淺談新課標背景下基于stem的課例設(shè)計 論文

淺談新課標背景下基于stem的課例設(shè)計摘要：1986年，美國國家科學委員會發(fā)表《本科的科學、數(shù)學和工程教育》報告以來，世界各國以培養(yǎng)綜合性高素質(zhì)人才為目標，不斷摸索、研究如何將stem教育方法融入到教育的各個領(lǐng)域。初中教育作為小學和高中的銜接，起到承上啟下的作用。隨著時代的迅速發(fā)展，對綜合性人才的需求逐漸提高，我們的教育體制和機制正在經(jīng)歷著不斷得改進和完善，作為一線教育工作者順應(yīng)時代的發(fā)展，不斷磨練改進我們的教育教學技術(shù)更是責無旁貸。與此同時，各種教育教學方法如雨后春筍應(yīng)允而生，stem教育作為一種整合性的教育方法脫穎而出。在解決某一具體問題的過程中運用多學科知識，更好得提供解決問題的方式方法，并不拘泥于一個學科的思維范疇。 關(guān)鍵詞：stem，目標設(shè)計，活動設(shè)計

引言：Stem教學是一種整合性的教學方法，運用科學、技術(shù)、工程、數(shù)學等研究工具，讓學生更好得參與到學習的過程中，通過動手、探索、思考、歸納等一系列的學習活動獲得更加豐富的學習體驗和解決問題中的過程性知識。我們在具體的教學過程中，如何設(shè)計教學活動將是stem教學的最基本的體現(xiàn)，這對教師的教育理念和專業(yè)水準要求很高。以下我們把課堂教學分成四個模塊，一、基于stem的教學目標設(shè)計；二、基于stem的教學活動設(shè)計；三、基于stem的課后作業(yè)設(shè)計；四、基于stem的教學評價。一、基于stem的教學目標設(shè)計1、確立核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課程目標最新課程標準明確了義務(wù)教育數(shù)學課程應(yīng)使學生通過數(shù)學的學習，形成和發(fā)展面向未來社會和個人發(fā)展所需要的核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)是在數(shù)學學習過程中逐漸形成和發(fā)展的，課程目標以學生發(fā)展為本，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進一步強調(diào)學生獲得數(shù)學基礎(chǔ)知識，基本技能，基本思想和基本活動經(jīng)驗，發(fā)展運用數(shù)學知識與方法發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問題的能力，形成正確的情感、態(tài)度和價值觀。stem的教學目標設(shè)計正是基于此，在明確學習重點和難點以及在獲取知識過程中的學習體驗，在突破重難點的過程中考慮如何運用stem教學方法設(shè)置合理的教學環(huán)節(jié)，將stem教學理念有效融入其中，從而解決數(shù)學學科與其他學科乃至生活當中遇到的問題，形成正確的價值觀。例如人教版九年級上冊第二十四章《圓》活動課，在stem的基礎(chǔ)上設(shè)計教學目標：（1）認識了解車輪做成圓形的數(shù)學原理與圓的半徑之間的關(guān)系；（2）探究四點共圓的條件與圓周角、圓心角之間的關(guān)系。以上目標的設(shè)置，可以解釋圓形車輪與行車平穩(wěn)有關(guān)這一生活現(xiàn)象；相同牽引力狀態(tài)下，車輪越大，車速越快與圓的半徑越大，周長越長，車輪轉(zhuǎn)一圈走過的路程越長相關(guān)；車輪骨架之間的圓心角相等和物理上的車輪受力均勻存在著某種關(guān)系；等等一些生活中的問題，都可以用我們的數(shù)學知識來解決，這與新課程標準中發(fā)展運用數(shù)學知識分析和解決問題的能力一致。stem的教學目標就是將教學目標逐個分解成一個具體的探究性問題。學生以解決問題為目標，教師在解決問題的過程中設(shè)計教學環(huán)節(jié)，讓學生在一定的情境下完成學習任務(wù)。二、基于stem的教學活動設(shè)計1、實踐操作類學習對于一些認知類型的問題，我們可以設(shè)置動手操作類的學習方式，讓學生在操作過程中，通過觀察、思考、總結(jié)、歸納的方法，獲得學習經(jīng)驗。例如人教版九年級上冊第二十四章《圓》活動課教學設(shè)計中教學目標：“認識了解車輪做成圓形的數(shù)學原理與圓的半徑之間的關(guān)系”。如何更好得讓學生理解車輪做成圓形得原理，設(shè)計一種體驗性的教學環(huán)節(jié)，可以讓學生更加直觀得感受到圖形從形象到理性思維的過程。觀看視頻，動手滾動硬幣都可以讓學生產(chǎn)生直觀的印象，但是如何讓學生更好得深入研究原理？我們嘗試這樣設(shè)計教學活動：（1）設(shè)計學生活動一①準備紅、黃、藍三種顏色的卡紙；一張A4白紙；一把剪刀、一個圓規(guī)、一支筆、一把直尺。②用黃色、紅色、藍色的卡紙分別剪出一個圓形、正方形和正三角形。 ③用直尺和圓規(guī)分別找到圓形、正方形和正三角形的中心點，在圖形的中心點處穿一個洞，讓筆尖可以通過即可。 ④用筆尖穿過三個圖形的中心，沿著直尺旋轉(zhuǎn)移動。由三條線的軌跡可以看出，唯有圓的中心畫的是直線。（2）學生從中發(fā)現(xiàn)什么？學會什么？①圓心與桌面的距離始終保持不變，這個距離等于半徑。這里有切線的性質(zhì)：圓的切線垂直于過切點的半徑。利用這一性質(zhì)，將書本中的知識與實際問題相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)車輪中心與地面的距離始終是半徑，這樣在滾動過程中具有——穩(wěn)定性（半徑不變）。 ②滾動摩擦力比較小，對于容易滾動的圓形更是如此（用硬幣滾一下效果明顯）。（3）通過實踐操作環(huán)節(jié)的設(shè)置，讓學生對于圓的穩(wěn)定性有了理性的認知：中心與地面的距離保持不變，并且利用物理學知識深入分析滾動摩擦力比較小，圓形的滾動可以最大限度的減少摩擦力。2、經(jīng)驗探究類學習在幾何圖形問題研究的過程中，使用基本圖形進行拓展、變化，讓學生舉一反三，觸類旁通。充分利用想象力和經(jīng)驗知識，對新的問題，將其轉(zhuǎn)化為已知的問題去解決。例如人教版九年級上冊第二十四章《圓》活動課教學設(shè)計中教學目標：“探究四點共圓的條件與圓周角、圓心角之間的關(guān)系”。 （1）學生活動二：探究四點共圓的條件，提示：如果過某個四邊形的四個頂點能作一個圓，那么其相對的兩個內(nèi)角之間有什么關(guān)系？證明你的發(fā)現(xiàn)。①如圖1，學生通過測量發(fā)現(xiàn)：AC180,那么問題是這是偶然還是必然？②如圖2，動手通過理論證明來說明問題：360，即：

