。还会使用各种回收材料，如旧报纸、吸管和废弃的塑料瓶等，来创作撕纸画、剪贴画和立体制作等多种形式的艺术作品。（二）计算思维课程计算思维课程是学生利用可联网计算机和Micro：bit进行课程学习，训练培养计算思维。先让学生了解如何与计算机沟通，什么是算法，什么是Micro：bit，然后开展主题学习，进行Micro：bit技术与应用训练，使用其各种功能，如爱在中秋（显示文字及图像）。每个主题内容框架设计参考5E模型（科学探究学习的典型模式），包含五个环节：参与（资料卡）、探究（热身讨论、工具、动手探究）、解释（分享）、精致（想一想、小试牛刀）、评价（总结评价、贯穿全程）。（三）科学探究课程科学探究课程体现了STEM教育的主要特点：以问题为导向，让学生在真实情境中开展跨学科项目式学习，小组在探究中分工合作解决问题并自主建构知识。为了让课程更有效地实施，教师首先要在小学教材中选择一个适合设计成项目来开展的内容，然后根据STEM教育的理念来重新构建教材中的活动，让学生面对真实情境中的问题，在课堂上体验各种挑战，解决实际问题，从而掌握各种不同的知识和技能。教学活动环节参考李克东教授设计的“基于创新能力培养的STEM教育5EX课程设计模型”。（四）发明创造课程在发明创造课程，学生了解什么是发明创造，习得一些发明技法，并置身于真实情境中，发挥创意，研究设计制作一个智能发明作品。在此过程中，学生要掌握如何进行规范的研究，制定研究计划、撰写申报书和研究报告，进行成果交流汇报，完成各种评价与反思改进。通过本课程的学习，提高学生的创新能力、动手实践能力、合作探究能力、科学提问能力和语言表达能力。五、课程实施建议（一）教学建议1.教学内容的选择为了让STEM教育能够在一线教学中得到更好的实施，教师应该结合国家课程标准，重新设计和完善现有的教材内容，并将其融入到日常生活中。此外，还应该根据国家教材内容的要求开发STEM项目，并将其应用于课堂教学。新手教师如果不能自己开发项目，可以选择购买合适的教学材料进行学习与实践，但是要注意结合本校学生和学校教学的实际情况进行筛选。2.教学活动的设计强调学生在做中学、在创中学。采用团队协作的方式，让学生一起思考、讨论、实践，逐步培养学生提出问题、分析问题、解决问题，收集和处理信息、建构知识的能力。这样，老师就成为了他们学习成长路上的指路人。根据STEM教育的特点，教学活动设计要满足以下几个条件：跨学科整合;在真实情境下的活动中学习;基于问题的学习;基于项目的学习;合作解决问题;学习者在探究中自主建构知识。（二）课程资源开发与利用建议1.STEM空间的建设、利用与管理STEM空间是学生进行STEM活动的重要场所，各校应当基于现实的条件，结合学校的具体情况（场地规模、可动用资金）、教学实际（课程建设、项目开发、设备和资源）等因素进行考虑建设。2.校园资源的开发与利用校园环境、活动场所和设施设备都是开展STEM教育活动的有效资源，如绿化区、图书馆、艺术馆、体育馆、美术室等，还可以建设校园种植区、科普宣传区、作品展示区等探索展示空间。在课程建设上还可以结合学校的环创特色进行开发，如学校特色是非遗传承，有非遗校园环创，就可以选择合适的非遗项目开展STEM项目学习。3.校外资源的开发与利用S