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90BD180根據(jù)四邊形內(nèi)角和為360度，AC180AODA2αβOα1

2βDBBCC圖1圖2③問題：如圖3,4對于過四個頂點無法作出圓的四邊形是否也與此有關(guān)？BAODAOEDCFBFEC 圖3圖4

學生小組討論（探究性學習）：對于四個頂點無法同時在圓上的情況，如何找到對角之間的關(guān)系？是否可以利用圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì)來幫助我們?nèi)シ治觥?（設(shè)計意圖：利用知識之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的特點，鍛煉分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)團隊合作和創(chuàng)新意識）

小組1討論結(jié)果：如圖5，由前面總結(jié)出的結(jié)論：180，由三角形外角等于與它不相鄰A

α D

O

γBβCFE

圖5的內(nèi)角和：，180小組2討論結(jié)果：AαOEβγD由前面總結(jié)出的結(jié)論：

α+β=180°由三角形外角的知識：β>γ ∴α+γ<180°BFC（2）學生通過對問題的探索應(yīng)掌握以下幾點： ①四邊形有一對角互補，即可做到四點共圓，而若不滿足次條件則無法達到四點共圓。②在問題的探索過程中，用已經(jīng)得出的結(jié)論作為條件去探索未知領(lǐng)域。三、基于stem的課后作業(yè)設(shè)計新的課程標準要求學生的作業(yè)評價方式豐富多樣，評價維度多元，既可以包括書面測試、口頭測試、活動報告等，既要關(guān)注“四基”“四能”的達成，也要關(guān)注核心素養(yǎng)的相關(guān)表現(xiàn)。不僅姚關(guān)注學生知識技能的掌握，還要關(guān)注學生對基本思想的把握、基本活動經(jīng)驗的積累；所以基于STEM的課后作業(yè)，除了正常布置需要書寫的作業(yè)以外，能夠根據(jù)所學科目和內(nèi)容的特點，制定一些特別的作業(yè)項目。例如學生動手利用圓和正多邊形設(shè)計一些圖案，或者通過攝影尋找身邊與圓有關(guān)的優(yōu)美的圖案。學生通過不同方式去制作和圓有關(guān)的圖形，在制作的過程中獲得的體驗是多方面的，有來自美術(shù)欣賞，有來自動手操作設(shè)計圖案。對學生的綜合素質(zhì)有比較高的要求和鍛煉。四、基于stem的教學評價在教學評價環(huán)節(jié)，可以設(shè)置多元化的評價方式。1.基礎(chǔ)知識測試 通過較為基礎(chǔ)的知識點測試，了解學生整體的學習情況，也會后面的數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。2.團隊總結(jié)性匯報以小組為單位，總結(jié)本節(jié)課學習到的知識，每個小組成員可以分享自己的收獲與問題。現(xiàn)場小組內(nèi)以及小組之間就收獲與問題可以展開討論。鍛煉學生的總結(jié)歸納能力和語言溝通交際能力。3.教師總結(jié) 教師通過基礎(chǔ)知識測試和團隊總結(jié)性匯報完成一份學習反思PMIQ表，及時掌握學生學生的學習情況，以便后續(xù)更具有針對性得解決問題。綜上所述，新課程標準的變化，結(jié)合stem教學方法，教學過程將著重培養(yǎng)學生的動手實踐能力，他相對于傳統(tǒng)的講授課教學方式，具有極強的兼容性，他將學習服務(wù)于生活，同時用不同學科所傳授的知識通過一定的渠道聯(lián)系起來，經(jīng)過自主研究和創(chuàng)新解決遇到的實際問題。在解決問題的過程中，自始自終都在以學生為主體，設(shè)置